CN110770087A - 具有横向承载件和两个碰撞吸能盒的保险杠组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆(10)的保险杠组件(1)，所述保险杠组件包括：两个碰撞吸能盒(2.1、2.2)和横向承载件(3)，该横向承载件与所述两个碰撞吸能盒(2.1、2.2)的端部耦合。根据本发明提出，碰撞吸能盒(2.1、2.2)被设计为分别具有能沿车辆纵向方向(x方向)变形的第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和能沿车辆纵向方向(x方向)变形的第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)，横向承载件(3)被设计成中间部段(3.0)，该中间部段具有沿车辆横向方向(y方向)连接在中间部段的各个端部上的端部部段(3.1、3.2)，其中，端部部段(3.1、3.2)分别支撑在第一碰撞吸能盒部段(3.11、2.21)上，中间部段(3.0)仅支撑在第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)上，在由于柱载荷情况而引发的、向横向承载件(3)的中间部段(3.0)输入能量的情况中，第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)能以吸收能量的方式变形。

Description

具有横向承载件和两个碰撞吸能盒的保险杠组件
技术领域
本发明涉及一种具有横向承载件和两个碰撞吸能盒的保险杠组件。
背景技术
这种保险杠组件例如由文献DE 10 2013 000 269 A1已知。在这种已知的保险杠组件中，横向于车辆纵向方向延伸的横向承载件通过两个碰撞吸能盒借助于法兰板或撞击板与车辆纵向承载件耦合。
这种保险杠组件的横向承载件用于，将例如居中地撞击到车辆上的物体的碰撞能量(所谓的柱载荷情况(Pfahllastfall))导入碰撞吸能盒中并随后导入纵向承载件中。由此，在较轻微的事故中车身和其它对于交通安全性重要的组件，例如前灯、冷却器等等应该被保护以防止损坏。此外，这种保险杠组件也有利于在快速的碰撞事故下的被动乘员的安全性。通常，这种保险杠组件应遵循生效的法律-和安全要求，然而这种保险杠组件对于具有内燃机的车辆被优化并且遮盖平面的、被完全或部分覆盖的撞击者或事故当事方。
然而在纯电动车中取消了内燃机，该内燃机在机动车中是重要的载荷分配器，以用于在线形的载荷导入、例如在居中的树撞击或柱撞击(所谓的柱载荷情况)中保护乘员或其它对于安全性重要的构件。在这种情况下，保险杠组件的横向承载件必须能够有助于使载荷分散和能量吸收。然而利用已知的保险杠组件不能达到预期的程度。
发明内容
本发明的目的是，这样改进开头所述类型的用于车辆的、特别是用于电动车的保险杠组件，即，在柱载荷情况下实现，将载荷最佳地导入到车辆车身中。
所述目的通过具有权利要求1的特征的保险杠组件实现。
这种用于车辆的保险杠组件具有横向承载件和两个碰撞吸能盒，该横向承载件与所述两个碰撞吸能盒的端部耦合，保险杠组件的特征根据本发明在于，
-碰撞吸能盒被设计为分别包括能沿车辆纵向方向变形的第一碰撞吸能盒部段和能沿车辆纵向方向变形的第二碰撞吸能盒部段，和
-横向承载件被设计为具有中间部段，该中间部段具有沿车辆横向方向连接在中间部段的各个端部上的端部部段，其中，
-端部部段分别支撑在第一碰撞吸能盒部段上，
-中间部段仅支撑在第二碰撞吸能盒部段上，和
-在由于柱载荷情况而引发的、向横向承载件的中间部段上的能量输入的情况中，第二碰撞吸能盒部段能以吸收能量的方式变形。
在这种保险杠组件中，在柱载荷情况下，仅涉及两个碰撞吸能盒的激活力水平的一部分，即，仅第二碰撞吸能盒部段被激活并以吸收能量的方式变形。在此，横向承载件的中间部段将在柱载荷情况下产生的力输入以这种方式分散在第二碰撞吸能盒部段上，而该中间部段在此不塌陷，也就是说根据本发明的保险杠组件将柱载荷情况转化为壁载荷情况。
这种根据本发明的保险杠组件的另一个优点在于，相对于现有技术不需要较大的结构空间并且也极大地节省了材料的使用。
根据本发明的保险杠组件当然也满足以下基本功能：即在由于壁载荷情况而引发的、向横向承载件上的能量输入中，第一碰撞吸能盒部段和第二碰撞吸能盒部段都能以吸收能量的方式变形。在这种情况下激活了碰撞吸能盒的全部激活力水平。
根据本发明的一个特别有利的改进方案，保险杠组件被这样设计，即
