CN110497866A - 保险杠组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保险杠组件及其制造方法。所述保险杠组件可以包括：后梁，其设置在保险杠内以吸收外部冲击；以及碰撞盒，其具有中空管形状。所述碰撞盒的第一端部联接至所述后梁的后表面以接收施加至所述后梁的冲击，板联接至所述碰撞盒的第二端部。具体地，所述碰撞盒通过电磁脉冲技术方法与所述后梁和所述板结合。

Description

保险杠组件及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年5月18日提交的韩国专利申请第10-2018-0057049号的优先权，其以全文引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及安装在车辆上的保险杠组件及其制造方法，更具体地，涉及一种保险杠组件，其使碰撞能量吸收性能最大化。

背景技术

保险杠组件包括后梁，后梁在车辆与外部物体碰撞时首先吸收碰撞能量，由此防止对诸如发动机和变速器的主要组件的损害，并进一步防止车辆乘客受伤。保险杠是震动吸收器，车辆的保险杠分别安装在前部和后部以保护车身免于外部冲击。在乘用车中，保险杠已经发展成更有效地吸收冲击能量以使乘客伤害以及主要部件的损害最小化。

通常，保险杠包括后梁、能量吸收器以及保险杠盖；该后梁制造成具有特定刚度；该能量吸收器由胺基甲酸乙酯材料等制得，并设置在后梁的前方以吸收冲击；该保险杠盖安装在能量吸收器的前方。因此，当产生相对较小的冲击能量时，能量吸收器吸收冲击能量，后梁在后部承受冲击。然而，当产生能量吸收器不能承受的大量碰撞能量时，后梁变为车辆的横向构件以吸收冲击能量。为了更有效地吸收碰撞能量，如相关技术的图1中所示，设置用于支撑后梁1的后部的碰撞盒2，碰撞盒2的端部联接至板3，板3联接至车身。

尽管常规地应用钢材料，但包括后梁、碰撞盒和板的保险杠组件已经按照车身重量减少的趋势替换为铝。铝保险杠组件由原材料连续铸造而生产，并通过挤出、热处理、弯曲、机械加工和熔焊(MIG)的方法制造。如相关技术的图1中所示，碰撞盒2通过螺栓B等接合至后梁，并通过熔焊(MIG)接合至板3。

然而，这种保险杠组件的制造方法由于复杂的工序而相对较昂贵，且产品形状有限，产量变差。此外，尽管熔焊(MIG)通过自动操作进行，但取决于周围环境而产生焊接缺陷(气孔、发生飞溅等)，使得制造品质参差不齐。此外，因为伴随有基础材料和填料材料的相变(固体→液体→固体)，所以焊接部分及其周围经受热量从而引起相比于基础材料变差的机械性质，由此需要额外的强度增强件的设计。

上文仅旨在帮助本发明的背景的理解，并不旨在意指本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

本发明提供一种保险杠组件及其制造方法，其能够通过实现在常规挤出工艺中不能实现的形状而使碰撞能量吸收性能最大化，减少制造工艺的成本，并改进品质。

根据本发明的示例性实施方案的保险杠组件可以包括：后梁，其设置在保险杠内以吸收外部冲击；以及碰撞盒，其具有中空管形状。所述碰撞盒的第一端部可以联接至所述后梁的后表面以接收施加至所述后梁的冲击，板可以联接至所述碰撞盒的第二端部。所述碰撞盒可以通过电磁脉冲技术方法与所述后梁和所述板结合。

另外，可以通过电磁脉冲技术方法在所述碰撞盒的外部表面上实现焊道。所述焊道可以具有圆形形状。此外，所述碰撞盒可以具有矩形横截面，所述焊道可以形成在所述碰撞盒的上表面、下表面、第一侧表面和第二侧表面上。此外，开口部分可以形成在所述后梁的前表面上对应于后表面的碰撞盒所联接的位置处。碰撞盒可以由铝材料制得。

