CN109963751B - 在保险杠梁的若干壁上具有肋的保险杠梁 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种由至少一个辊轧成形钢板(10)制成的保险杠梁(1)，该保险杠梁(1)包括沿横向方向延伸的上梁(12)和下梁(14)，所述上梁(12)和所述下梁(14)各自具有由前壁(16、22)、后壁(18、24)、上壁(20、29)和下壁(26、27)限定的闭合横截面，上壁(20、29)和下壁(26、27)将前壁(16、22)连结至后壁(18、24)，其中，上梁(12)的和下梁(14)的前壁(16、22)中的每一者包括横向延伸并朝向保险杠梁(1)的内部延伸的前肋(66)。上梁(12)的上壁(20)、下梁(14)的下壁(26)、上梁(12)的后壁(18)和下梁(14)的后壁(24)中的至少一者还包括横向延伸并朝向所述保险杠梁(1)的内部延伸的肋(66、70)。

Description

在保险杠梁的若干壁上具有肋的保险杠梁

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的保险杠梁，该保险杠梁为由至少一个辊轧成形钢板制成的类型，该保险杠梁包括沿横向方向延伸的上梁和下梁，所述上梁和所述下梁各自具有由前壁、后壁、上壁和下壁限定的闭合横截面，上壁和下壁将前壁连结至后壁，其中，上梁的前壁和下梁的前壁中的每一者包括横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的前肋。

本发明还涉及用于制造这种保险杠梁的方法。

背景技术

包括上梁和下梁的保险杠梁在中央壁形成上梁的下壁和下梁的上壁两者的情况下被称为“8字形”保险杠梁，并且在空间于上梁的下壁与下梁的上壁之间延伸的情况下被称为“B形”保险杠梁。已知这种保险杠梁具有良好的强度和冲击特性，这是由于上梁的下壁和下梁的上壁增加了保险杠梁的抵抗力，同时保持相对较轻并适于车辆中的要安装保险杠梁的可用空间。例如，文献US-8 716 624和US-2014/0361558公开了8字形保险杠梁，以及例如，文献WO-2016/046582公开了B形保险杠梁。

保险杠梁需要在冲击的情况下、例如在其中局部障碍物以约15Km/h的速度撞击保险杠梁的中央部分的杆测试冲击的情况下具有特定的性能。更具体地，在冲击发生时，保险杠梁必须能够在吸收能量的同时变形，使得冲击的能量不会或较少地传递至车辆中的在保险杠梁后面延伸的部分。

为此，保险杠梁必须在下述方面具有令人满意的特性：对在冲击期间施加至保险杠梁的大于预定作用力阈值的峰值作用力的抵抗；在保险杠梁由于冲击而以预定的变形距离变形之后被吸收的最小能量；以及对在保险杠梁于峰值作用力施加至保险杠梁时以及在必要变形量之后的变形期间的断裂的抵抗，这意味着保险杠梁必须是塑性变形，并且在预定变形距离内不断裂以确保在塑性变形期间能量的吸收。

在设计新的保险杠梁时，人们试图在这三个参数(对峰值作用力的抵抗、所吸收的最小能量和对断裂的抵抗)中获得最好的结果。然而，试图改进这些特性中的一个特性通常不利于一个和/或另一个特性。例如，通过例如改变保险杠梁的几何形状或通过增加保险杠梁的抗拉强度来增加保险杠梁的抵抗力使得保险杠梁能够抵抗更大的峰值作用力，使保险杠梁能够较少变形，并且更有可能在保险杠梁的变形达到预定距离之前断裂。

此外，已知将保险杠梁沿横向方向弯折以获得具有改进的性能且更适于车辆的几何形状的弯曲的保险杠梁。然而，将保险杠梁弯折可能致使保险杠梁的由大尺寸的平坦表面形成的后壁屈曲。这种屈曲在平坦表面中产生波状部，因此平坦表面在弯折之后不会保持平坦。这种现象随着保险杠梁的曲率半径越小而越明显。这种屈曲是有问题的，因为波状部的深度和高度可能在可接受的制造公差附近或超出可接受的制造公差。因此，保险杠梁与周围部件、例如与设置在保险杠梁的端部处的碰撞盒的一体化可能是有问题的。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种保险杠梁，该保险杠梁在保险杠梁的性能和/或质量方面具有改进的特征。

为此，本发明涉及上面提及类型的保险杠梁，其中，上梁的上壁、下梁的下壁、上梁的后壁和下梁的后壁中的至少一者还包括横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的肋。

在后壁中的一者中设置肋允许通过减小平坦表面的高度来减小形成后壁的在肋的两侧上的平坦表面的尺寸。实际上，引发表面屈曲的作用力随着表面在高度方向上的长度增加而变低。与其中后壁在单个平面中延伸的情况相比，由于在后壁中设置肋使得可以减小平坦表面沿高度方向的长度，因此可以避免平坦表面的屈曲，这是因为要引发屈曲的作用力更大，并且该作用力保持低于在保险杠梁的弯折期间施加在保险杠梁上的作用力。因此，由于后肋，可以避免后壁在保险杠梁的弯折期间的屈曲。