-碰撞吸能盒分别被两件式地构造，以用于形成第一碰撞吸能盒部段和第二碰撞吸能盒部段，
-同一碰撞吸能盒的第一碰撞吸能盒部段和第二碰撞吸能盒部段与一撞击板力锁合地连接，和
-设有两个纵向承载件，在所述两个纵向承载件的前端部上布置有撞击板。
在碰撞吸能盒的这个设计方案中根据改进方案提出，
-横向承载件被三件式地设计成由中间部段和两个端部部段形成，
-端部部段分别与第一碰撞吸能盒部段力锁合地连接，和
-中间部段与第二碰撞吸能盒部段力锁合地连接。
在此优选地，横向承载件的端部部段与横向承载件的中间部段通过预设断裂位置连接。
保险杠组件的另一个结构性设计方案提出，
-碰撞吸能盒分别被设计为用于借助于沿车辆纵向方向延伸的分隔壁形成第一碰撞吸能盒部段和第二碰撞吸能盒部段，和
-碰撞吸能盒的第二碰撞吸能盒部段相应在前侧通过预设断裂位置与分隔壁连接。
根据结构性设计方案的一个改进方案，
-分隔壁在碰撞吸能盒的前侧端部上借助于延长部段延长，
-延长部段啮合到横向承载件的、与该延长部段轮廓配合的接纳狭槽中，和
-横向承载件在接纳狭槽的区域中被设计为具有预设断裂位置，利用该预设断裂位置规定横向承载件的中间部段以及横向承载件的端部部段。
根据本发明的一个特别有利的设计方案，碰撞吸能盒的第一碰撞吸能盒部段和第二碰撞吸能盒部段沿车辆横向方向彼此相邻地布置。对此在结构上适配具有中间部段和端部部段的横向承载件。
另选地根据本发明的另一个优选的改进方案，碰撞吸能盒的第一碰撞吸能盒部段和第二碰撞吸能盒部段沿车辆高度方向相邻地布置。对此在结构上适配具有中间部段和端部部段的横向承载件。
附图说明
下面根据参考附图的实施例详述本发明。图中示出：
图1示出在未激活的和由于柱载荷而激活的状态下保险杠组件的第一实施例的示意图，
图2示出在未激活的和由于柱载荷而激活的状态下保险杠组件的第二实施例的示意图，
图3示在未激活的和由于柱载荷而激活的状态下保险杠组件的第三实施例的示意图，
图4示在未激活的和由于柱载荷而激活的状态下保险杠组件的第四实施例的示意图，和
图5示出在壁载荷情况下根据图1至图4的保险杠组件的示意图。
具体实施方式
图1至图3以及图5示出车辆10的前车的前部区域，该前部区域包括右纵向承载件5.1和左纵向承载件5.2以及保险杠组件1，该保险杠组件包括横向承载件3和两个碰撞吸能盒2.1和2.2。在纵向承载件5.1和5.2的前侧端部上，分别通过撞击板4.1或4.2布置右碰撞吸能盒2.1和左碰撞吸能盒2.2。横向承载件3与两个碰撞吸能盒2.1和2.2的前侧端部力锁合地连接，其中，该横向承载件3包括中间部段3.0和各一个沿车辆横向方向(y方向)在端侧布置在该中间部段3.0上的右端部部段3.1和左端部部段3.2。
右碰撞吸能盒2.1和左碰撞吸能盒2.2包括各一个第一碰撞吸能盒部段2.11或2.21和第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22。在此，两个碰撞吸能盒2.1和2.2以及包括中间部段3.0以及两个端部部段3.1和3.2的横向承载件3在结构上这样构造，即，在车辆10居中地撞向桩20的柱载荷情况下，由此引起的、在横向承载件3的中间部段3.0上的力输入导致，该力输入仅分散在碰撞吸能盒2.1和2.2的第二碰撞吸能盒部段2.12和2.22上，并且由此这两个碰撞吸能盒部段2.12和2.22反向于行驶方向F变形，如在图1b、图2b和图3b中所示。相应于该视图，通过力输入使得横向承载件3的中间部段3.0向第二碰撞吸能盒部段2.12和2.22移动，然而自身不会塌陷，也就是说利用这种保险杠组件1将柱载荷情况转化为壁载荷情况。
居中地作用在中间部段3.0上的力输入然而不被传递到横向承载件3的端部部段3.1和3.2上，因此也不被传递到第一碰撞吸能盒部段2.11和2.21上，由此该第一碰撞吸能盒部段也不变形。因此在柱载荷情况下，仅涉及两个碰撞吸能盒2.1和2.2的激活力水平的一部分。
如在图5中示意性示出的，在壁载荷情况下，两个碰撞吸能盒2.1和2.2的全部激活力水平被完全覆盖/重叠的刚性障碍物30激活。在这种情况下，通过障碍物30在横向承载件3上产生的力输入借助于横向承载件的中间部段3.0传递到第二碰撞吸能盒部段2.12和2.22上，同时借助于端部部段3.2传递到第一碰撞吸能盒部段2.11和2.21上，由此使第一碰撞吸能盒部段2.11、2.21和第二碰撞吸能盒部段2.12、2.22变形。