根据本发明的示例性实施方案的保险杠组件的制造方法可以包括通过电磁脉冲技术方法将具有中空管形状的碰撞盒的第一端部结合至后梁，将所述碰撞盒的第二端部结合至板，将所述碰撞盒结合至所述后梁和所述板。此外，通过电磁脉冲技术方法可以在所述碰撞盒的外部表面上形成具有圆形形状的焊道。所述碰撞盒可以具有矩形横截面，所述焊道可以形成在所述碰撞盒的上表面、下表面和侧表面上。碰撞盒可以由铝材料制得。

按照根据本发明的示例性实施方案的保险杠组件及其制造方法，通过由电磁脉冲技术方法在碰撞盒表面上实现焊道可以使碰撞能量吸收量最大化。此外，通过用电磁脉冲技术方法替换熔焊可以减少或消除由于螺栓连接和焊接造成的制造品质变化。

附图说明

根据如下详细的说明书并参考所附附图将更清楚地理解本发明的以上和其他目的、特征和优点，其中：

图1显示相关技术中的保险杠组件；

图2显示根据本发明的示例性实施方案的保险杠组件；

图3为根据本发明的示例性实施方案的图2的局部放大图；

图4显示用于和本发明的示例性实施方案进行比较的相关技术的保险杠组件的比较实施例。

图5至图8为显示根据本发明的保险杠组件的示例性实施方案。

具体实施方式

为了理解本发明、本发明的操作优点以及通过实践本发明实现的目的，应参考显示本发明的示例性实施方案的附图和附图中描述。

在描述根据本发明的示例性实施方案的过程中，可能多余地模糊本发明的主旨的已知技术或重复说明将在说明书中减少或者省略。

应当理解，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非化石的能源的燃料)。

本文所用的术语仅为了描述特定实施例的目的，并不旨在限制本发明。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和"“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或加入一种或更多种其他的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其群体。正如本文所述的，术语“和/或”包括一种或多种相关列举项目的任何和所有组合。

图2显示本发明的保险杠组件，图3为图2的局部放大图。下文中将参考图2和图3详细描述根据本发明的示例性实施方案的保险杠组件及其制造方法。根据本发明的示例性实施方案的保险杠组件可以包括：后梁10、碰撞(例如撞击)盒20以及板30；该后梁10设置在保险杠内以吸收外部冲击；该碰撞盒20为内中空管形状，其第一端联接至后梁10的后侧以接收施加至后梁10的冲击；该板30联接至碰撞盒20的第二端。

另外，上增强板12可以联接至后梁10的上侧。本发明的碰撞盒20由铝材料制得，可以通过电磁脉冲技术而非焊接或螺栓连接将碰撞盒20联接至后梁10和板30，从而改进其制造工艺和品质。此外，通过电磁脉冲技术在碰撞盒20中实现焊道形状从而可以改进冲击吸收性能。

由于碰撞盒20改进了冲击吸收性能，开口11可以形成在后梁10的前侧对应于碰撞盒20所联接的后侧的位置处，因此，与相关技术中不同，封闭的横截面表面结构可以不是必须的，由此减少重量和成本。

凸缘F可以形成在碰撞盒20的两侧处用于联接后梁10和板30。在本发明中，碰撞盒20可以通过电磁脉冲技术形成以改进冲击吸收性能。为了验证冲击吸收性能，制备通过电磁脉冲技术与A1H01材料的后梁和板接合的A6063材料的碰撞盒的测试试样和通过熔焊(MIG)的另一测试试样。表1显示电磁脉冲技术的结合强度的结果，表2和表3为熔焊的结果。

表1

表2

角焊(搭接焊)	结果值(kN)
		测试1(X1)	11.34
测试2(X2)	9.97
		测试3(X3)	10.00
测试4(X4)	9.75
		平均	10.27

表3

对接焊(搭接焊)	结果值(kN)
		测试1(X1)	6.87
测试2(X2)	6.06
		测试3(X4)	6.26
测试4(X4)	5.78
		测试6(X1)	6.77
平均	6.35

测试结果显示，相比于常规熔焊(MIG)，结合强度可以提高大于40％。对于熔焊来说，基础材料和填料材料在熔化后经受凝固过程，由于伴随的微结构的粗化而使结合强度较低。相反地，电磁脉冲技术方法是固态结合，并由于基础材料因高冲击而塑性形变的加工硬化现象从而可以具有高结合强度。