在上梁的上壁或下梁的下壁中的一者中设置肋，除了避免屈曲之外，还允许通过在冲击期间产生另一变形模式来改进保险杠梁在对断裂的抵抗和对峰值作用力的抵抗方面的性能。

本发明还涉及一种用于生产如上所述的保险杠梁的方法，该方法包括以下步骤：

-提供钢板，

-在连续的辊轧站中使钢板辊轧成形以形成保险杠梁，该保险杠梁包括沿横向方向延伸的上梁和下梁，所述上梁和所述下梁各自具有由前壁、后壁、上壁和下壁限定的闭合横截面，上壁和下壁将前壁连结至到后壁，其中，上梁的前壁和下梁的前壁中的每一者包括横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的前肋，其中，上梁的上壁、下梁的下壁、上梁的后壁和下梁的后壁中的至少一者在所述辊轧站中的至少一个辊轧站中定形状成包括横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的肋。

附图说明

本发明的其他方面及优点将基于阅读通过示例给出并参照附图做出的以下描述时将变得明显，在附图中：

-图1是包括根据本发明的保险杠梁的保险杠梁组件的立体图，

-图2是沿着图1的平面II-II截取的横截面图，

-图3是沿着图1的平面III-III截取的横截面图，

-图4是根据本发明另一实施方式的保险杠梁的横截面图，

-图5是根据本发明另一实施方式的保险杠梁的横截面图，

-图6是示出了在形成图1的保险杠梁时钢板在各个形成步骤处的形状的一系列横截面图，

-图7是图5中所示的步骤4至步骤7的放大图，以及

-图8是示出了施加至保险杠梁的力相对于图1的保险杠梁的变形距离的图。

具体实施方式

在说明书中，术语“纵向”根据车辆的前后方向限定，并且术语“横向”根据车辆的左右方向限定。术语“上”、“上部”、“下部”相对于车辆的高度方向限定。

参照图1，描述了一种用于机动车辆的保险杠梁组件。这种保险杠梁组件将设置在车辆的前部和/或后部处以在车辆受到前部和/或后部冲击的情况下保护马达舱和车厢。

保险杠梁组件包括：保险杠梁1，保险杠梁1大致横向地延伸；以及两个碰撞盒2，碰撞盒2沿纵向方向延伸并在保险杠梁1的各个横向端部4的附近附接至保险杠梁1。在每个碰撞盒2的与保险杠梁1相反的端部处设置附接板6，以用于将保险杠梁组件附接至车身、例如附接至车辆的纵梁。保险杠梁1定尺寸成用于在横向方向上沿着车辆的宽度的大部分延伸。根据实施方式，保险杠梁1在比将车辆的两个纵梁分开的距离稍大的距离、例如在车辆的宽度的70％的距离上延伸。

保险杠梁1在横向方向上是弧形的，这意味着保险杠梁1具有弯曲形状，该弯曲形状设置成使得保险杠梁1的中央部分8比横向端部6朝向车辆的外部延伸得更远。这意味着保险杠梁的拱背(extrados)意在朝向车辆的外部延伸，而拱腹(intrados)意在朝向车辆的内部延伸。保险杠梁1的曲率半径例如低于或等于4000mm，例如包括在2000mm与4000mm之间。曲率半径可以沿着横向方向是恒定的或不是恒定的。

保险杠梁1通过使钢板10辊轧成形(图6)而获得，这意味着钢板被折叠并弯折成如将在随后进行更详细地描述的形状。更具体地，钢板10例如定轮廓成某形状。钢板10由具有大于或等于980MPa、例如大于1500MPa或大于1700MPa的抗拉强度的钢制成。钢例如包括至少35％的马氏体或贝氏体。根据实施方式，钢例如是具有1500MPa的抗拉强度的完全马氏体钢。钢可以被涂覆有例如锌或铝基涂层。替代性地，钢保持未涂覆。钢板10具有包括在0.8mm与1.5mm之间、例如约1mm的厚度。钢板的厚度不一定是恒定的以在保险杠梁1中形成不同厚度的部分。

钢板10以这样的方式折叠：即保险杠梁1包括上梁12和下梁14，上梁12和下梁14各自沿横向方向延伸，上梁12在下梁14上方沿车辆的高度方向延伸。

上梁12包括：前壁16，前壁16意在朝向车辆的外部延伸；后壁18，后壁18大致平行于前壁16并意在朝向车辆的内部延伸；以及上壁20，上壁20将前壁16的上端部连结至后壁18的上端部。

下梁14包括：前壁22，前壁22意在朝向车辆的外部延伸；后壁24，后壁24大致平行于前壁22并意在朝向车辆的内部延伸；以及下壁26，下壁26将前壁22的下端部连结至后壁24的下端部。

根据图1至图3中所示的第一实施方式，保险杠梁1还包括中央壁28，中央壁28将上梁12的前壁16和下梁14的前壁22连结至后壁18、24并在上梁12的上壁20与下梁14的下壁26之间延伸。因此，中央壁28形成上梁12的下壁和下梁14的上壁两者，并且中央壁28对于上梁12和下梁14是共用的，如图2和图3中所示。

根据图4和图5中所示的第二实施方式，上梁12包括下壁27，并且下梁14包括与上梁12的下壁27分开的上壁29。上梁12的下壁27通过空间31与下梁14的上壁29分开。

上梁12的前壁16和下梁14的前壁22大致在相同平面中延伸，并且上梁12的后壁18和下梁的后壁24大致在与前壁16、22的平面平行的相同平面内延伸。在安装状态下，前壁16、22的平面和后壁18、24的平面是包含高度方向和横向方向的大致对应于竖向平面的平面。前壁16、22与后壁18、24之间的距离例如约为30mm。