在图1至图3中示出的保险杠组件1在碰撞吸能盒2.1和2.2以及横向承载件3的结构性设计方案中有区别。下面描述该区别。
在根据图1a的保险杠组件1中，两个碰撞吸能盒2.1和2.2分别被两件式地构造成包括第一碰撞吸能盒部段2.11或2.21和第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22，其中，碰撞吸能盒2.1或2.2的两个碰撞吸能盒部段2.11和2.12或2.21和2.22与板4.1或4.2力锁合地连接。
根据图1a的保险杠组件1的横向承载件3被三件式地设计成包括中间部段3.0和布置在端侧的两个端部部段3.1和3.2，其中，中间部段3.0分别在端侧与两个碰撞吸能盒2.1和2.2的第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22力锁合地连接。相应地，横向承载件3的端部部段3.1和3.2与第一碰撞吸能盒部段2.11和2.21力锁合地连接。附加的可能性是，两个端部部段3.1和3.2分别通过预设断裂位置6.1或6.2与横向承载件的中间部段3.0连接。该预设断裂位置6.1和6.2被这样设计，即，在柱载荷情况下，在力可以输入到端部部段3.1和3.2上之前，该预设断裂位置6.1和6.2相应于根据图1b的显示而断裂。
在根据图2a的保险杠组件1的另选的结构性设计方案中，两个碰撞吸能盒2.1和2.2通过沿车辆纵向方向(x方向)延伸的分隔壁7.1或7.2分隔，以用于形成第一碰撞吸能盒部段2.11或2.21以及第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22。在此，第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22除了与撞击板4.1或4.2力锁合地连接之外，还在前侧端部上借助于预设断裂位置2.120或2.220与分隔壁7.1或7.2连接。
根据图2a的保险杠组件1的横向承载件3同样被设计成包括中间部段3.0和布置在端侧的两个端部部段3.1和3.2这三个部分，其中，中间部段3.0分别在端侧与两个碰撞吸能盒2.1和2.2的第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22力锁合地连接。相应地，横向承载件3的端部部段3.1和3.2与第一碰撞吸能盒部段2.11和2.21力锁合地连接。附加的可能性是，两个端部部段3.1和3.2分别通过预设断裂位置6.1或6.2与横向承载件的中间部段3.0连接。该预设断裂位置6.1和6.2以及预设断裂位置2.120和2.220被这样设计，即，在柱载荷情况下，在力可以输入到端部部段3.1和3.2以及第一碰撞吸能盒部段2.11和2.21上之前，该预设断裂位置6.1和6.2以及预设断裂位置2.120和2.220相应于根据图2b的显示而断裂。
在这种根据图2a的保险杠组件1的壁载荷情况下，两个碰撞吸能盒2.1和2.2的分隔壁7.1和7.2也附加地变形(参见图5)。
在根据图3a的保险杠组件1的另一个另选的结构性设计方案中，两个分隔壁7.1和7.2在碰撞吸能盒2.1和2.2的边缘侧的端部上借助于延长部段7.10和7.20延长，其中，该延长部段7.10和7.20啮合到横向承载件3的轮廓配合的接纳狭槽3.10和3.20中，如在图3a中示意性表明的。在横向承载件3的该接纳狭槽3.10和3.20外部，端部部段3.1和3.2通过预设断裂位置6.1和6.2与中间部段3.0连接。利用该接纳狭槽3.10和3.20连同预设断裂位置6.1和6.2一起规定横向承载件3的中间部段3.0和端部部段3.1和3.2的几何结构。
也在这种根据图3a的保险杠组件1中，第二碰撞吸能盒部段2.12和2.22除了与撞击板4.1和4.2力锁合地连接之外，还在前侧端部上借助于预设断裂位置2.120和2.220与分隔壁7.1和7.2连接。
该预设断裂位置6.1和6.2以及预设断裂位置2.120和2.220被这样设计，即，在柱载荷情况下，在力可以输入到端部部段3.1和3.2和第一碰撞吸能盒部段2.11和2.21上之前，该预设断裂位置6.1和6.2以及预设断裂位置2.120和2.220相应于根据图3b的显示而断裂。
在这种根据图3a的保险杠组件1的壁载荷情况下，两个碰撞吸能盒2.1和2.2的分隔壁7.1和7.2也附加地变形。