基于测试试样的结构，制造试制品，通过卡车进行碰撞测试以验证试样的性能。客车测试条件为：卡车速度为10Kph，卡车重量为1,787kg，其通过车辆净重(CVW2,295kg)+77.1kg+10.5kg的75％计算而得。在这些情况下测量障碍物侵入和梁偏移。

图4和图5为验证实验的试制品的实施例，图4为用于与本发明比较的相关技术的保险杠组件的实施例，图5至图8为本发明的保险杠组件的示例性实施方案。图4显示钢材料的碰撞盒2，并显示形成在碰撞盒2的侧表面上的焊道，两条线型焊道一个侧表面上，这符合北美大规模生产规格。图5的碰撞盒21可以由铝材料制得且没有焊道，并可以包括由电磁脉冲技术结合的保险杠组件。图6的碰撞盒22可以由铝材料制得并具有在两个侧表面上形成的焊道，五条线型焊道22-1形成在一个侧表面上，并可以包括通过电磁脉冲技术结合的保险杠组件。

图7的碰撞盒23可以由铝材料制得并具有在两个侧表面上形成的焊道，十个凸出的焊道23-1形成在一个侧表面上，并可以包括通过电磁脉冲技术结合的保险杠组件。图8的碰撞盒24可以由铝材料制得并具有形成在两个侧表面、上表面和下表面上的焊道，如图8中所示，15个凸出的焊道形成在上表面、下表面和一个侧表面中的一个表面上，并可以包括通过电磁脉冲技术结合的保险杠组件。表4显示碰撞测试的侵入和偏移测量结果。

表4

如表4中所示，相比于比较实施例，侵入和偏移两者都可以满足目标值。相比于比较实施例，侵入障碍物的侵入量改进了2.6mm；相比于比较实施例，偏移梁的偏移值改进了3.0mm。

根据分析结果，凸出的焊道可以更好地改进吸收碰撞能量的能力，在全部上、下表面和两侧表面上均匀地形成凸出的焊道时可以获得显著的改进。碰撞盒20的形变行为可能取决于施加的负荷的方向而不同，也由于相比于通过焊接的常规熔焊的电磁脉冲技术的结合的结合强度而不同。此外，碰撞盒的远端部可以预先切割以确保可以结合至后梁和板的最大横截面，从而在通过电磁脉冲技术结合时使结合面积最大化。

尽管已经参考附图描述了本发明，但是对本领域技术人员来说明显的是本发明不限于本文所列出的示例性实施方案，在不偏离本发明的主旨和范围的情况下可以做出各种修改和改变。因此，这种修改或示例性的改变应落入本发明的权利要求的范围内，本发明的范围应基于所附权利要求书解释。

Claims (9)

1.保险杠组件，其包括：

后梁，其设置在保险杠内以吸收外部冲击；

碰撞盒，其具有中空管形状，所述碰撞盒的第一端部联接至所述后梁的后表面以接收施加至所述后梁的冲击；以及

板，其联接至所述碰撞盒的第二端部，

其中，所述碰撞盒通过电磁脉冲技术方法与所述后梁和所述板结合。

2.根据权利要求1所述的保险杠组件，其中，所述碰撞盒的外部表面包括由电磁脉冲技术方法实现的焊道。

3.根据权利要求2所述的保险杠组件，其中，所述焊道具有圆形形状。

4.根据权利要求2所述的保险杠组件，其中，所述焊道具有直线形状。

5.根据权利要求1所述的保险杠组件，其中，所述碰撞盒具有矩形横截面。

6.根据权利要求3所述的保险杠组件，其中，焊道形成在所述碰撞盒的上表面、下表面、第一侧表面和第二侧表面的至少一个上。

7.根据权利要求4所述的保险杠组件，其中，焊道形成在所述碰撞盒的上表面、下表面、第一侧表面和第二侧表面的至少一个上。

8.根据权利要求2所述的保险杠组件，其中，开口部分形成在所述后梁的前表面上对应于所述碰撞盒所连接的后表面的位置处。

9.根据权利要求2所述的保险杠组件，其中，所述碰撞盒由铝材料制得。