上梁12的上壁20和下梁14的下壁26例如大致平行于彼此，并且例如大致与前壁16、22的平面和后壁18、24的平面垂直。在安装状态下，上壁20的平面和下壁26的平面是包含纵向方向和横向方向的大致对应于水平平面的平面。上梁12的上壁20与下梁14的下壁26之间的距离例如约为120mm。

根据第一实施方式，中央壁28从上梁12的上壁20和下梁14的下壁26以相同的距离延伸，使得上梁12和下梁14具有大致相同的尺寸和相等的横截面。根据变型，中央壁28可以从上壁20和下壁26以不同的距离延伸，使得上梁12的横截面和下梁14的横截面中的一个横截面大于另一横截面。

根据第一实施方式，保险杠梁1因此在与横向方向垂直的平面中具有呈8字形的横截面，如图2和图3中所示。然而，保险杠的横截面可以不同，例如通过具有不平行的前壁和后壁和/或不平行的上壁和下壁而不同。

根据第一实施方式的特别有利的变型，中央壁28包括前壁16、22与后壁18、24之间的平面的至少一种变化，这意味着中央壁28在至少两个不同的平面中延伸。中央壁28包括：前部部分30，前部部分30连接至前壁16、22；后部部分32，后部部分32连接至后壁18、24；以及中央部分34，中央部分34将前部部分30连接至后部部分32。中央部分34在与前部部分30和/或后部部分32延伸的平面不同的平面中延伸。根据图2和图3中所示的实施方式，前部部分30在第一平面中延伸，后部部分32在第二平面中延伸，并且中央部分34在第三平面中延伸。第一平面和第二平面是大致平行的，并且第一平面和第二平面与前壁16、22的平面和后壁18、24的平面垂直。第三平面在第一平面与第二平面之间倾斜。例如，第三平面与第一平面和第二平面形成包括在10°与170°之间的角度α。根据示例，角度α包括在30°与60°之间。因此，中央部分34在中央壁28中形成阶梯部。在保险杠梁于冲击期间而变形的期间，中央壁中的阶梯部将中间壁分成在不同的平面中延伸的两个部分，因此这使所述两个部分的屈曲延迟。实际上，引起表面屈曲的作用力随着表面在纵向方向上的长度增加而变得更低，其中，作用力在冲击期间沿该纵向方向施加在保险杠梁上。与在单个平面中延伸的中央壁相比，由于在中央壁中设置阶梯部使得可以减小中央壁的第一部分和第二部分的表面在纵向方向上的长度，因此第一部分和第二部分的屈曲由于要引发屈曲的作用力更大而被延迟。延迟屈曲允许在更大的变形距离上保持上梁12和下梁14的中空本体，这改进了保险杠梁在冲击期间于吸收能量方面的性能。

中央部分34通过倒圆部分36、即在第一平面与第三平面之间以及在第三平面与第二平面之间产生过渡的弯曲部分而连接至前部部分30和后部部分32。倒圆部分36的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的0.5倍。根据示例，倒圆部分36的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的两倍。根据先前提及的示例，倒圆部分36的曲率半径因此大于或等于1.6mm至3mm之间的值，这取决于钢板10的厚度。

第一部分30例如在与第二部分32的高度不同的高度处延伸，这意味着第一部分30分别与上梁12的上壁20及下梁14的下壁26之间的距离不同于第二部分32分别与上梁12的上壁20及下梁14的下壁26之间的距离。根据图2和图3中所示的实施方式，第一部分30与上梁12的上壁20之间的第一距离小于第二部分32与上梁12的上壁20之间的第二距离，这意味着在保险杠梁的安装状态下，第一部分30高于第二部分32延伸。根据实施方式，第一距离与第二距离之间的差小于将上梁12的上壁20与下梁14的下壁26分开的距离的三分之一，即，根据先前描述的示例小于40mm。根据实施方式，对应于第一平面与第二平面之间的距离，第一距离与第二距离之间的差约为10mm。

第一部分30通过倒圆前端部38连接至上梁12的前壁16，并且第二部分32通过倒圆后端部40连接至下梁14的后壁24。像中央部分34与前部部分30和后部部分32之间的倒圆部分36一样，倒圆前端部38和倒圆后端部40的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的0.5倍。根据示例，倒圆端部38、40的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的两倍。

根据图1和图2中所示的实施方式，中央壁28具有位于中央壁的在纵向方向上的中央处的对称中心。

大致在保险杠梁1的中央处延伸的中央壁28增加了保险杠梁1的抵抗力。因此，保险杠梁1可以抵抗冲击期间的更大的峰值作用力。此外，由中央部分34形成的阶梯部使在单个平面中延伸的表面在冲击期间的屈曲延迟，这使保险杠梁1能够在保险杠梁1的变形期间吸收更多的能量，并且在变形期间不太可能断裂，正如先前说明的。因此，中央壁28改进了保险杠梁的特性。

在图6中所示的示出了施加至保险杠梁的力相对于保险杠梁的变形距离的图中，峰值作用力被以“Ep”示出在力坐标上。变形距离以Em在距离纵坐标上示出，在变形距离处，在保险杠梁没有断裂的情况下最小能量仍被吸收。这可以利用根据本发明的上述实施方式的中央壁28来实现，因为利用这种中央壁，可以例如在以15Km/h的速度发生对保险杠梁的正面冲击期间，将中央壁28的屈曲延迟10ms至20ms。

应当理解的是，中央壁28的形状可以不同。根据示例，中央壁的第一部分30和第二部分32可以在相同平面中延伸，而中央部分34可以在多于一个的平面中延伸。前端部38可以连接至下梁14的前壁22，而后端部40可以连接至上梁12的后壁18。第一部分30可以在低于第二部分32的高度的高度处延伸。