在图1至图3中示出的保险杠组件1的两个碰撞吸能盒2.1和2.2被x-z平面分开，以用于形成第一碰撞吸能盒部段2.11或2.21以及第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22，从而碰撞吸能盒2.1或2.2的第一碰撞吸能盒部段2.11或2.21以及第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22沿车辆横向方向(y方向)彼此并排地布置。
两个碰撞吸能盒2.1和2.2的划分当然也能通过x-y平面实现，使得碰撞吸能盒2.1或2.2的第一碰撞吸能盒部段2.11或2.21以及第二碰撞吸能盒部段2.12或2.22沿车辆高度方向(z方向)上下重叠地布置。保险杠组件1的这种设计方案在图4a和图4b中显示，在其中以侧视图示出仅一个纵向承载件5.1连同碰撞吸能盒2.1和横向承载件3。
根据图4a和图4b，碰撞吸能盒2.1沿车辆高度方向(z方向)分成三个上下重叠地设置的区域B1、B2和B3。在此，区域B1和区域B3形成第一碰撞吸能盒部段2.11和2.110，而中间的区域B2形成第二碰撞吸能盒部段2.12。
横向承载件3同样具有中间部段3.0以及沿车辆横向方向(y方向)连接在中间部段的端部上的端部部段3.1和3.2。在此根据图4，端部部段3.1与两个第一碰撞吸能盒部段2.11和2.110力锁合地连接，而横向承载件3的中间部段3.0仅与第二碰撞吸能盒部段2.12力锁合地连接。相应的情况也适合于未在图4中示出的第二碰撞吸能盒2.2。
在相应于图1b、图2b和图3b的柱载荷情况下，产生的力输入借助于中间部段3.0均匀地分配在两个碰撞吸能盒2.1和2.2的第二碰撞吸能盒部段2.12和2.22(未在图4中示出)上，由此中间部段3.0反向于行驶方向F移动，由此两个碰撞吸能盒部段相应于根据图4b的显示变形，且横向承载件3的中间部段3.0不塌陷。因此在保险杠组件1的这个根据图4的实施例中，柱载荷情况也被转化为壁载荷情况。
附加的可能性是，相应于根据图1至图3的显示，两个端部部段3.1和3.2分别通过预设断裂位置6.1或6.2与横向承载件的中间部段3.0连接。该预设断裂位置6.1和6.2被这样设计，即，在柱载荷情况下，在力可以输入到端部部段3.1和3.2上之前，该预设断裂位置6.1和6.2相应于根据图4b的显示而断裂。
代替根据图4所示的碰撞吸能盒2.1沿车辆高度方向(z方向)划分成三个区域B1、B2和B3的方案，也可能的是，设置仅两个上下重叠地布置的区域，因此其中一个区域形成第一碰撞吸能盒部段，而另一个区域形成第二碰撞吸能盒部段。
附图标记列表：
1 车辆10的保险杠组件
2.1 保险杠组件1的碰撞吸能盒
2.11 碰撞吸能盒2.1的第一碰撞吸能盒部段
2.110 碰撞吸能盒2.1的第一碰撞吸能盒部段
2.12 碰撞吸能盒2.1的第二碰撞吸能盒部段
2.120 第二碰撞吸能盒部段2.12的预设断裂位置
2.2 保险杠组件1的碰撞吸能盒
2.21 碰撞吸能盒2.2的第一碰撞吸能盒部段
2.22 碰撞吸能盒2.2的第二碰撞吸能盒部段
2.220 第二碰撞吸能盒部段2.22的预设断裂位置
3 保险杠组件1的横向承载件
3.0 横向承载件3的中间部段
3.1 横向承载件3的端部部段
3.10 横向承载件3的接纳狭槽
3.2 横向承载件3的端部部段
3.20 横向承载件3的接纳狭槽
4.1 保险杠组件1的撞击板
4.2 保险杠组件1的撞击板
5.1 车辆10的纵向承载件
5.2 车辆10的纵向承载件
6.1 横向承载件3的预设断裂位置
6.2 横向承载件3的预设断裂位置
7.1 碰撞吸能盒2.1的分隔壁
7.10 分隔壁7.1的延长部段
7.2 碰撞吸能盒2.2的分隔壁
7.20 分隔壁7.2的延长部段
10 车辆
20 桩
30 障碍物
B1 碰撞吸能盒2.1的区域
B2 碰撞吸能盒2.1的区域
B2 碰撞吸能盒2.1的区域
F 车辆10的行驶方向

Claims (9)

1.一种用于车辆(10)的保险杠组件(1)，所述保险杠组件包括：
-两个碰撞吸能盒(2.1、2.2)，和
-横向承载件(3)，该横向承载件与所述两个碰撞吸能盒(2.1、2.2)的端部耦合，
其特征在于，
-碰撞吸能盒(2.1、2.2)被设计为分别包括能沿车辆纵向方向(x方向)变形的第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和能沿车辆纵向方向(x方向)变形的第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)，