钢板10在第一边缘42与第二边缘44之间延伸，如图4中所示。当形成保险杠梁1时，第一边缘42附接至上梁12的前壁16并覆盖中央壁28的倒圆前端部38，并且第二边缘44附接至下梁14的后壁24并覆盖中央壁28的倒圆后端部40。因此，第一边缘42和第二边缘44使上梁12的横截面和下梁14的横截面闭合。第一边缘42和第二边缘44在与前壁16、22的平面和后壁18、24的平面平行的平面中延伸，使得在边缘附接至前壁和后壁时，平坦表面附接在一起。这使横截面的闭合为更容易的步骤。例如，第一边缘42和第二边缘44通过将前壁16和后壁24焊接而附接，并且焊接平坦表面比焊接弯曲表面更容易。焊接优选为激光焊接。

根据第二实施方式，将上梁12的上壁20与下壁27分开的距离以及将下梁14的上壁29与下壁26分开的距离大致相等，使得上梁12和下梁14具有大致相同的尺寸和相等的横截面。根据变型，将上梁12的上壁20和下壁27分开的距离以及将下梁14的上壁29和下壁26分开的距离是不同的，使得上梁12的横截面和下梁14的横截面中的一个横截面大于另一横截面。

空间31在纵向方向上从后壁18、24的平面大致延伸至前壁16、22的平面，这意味着空间31沿纵向方向大致在保险杠梁的整个宽度上延伸。在高度方向上，空间31例如具有大致包括在后壁18、24中的一者的高度的三分之一与一半之间的高度。空间31由在上梁12的下壁27和下梁14的上壁29之间延伸的接合壁46限定，接合壁46大致在前壁16、22的平面中延伸。在后壁18、24的平面中，空间31朝向保险杠梁1的外部敞开。

根据第二实施方式，保险杠梁1因此在与横向方向垂直的平面中具有呈B形形状的横截面，如图4和图5中所示。然而，保险杠的横截面可以不同，例如通过具有不平行的前壁和后壁和/或不平行的上壁和下壁而不同。横截面也可以通过在接合壁46中具有弯曲部而不同。

根据图4中所示的变型，上梁12的下壁27和下梁14的上壁29大致是平坦的并且大致平行于彼此或者朝向后壁18、24稍微彼此扩张。

根据图5中所示的第二实施方式的特别有利的变型，上梁12的下壁27和下梁14的上壁29中的每一者包括在相应的前壁16、22与相应的后壁18、24之间的平面的至少一种变化，这意味着上梁12的下壁27和下梁14的上壁29中的每一者在至少两个不同平面中延伸。上梁12的下壁27和下梁14的上壁29中的每一者包括：前部部分48，前部部分48连接至相应的前壁16、22；后部部分50，后部部分50连接至相应的后壁18、24；以及中央部分52，中央部分52将前部部分48连接至后部部分50。中央部分52在与前部部分48和/或后部部分50延伸的平面不同的平面中延伸。根据图5中所示的实施方式，每个前部部分48在第一平面中延伸，每个后部部分50在第二平面中延伸，并且每个中央部分52在第三平面中延伸。第一平面和第二平面是大致平行的，并且第一平面和第二平面与前壁16、22的平面和后壁18、24的平面垂直。第三平面在第一平面与第二平面之间倾斜。例如，第三平面与第一平面和第二平面形成包括在10°至170°之间的角度α。根据示例，角度α包括在30°与60°之间。因此，中央部分52在上梁12的下壁27和下梁14的上壁29中形成阶梯部。在保险杠梁于冲击期间而变形的期间，上梁12的下壁27和下梁14的上壁29中的阶梯部将这些壁分成在不同的平面中延伸的两个部分，因此这使所述两个部分的屈曲延迟。引起表面屈曲的作用力随着表面在纵向方向上的长度增加而变得更低，其中，作用力在冲击期间沿该纵向方向施加在保险杠梁上。与在单个平面中延伸的壁相比，由于在中央壁中设置阶梯部使得可以减小上梁12的下壁27和下梁14的上壁29的第一部分和第二部分的表面在纵向方向上的长度，因此第一部分和第二部分的屈曲由于引发屈曲的作用力更大而相对延迟。延迟屈曲允许在更大的变形距离上保持上梁12的中空本体和下梁14的中空本体，这改进了保险杠梁在冲击期间于吸收能量方面的性能。各个中央部分52通过倒圆部分54、即在第一平面与第三平面之间以及在第三平面与第二平面之间形成过渡的弯曲部分而连接至相应的前部部分48和相应的后部部分50。倒圆部分54的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的0.5倍。根据示例，倒圆部分54的曲率半径大于或等于钢板10厚度的两倍。根据先前提及的示例，倒圆部分54的曲率半径因此大于或等于1.6mm至3mm之间的值，这取决于钢板10的厚度。

第一部分48例如在与第二部分50的高度不同的高度处延伸。对于上梁12的下壁27而言，这意味着第一部分48与上梁12的上壁20之间的距离不同于第二部分50与上梁12的上壁20之间的距离。根据图5中所示的实施方式，下壁27的第一部分48与上梁12的上壁20之间的第一距离大于下壁27的第二部分50与上梁12的上壁20之间的距离。对于下梁14的上壁29而言，第一部分48与下梁14的下壁26之间的距离不同于第二部分50与下梁14的下壁26之间的距离。根据图5中所示的实施方式，上壁29的第一部分48与下梁14的下壁26之间的第一距离大于上壁29的第二部分50与下梁14的下壁26之间的距离。因此，根据图5中所示的实施方式，上梁12的下壁27的第一部分48与下梁14的上壁29的第一部分48之间的距离低于上梁12的下壁27的第二部分50与下梁14的上壁29的第二部分50之间的距离。这意味着上梁12的下壁27的中央部分52的第三平面和下梁14的上壁29的中央部分52的第三平面是扩张平面。根据实施方式，第一距离与第二距离之间的差小于将上梁12的上壁20与下梁14的下壁26分开的距离的三分之一。根据实施方式，第一距离与第二距离之间的差例如包括在钢板的厚度与15mm之间，例如约6mm。

上梁12的下壁27的第一部分48通过倒圆前端部56连接至上梁12的前壁16，并且第二部分50通过倒圆后端部58连接至上梁12的后壁18。下梁14的上壁29的第一部分48通过倒圆前端部60连接至下梁14的前壁22，并且第二部分50通过倒圆后端部62连接至下梁14的后壁24。像中央部分52与前部部分48和后部部分50之间的倒圆部分54一样，倒圆前端部56、58和倒圆后端部60、62的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的0.5倍。根据示例，倒圆端部56、58、60、62的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的两倍。

根据图5中所示的实施方式，上梁12的下壁27和下梁14的上壁29各自具有位于壁的在纵向方向上的中央处的对称中心。

大致在保险杠梁1的中央处延伸的上梁12的下壁27和下梁14的上壁29增加了保险杠梁1在冲击期间对保险杠梁1施加的作用力的抵抗力。因此，保险杠梁1可以吸收在冲击期间施加的更大的最大作用力。此外，由中央部分52形成的阶梯部使在单个平面中延伸的表面在冲击期间的屈曲延迟，这使保险杠梁1能够在保险杠梁1的变形期间吸收更多的能量，并且在变形期间不太可能断裂，正如先前说明的。因此，上梁12的下壁27和下梁14的上壁29改进了保险杠梁的特性。

应当理解的是，上梁12的下壁27的形状和下梁14的上壁29的形状可以不同。根据示例，上梁12的下壁27和下梁14的上壁29的第一部分48和第二部分50可以在相同平面中延伸，而中央部分52可以在多于一个的平面中延伸。上梁12的下壁27的第一部分48与下梁14的上壁29的第一部分48之间的距离可以高于上梁12的下壁27的第二部分50与下梁14的上壁29的第二部分50之间的距离。上梁12和下梁14的横截面可以彼此不同。

根据图4和图5中所示的实施方式，钢板10的第一边缘42和第二边缘44都附接至接合壁46，以使上梁12的横截面和下梁14的横截面闭合。第一边缘42覆盖上梁12的下壁27之间的倒圆前端部56，并且第二边缘44覆盖下梁14的上壁29之间的倒圆前端部60。第一边缘42和第二边缘44在与接合壁46的平面平行的相同平面中延伸，使得在边缘附接至接合壁时，平坦表面附接在一起。这使横截面的闭合为更容易的步骤。例如，第一边缘42和第二边缘44通过焊接接合壁46而附接，并且焊接平坦表面比焊接弯曲表面更容易。焊接优选为激光焊接。

根据上面描述的第一实施方式和第二实施方式，上梁12和下梁14的前壁16、22各自包括沿着保险杠梁1的整个长度横向地延伸的前肋64。每个前肋64具有从前壁朝向保险杠梁的内部延伸的、即在保险杠梁的横截面内部朝向与设置有前肋64的前壁相对延伸的后壁延伸的凹槽或通道形状。如已知的，这种前肋64增加了上梁12和下梁14的冲击强度值，从而使保险杠梁1能够在冲击期间承受必要的最大作用力。每个前肋64具有弧形形状。根据实施方式，每个前肋64的曲率半径等于或大于钢板10厚度的0.5倍。根据示例，每个前肋64的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的两倍。每个前肋64大致在前壁16、22的沿高度方向的中央处延伸。根据实施方式，前肋64的高度、即前肋64的沿高度方向测量的尺寸大致包括在前肋延伸的前壁的高度的10％与一半之间。前肋的高度例如包括在10mm与30mm之间。前肋64的深度、即肋的沿纵向测量的尺寸例如包括在供肋延伸的前壁与面向前壁的后壁之间的距离的十分之一与三分之一之间。例如，前肋64的深度包括在3mm与10mm之间。根据特定示例，肋的高度等于肋的深度。在上梁12的前壁16上延伸的前肋64例如与在下梁14的前壁22上延伸的前肋64大致相同。根据各种实施方式，上梁12的上壁20、下梁14的下壁26、上梁12的后壁18和下梁14的后壁24中的至少一者还包括横向延伸并朝向保险杠梁1的内部延伸的肋。通过“横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的肋”可以理解的是，该肋在保险杠梁的横截面的内部延伸。

根据特别有利的实施方式，在后壁18、24具有必要高度时，上梁12和下梁14的后壁18、24各自包括沿着保险杠梁1的整个长度横向延伸的后肋66，如图2和图3中所示。每个后肋66具有从后壁朝向保险杠梁的内部延伸的、即在保险杠梁的横截面内部朝向与设置有后肋66的后壁相对延伸的前壁延伸的凹槽或通道形状。应当指出的是，后肋66已经表示在根据第一实施方式的保险杠梁1上，但是后肋66也可以设置在根据第二实施方式的保险杠梁1中。