-横向承载件(3)被设计成具有中间部段(3.0)和沿车辆横向方向(y方向)连接在中间部段的各个端部上的端部部段(3.1、3.2)，其中，
-端部部段(3.1、3.2)分别支撑在第一碰撞吸能盒部段(3.11、2.21)上，
-中间部段(3.0)仅支撑在第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)上，和
-在由于柱载荷情况而引发的、向横向承载件(3)的中间部段(3.0)输入能量的情况中，第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)能以吸收能量的方式变形。
2.根据权利要求1所述的保险杠组件(1)，其特征在于，在由于壁载荷情况而引发的、向横向承载件(3)输入能量的情况中，第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)都能以吸收能量的方式变形。
3.根据权利要求1或2所述的保险杠组件(1)，
其特征在于，
-碰撞吸能盒(2.1、2.2)分别被构造成两个部分，以用于形成第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)，
-同一个碰撞吸能盒(2.1、2.2)的第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)与一撞击板(4.1、4.2)力锁合地连接，和
-设有两个纵向承载件(5.1、5.2)，在所述两个纵向承载件的前侧端部上布置有撞击板(4.1、4.2)。
4.根据权利要求3所述的保险杠组件(1)，
其特征在于，
-横向承载件(3)被设计成包括中间部段(3.0)和两个端部部段(3.1、3.2)这三个部分，
-端部部段(3.1、3.2)分别与第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)力锁合地连接，和
-中间部段(3.0)与第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)力锁合地连接。
5.根据前述权利要求中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，横向承载件(3)的端部部段(3.1、3.2)与横向承载件的中间部段(3.0)通过预设断裂位置(6.1、6.2)连接。
6.根据权利要求1或2所述的保险杠组件(1)，
其特征在于，
-碰撞吸能盒(2.1、2.2)分别被设计为，借助于沿车辆纵向方向(x方向)延伸的分隔壁(7.1、7.2)形成第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和第二碰撞吸能盒部段(3.12、2.22)，和
-碰撞吸能盒(2.1、2.2)的第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)在前侧通过预设断裂位置(2.120、2.220)与分隔壁(7.1、7.2)连接。
7.根据权利要求6所述的保险杠组件(1)，
其特征在于，
-分隔壁(7.1、7.2)在碰撞吸能盒(2.1、2.2)的前侧端部上借助于延长部段(7.10、7.20)延长，
-延长部段(7.10、7.20)啮合到横向承载件(3)的、与该延长部段轮廓配合的接纳狭槽(3.10、3.20)中，和
-横向承载件(3)在接纳狭槽(3.10、3.20)的区域中被设计为具有预设断裂位置(6.1、6.2)，利用该预设断裂位置规定横向承载件(3)的中间部段(3.0)以及该横向承载件的端部部段(3.1、3.2)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，同一个碰撞吸能盒(2.1、2.2)的第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)沿车辆横向方向(y方向)相邻地布置。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，同一个碰撞吸能盒(2.1、2.2)的第一碰撞吸能盒部段(2.11、2.21)和第二碰撞吸能盒部段(2.12、2.22)沿车辆高度方向(z方向)相邻地布置。
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