后肋66被设置用于改进保险杠梁1的生产，以获得质量改进的保险杠梁。如先前描述的，保险杠梁1是弯曲的，并且拱腹在保险杠梁1的后壁18、24侧上延伸。拱腹侧上的较大的平坦表面、比如由后壁18、24形成的没有肋的表面，在执行保险杠梁1的弯折使保险杠梁1沿横向方向弯曲期间趋于屈曲。这种屈曲在平坦表面中产生波状部，因此平坦表面在弯折之后不会保持平坦。这种现象随着保险杠梁的曲率半径越小而越明显。如先前说明的，这种屈曲在保险杠梁于其环境中的一体化以及碰撞盒的附接方面是有问题的。

在后壁18、24上设置肋66允许通过减小平坦表面的沿高度方向测量的高度来减小形成后壁18、24的平坦表面的尺寸。因此，由于后肋66，在保险杠梁的弯折期间可以避免后壁18、24的屈曲。实际上，引起表面的屈曲的作用力随着表面在高度方向上的长度增加而变低。由于在后壁中设置肋使得可以减小平坦表面沿高度方向的长度，因此可以避免平坦表面的屈曲，这是因为引发屈曲的作用力更大，并且该作用力保持低于在保险杠梁的弯折期间施加在保险杠梁上的作用力。

为此，后壁上的每个后肋66的高度和位置设置成使得在后肋66的两侧上延伸的平坦表面68不具有足以在保险杠梁的弯折期间引起屈曲的高度。根据示例，每个平坦表面68的高度不超过供肋66延伸的后表面的高度的一半。每个后肋66例如大致在后壁18、24的沿高度方向的中央处延伸。每个后肋66的高度例如大致包括在供前肋延伸的前壁的高度的三分之一与一半之间。对于具有较大高度的后部面而言，可以有利的在所述后部面上设置多于一个的后肋以限制所述后部面的每个平坦表面的高度，使得在保险杠梁1的弯折期间可以避免后部面的屈曲。根据实施方式，后肋66设置成使得每个平坦表面的高度低于或等于30mm。

每个后肋66具有弧形形状。根据实施方式，每个后肋的曲率半径等于或大于钢板10的厚度的0.5倍。根据示例，每个后肋的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的两倍。每个后肋的深度可以是大于或等于钢板10的厚度的0.5倍的任何值，这取决于后壁的所需几何形状。根据实施方式，深度可以使得后肋48延伸直至与供后肋延伸的后壁相对延伸的前壁或者在后肋66与前肋64相对延伸时延伸直至前肋64。根据图中所示的实施方式，后肋66的深度低于前肋64的深度。后肋66可以与前肋64相对延伸，或者可以在高度方向上相对于前肋64偏移。

此外，横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的后肋66避免了散热器穿孔的风险，这种穿孔可能发生在肋横向延伸并朝向保险杠梁的外部延伸的情况下，例如在将保险杠梁推动抵靠散热器的碰撞期间。

根据可以作为上述实施方式的替代或者可以用上述实施方式实现的实施方式，上梁12的上壁20和/或下梁14的下壁26包括沿着保险杠梁1的整个长度横向地延伸的加强肋70。应当指出的是，加强肋70已经被表示在根据第二实施方式的保险杠梁1上，但是加强肋70也可以设置在根据第一实施方式的保险杠梁1中。

加强肋70横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸。

加强肋70具有与前肋64大致相同的作用，并且改进了保险杠梁1的性能。此外，加强肋70还有利于减小上梁12的上壁20和/或下梁14的下壁26的屈曲风险。加强肋70具有弧形形状。根据实施方式，加强肋70的曲率半径等于或大于钢板10的厚度的0.5倍。根据示例，加强肋70的曲率半径大于或等于钢板10的厚度的两倍。每个加强肋70的深度、即加强肋70在高度方向上的尺寸可以是大于或等于钢板10的厚度的0.5倍的任何值，这取决于供肋延伸的壁的所需几何形状。然而，加强肋70优选地设置成不与前肋和/或后肋干涉，或者不与中央壁28干涉，或者不与上梁12的下壁27干涉，或者不与下梁14的上壁29干涉。根据实施方式，加强肋70的深度小于保险杠梁1的总高度的三分之一。加强肋例如在供肋延伸的壁的中央处沿纵向方向延伸。加强肋70允许通过产生另一变形模式来改进保险杠梁1在抗断裂和吸收最大作用力方面的性能。

根据图1和图3中所示的也可以在根据第二实施方式的保险杠梁1中实现的实施方式，保险杠梁1还包括由另一辊轧成形钢板或冲压钢板制成的加强元件72，该加强元件72附接至上梁12的上壁20和下梁14的下壁26并在前壁16、22的前面延伸。加强元件72沿横向方向在保险杠梁1的至少一部分上延伸，以在前壁16、22的至少一部分的前面形成冲击表面。加强元件72设置成与前壁16、22形成至少一个腔74，腔74在前壁16、22与加强元件72之间延伸。根据图中所示的实施方式，加强元件72包括上壁76和下壁78，上壁76与上梁12的前壁16一起限定了上腔74a，下壁78与下梁14的前壁22一起限定了下腔74b。在上壁76与下壁78之间，加强元件72包括抵靠前壁16、22的与保险杠梁1的中央壁28相对或者与上梁12的下壁27和下梁14的上壁29相对的中央壁80。加强元件72可以包括在上壁76和/或下壁78中横向地延伸的肋82。

加强元件72允许通过在保险杠梁1前面形成辅助可变形结构来改进保险杠梁1的能量吸收。为此，加强元件72优选在必须吸收另外能量的位置和在保险杠梁1的前面能够获得沿纵向方向的另外的空间的位置处延伸，因为加强元件72增加了保险杠梁的沿纵向方向的横截面。例如，加强元件72围绕保险杠梁1的中央沿横向方向延伸，其中，在车辆受到完全正面冲击的情况下，冲击的大部分能量施加在保险杠梁1的该中央处。腔74的横截面与形成加强元件72的钢的抗拉强度和形成加强元件的钢板的厚度的乘积低于没有加强元件的保险杠梁1的横截面与形成保险杠梁的钢的抗拉强度和钢板的厚度的乘积，使得具有加强元件72的保险杠梁局部吸收比保险杠梁的其余部分更多的能量。例如，加强件由比保险杠梁的钢更易延展的钢制成。

根据示例，加强元件在横向方向上沿着保险杠梁1的长度的10％与三分之二之间延伸，并且腔74具有大致等于没有加强元件的保险杠梁的沿纵向方向的横截面的三分之一的横截面。加强元件72例如由双相钢制成，该双相钢具有大致包括在780MPa与1500MPa之间的抗拉强度，并且具有例如等于钢板10的厚度的厚度。加强元件72例如激光焊接至保险杠梁1。

加强元件72还可以用于使保险杠梁1的几何形状适于不同车辆的特定几何需求。例如，加强元件72的高度可以大于保险杠梁1的高度，使得保险杠梁1可以用在具有比标准车辆高的高度的车辆中。在这种情况下，加强元件72可以沿着保险杠梁1的整个长度延伸。因此，加强元件72可以用于使保险杠梁1适于大范围的车辆，其中，保险杠梁1对于所有车辆而言保持相同，并且仅加强元件被修改以符合车辆的需求。

用于形成上述保险杠梁1的方法在图6中部分示出，其中，钢板10形成根据第一实施方式的保险杠梁的连续辊轧成形步骤被示出并标记为0至23。这二十三个辊轧成形步骤对应于形成具有带阶梯部的中央壁28以及前肋64和后肋68的保险杠梁1所需的步骤的数目，其中，中央壁28在辊轧成形步骤4至7中形成，如图5中更清楚可见的，并且前肋64在上梁12的前壁16和下梁14的前壁22中延伸，后肋68在上梁12的后壁18和下梁14的后壁24中延伸，前肋64和后肋68至少在辊轧成形步骤1至3中形成。各种辊轧成形步骤在连续辊轧成形站中进行。

在辊轧成形步骤结束时，钢板10的边缘42和44被焊接至相应的前壁和后壁或接合壁46，并且保险杠梁1在横向方向上成弧形以获得保险杠梁1的弧形形状。由于后肋68，即使在保险杠梁1的曲率半径减小并且后壁的高度很重要时，该操作也不会引起后壁18、24屈曲。

在保险杠梁1包括加强元件72时，该加强元件72例如通过辊轧成形或冲压单独形成，并且附接至成形的保险杠梁1。

上面公开的具有8字形横截面的保险杠梁在第三平面与第一平面和第二平面形成大致等于45°的角度α的情况下，例如能够沿纵向方向在大于200mm的距离上变形而不会断裂。由保险杠梁承受的峰值作用力大于30KN、例如约33KN(图6中的Ep)，并且在250mm的变形之后吸收的最小能量(图6中的Em)大于5.5KJ、例如约5.75KJ。因此，保险杠梁1在所有三个相关参数中表现出良好的性能，即对大于作用力阈值的峰值作用力的抵抗、吸收的最小能量以及对断裂的抵抗。

根据可以用上面描述的实施方式来实现的用于形成保险杠梁的方法的实施方式，用于形成保险杠梁的方法包括用于在上梁12的上壁20和/或下梁14的下壁26中形成横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的加强肋70的辊轧成形步骤(未示出)。用于在上梁12的上壁20和/或下梁14的下壁26中形成加强肋70的辊轧成形步骤在连续的辊轧成形站中执行。

横向延伸并朝向保险杠梁的内部延伸的肋使得可以限制由保险杠梁占有的体积。实际上，车辆的深度(即车辆沿纵向方向测量的尺寸)不应超过50mm至60mm，否则车辆可能太长。

此外，横向延伸并朝向保险杠梁内部延伸的肋比横向延伸并朝向车辆外部延伸的肋更令人满意。实际上，朝向车辆外部延伸的肋形成突起，在冲击的情况下，作用力集中在该突起处。在肋朝向保险杠梁内部指向的情况下，作用力被分散在于肋的两侧上延伸的两个较大的表面上。保险杠梁断裂的风险因此减小。

Claims (18)

1.一种用于机动车辆的保险杠梁(1)，所述保险杠梁(1)由至少一个辊轧成形钢板(10)制成，所述保险杠梁(1)包括沿横向方向延伸的上梁(12)和下梁(14)，所述上梁(12)和所述下梁(14)各自具有由前壁(16、22)、后壁(18、24)、上壁(20、29)和下壁(26、27)限定的闭合横截面，所述上壁(20、29)和所述下壁(26、27)将所述前壁(16、22)连结至所述后壁(18、24)，其中，所述上梁(12)和所述下梁(14)的所述前壁(16、22)中的每一者包括横向延伸并朝向所述保险杠梁(1)的内部延伸的前肋(64)，其特征在于，所述上梁(12)的所述上壁(20)和/或所述下梁(14)的所述下壁(26)包括加强肋(70)，所述加强肋(70)或每个加强肋(70)沿横向方向横向延伸并朝向所述保险杠梁(1)的内部延伸，

其中，所述加强肋(70)或每个加强肋(70)沿着所述保险杠梁的整个长度延伸，

其中，所述加强肋(70)或每个加强肋(70)具有有着大于或等于所述钢板(10)的厚度的0.5倍的曲率半径的弯曲横截面。

2.根据权利要求1所述的保险杠梁，其中，所述上梁(12)的和所述下梁(14)的后壁(18、24)中的至少一者包括横向延伸并朝向所述保险杠梁(1)的内部延伸的后肋(66)。

3.根据权利要求2所述的保险杠梁，其中，所述后肋(66)具有有着大于或等于所述钢板(10)的厚度的0.5倍的曲率半径的弯曲横截面。

4.根据权利要求2或3所述的保险杠梁，其中，供所述后肋(66)延伸的所述后壁(18、24)包括在所述后肋(66)的两侧上延伸的至少两个平坦表面(68)，所述后肋(66)的位置和/或高度设置成使得每个平坦表面(68)具有低于或等于供所述后肋(66)延伸的所述后壁(18、24)的高度的一半的高度。

5.根据权利要求2或3所述的保险杠梁，其中，所述后肋(66)的深度高于或等于所述钢板(10)的厚度的0.5倍，并且低于或等于所述前壁(16、22)与供所述后肋(66)延伸的所述后壁(18、24)之间的距离。

6.根据权利要求2或3所述的保险杠梁，其中，所述后肋(66)与前肋(64)相对延伸。

7.根据权利要求2或3所述的保险杠梁，其中，所述上梁(12)的和所述下梁(14)的所述后壁(18、24)中的每一者包括横向延伸并朝向所述保险杠梁(1)的内部延伸的后肋(66)。

8.根据权利要求1所述的保险杠梁，其中，所述加强肋(70)或每个加强肋(70)的深度高于或等于所述钢板(10)的厚度的0.5倍，并且低于或等于所述上梁(12)的所述上壁(20)与所述下梁(14)的所述下壁(26)之间的距离的三分之一。

9.根据权利要求1至3和8中的任一项所述的保险杠梁，其中，所述保险杠梁(1)沿所述横向方向弯曲，所述保险杠梁(1)的曲率半径小于或等于4000mm。

10.根据权利要求1至3和8中的任一项所述的保险杠梁，其中，所述钢板(10)由具有大于或等于980MPa的抗拉强度的钢制成。

11.根据权利要求10所述的保险杠梁，其特征在于，所述钢板(10)具有大致包括在0.8mm与1.5mm之间的厚度。

12.根据权利要求1至3、8和11中的任一项所述的保险杠梁，其中，在所述上梁(12)的和所述下梁(14)的所述前壁(16、22)与所述后壁(18、24)之间延伸的中央壁(28)形成所述上梁(12)的所述下壁和所述下梁(14)的所述上壁两者。

13.根据权利要求12所述的保险杠梁，其中，所述中央壁(28)在至少两个不同的平面中延伸。

14.根据权利要求1至3、8和11中的任一项所述的保险杠梁，其中，在所述上梁(12)的所述下壁(27)与所述下梁(14)的所述上壁(29)之间延伸有空间(31)。

15.根据权利要求14所述的保险杠梁，其中，所述上梁(12)的所述下壁(27)和/或所述下梁(14)的所述上壁(29)在至少两个不同的平面中延伸。

16.根据权利要求1至3、8、11、13和15中的任一项所述的保险杠梁，还包括由钢板制成的加强元件(72)，所述加强元件(72)附接至所述上梁(12)和所述下梁(14)，使得所述加强元件(72)与所述上梁(12)的和所述下梁(14)的所述前壁(16、22)的至少一部分相对地延伸，并且所述加强元件(72)与所述前壁(16、22)一起限定至少一个腔(74)，所述腔(74)在所述前壁(16、22)与所述加强元件(72)之间延伸。

17.一种用于生产根据权利要求1至3、8、11、13和15中的任一项所述的保险杠梁(1)的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供钢板(10)，

-在连续的辊轧站中使所述钢板(10)辊轧成形以形成保险杠梁(1)，所述保险杠梁(1)包括沿横向方向延伸的上梁(12)和下梁(14)，所述上梁(12)和所述下梁(14)各自具有由前壁(16、22)、后壁(18、24)、上壁(20、29)和下壁(26、27)限定的闭合横截面，所述上壁(20、29)和所述下壁(26、27)将所述前壁(16、22)连结至所述后壁(18、24)，其中，所述上梁(12)的和所述下梁(14)的所述前壁(16、22)中的每一者包括横向延伸并朝向所述保险杠梁(1)的内部延伸的前肋(64)，

其特征在于，所述上梁(12)的所述上壁(20)和/或所述下梁(14)的所述下壁(26)在所述辊轧站中的至少一个辊轧站中定形状成包括加强肋(70)，所述加强肋(70)或每个加强肋(70)沿横向方向横向延伸并朝向所述保险杠梁(1)的内部延伸，所述加强肋(70)或每个加强肋(70)沿着所述保险杠梁的整个长度延伸，并且所述加强肋(70)或每个加强肋(70)具有有着大于或等于所述钢板(10)的厚度的0.5倍的曲率半径的弯曲横截面。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述钢板(10)由具有大于或等于980MPa的抗拉强度的钢制成。

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