CN114347935A - 用于汽车的保险杠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的保险杠装置(14)，其具有横梁(1)，所述横梁可以借助吸能盒(8)与汽车耦合，其中所述横梁(1)构建为一侧开口的空心型材，其中所述空心型材的开口指向前方，其中所述横梁(1)在其末端区段(3)中以相对于竖直方向倾斜向下延伸的方式构建。

Description

用于汽车的保险杠装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车的保险杠装置。

背景技术

由现有技术已知的是，汽车在前部或尾部具有保险杠装置。在发生车辆碰撞事故或追尾事故或者在车辆与物体发生碰撞的情况下，通过这种保险杠装置完成两个任务。一方面，设有横梁。此横梁具有足够的刚度，以便防止相应的物体或汽车过度地透入前部或尾部区域。因此，任何可能的碰撞(例如柱碰撞)都会通过横梁传递到汽车的大部分宽度上。

通过保险杠装置完成的第二个任务是将碰撞能量转化为成型功，从而相应地减少碰撞能量。为此，相应的横梁通过吸能盒与汽车耦合。为此，这些吸能盒相对于汽车的横向方向布置在横梁的中间区域与末端区域之间，因而相对于汽车的宽度分别布置在横梁外部区域的长度的三分之一处与四分之一处之间。在此情况下，这些吸能盒大多与汽车的纵梁耦合。在发生碰撞时，这些吸能盒例如手风琴状地折叠，进而将碰撞能量转化为成型功。

发明内容

本发明的目的是提供一种保险杠装置，所述保险杠装置会在透入发生碰撞的物体或汽车时实现均匀化并且降低本车和障碍物中的峰值。

本发明的目的是提供一种在偏置碰撞的情况下具有改进的碰撞性能的保险杠装置。

用于汽车的保险杠装置具有横梁，所述横梁可以通过或借助吸能盒与汽车耦合。这个横梁构建为一侧开口的空心型材，其中这个空心型材的开口指向前方。这表明，沿汽车纵向方向定向的空心型材的开口背向汽车，因此，这个开口以沿主行驶方向指向前方的方式构建。这个装置也可以安装在车辆尾部。在此情况下，这个开口以指向后方的方式构建。根据本发明，所述横梁在其末端区段中以相对于竖直方向倾斜向下延伸的方式构建。

在本发明中，这表明，这些末端区段分别在横梁的总长度的大约10％至30％的范围内延伸。不仅是一个外端，而是基本上整个末端区段均以相对于竖直方向倾斜向下延伸的方式构建。在本发明中，倾斜向下定向是通过向下倾斜转弯而实现的。一种优选的实施变体提出，倾斜向下延伸通过S形曲线而构成。另一有利的实施变体提出，这个倾斜向下延伸由Y形构成，其中这个Y形的下边脚以倾斜向下延伸的方式构建。

这个空心型材的主型材在末端区域中以倾斜向下延伸的方式构建。然而，至少在其中间区段的尺寸方面相当于型材横截面的至少50％、优选60％的型材横截面以倾斜向下延伸的方式构建。型材横截面指的是横截面的几何尺寸。特别是指的是在安装状态下沿汽车纵向方向定向的轮廓深度。这个深度优选减少最多30％。这表明，优选在空心型材的每个横截面中，在这个空心型材的长度范围内沿汽车纵向方向大致构建相同的深度。在末端区段中，横梁的深度至多减小了30％。这表明，这个空心型材在末端区段中的深度相同或更小，因此与在中间区段中相比，这个空心型材沿汽车纵向方向延伸得更短，但型材深度最多减小了30％。

根据本发明，借此实现两个优点。在发生车辆碰撞、特别是偏转碰撞的情况下，末端区段的至少一个外端部或较大的部分相对于汽车竖直方向布置在位于其后方的车轮中心的下方。如果另一车辆或物体撞到横梁，则这个横梁会随着吸能盒和/或纵梁的变形而朝车轮的方向移动。在此情况下，横梁以及(视情况)位于其后方的部件会首先侵入轮罩，然后在进一步变形的情况下撞击车轮自身。末端区段布置在车轮中心点的下方，从而确保横梁在此在一定程度上支撑在车轮上。与车轮悬架连接的车轮给定附加的载荷路径和阻力，以防止物体或相撞的汽车朝乘客室的方向进一步侵入。因此，物体或另一辆汽车相对于汽车横向方向被导向一侧。除经由主纵梁的载荷路径之外，沿汽车纵向方向特别是还产生附加的载荷路径。因此，在碰撞到物体时，横梁末端区域首先被压到轮罩上，然后再被压到车轮上。首先通过车轮悬架对车轮进行支撑。在发生更强烈的碰撞和与此相关的变形的情况下，车轮被压到汽车的沿纵向方向定向的门槛上，从而产生另一载荷路径。因此，末端区域沿汽车横向方向的最小长度特别是以某种方式构建，使得在沿汽车纵向方向发生变形的情况下，即向后挤压时，这个末端区域一定会碰撞到车轮。为此，优选地，车轮的至少一半沿横向方向被横梁的一端覆盖。此外，还可靠地避免了不会在车轮上方将横梁的末端区域引开。如果横梁在其末端区段中并未以倾斜向下延伸的方式构建，则会出现上述情况，因为横梁的末端区段将是布置在车轮中心点的高度处或布置在其上方。借此也可靠地避免例如在横梁相对于竖直方向在车轮上方被移开时，侵入的车轮被顶到车轮或自身的汽车上。

由于横梁在一定程度上是钩在车轮中心点下方的，第二个重大优势在于，碰撞的物体借此安全地沿车辆横向方向被导向外侧。

吸能盒布置在横梁的中间区域与末端区域之间的连接区域中。因此，这些吸能盒布置在相对于横梁的纵向的10％与90％之间、优选20％与80％之间或30％与70％之间的区域中。在此情况下，横梁的末端区域从中间区域开始沿横梁的纵向延伸至吸能盒并且以向下延伸的方式布置。然而，这个末端区域也可以相对于纵向始于吸能盒的连接区域中。

在一种优选的实施变体中，所述空心型材可以至少分段地与锁扣板耦合。也可以布置有多个锁扣板。特别优选地，横梁自身在横截面中构建为帽型材。这个帽型材还优选地具有向上和向下突出的法兰。这些法兰还特别是用作与锁扣板的耦合装置。

在另一优选的技术变体中，相对于汽车竖直方向，这些末端区域的面积有所增大。这可能是因横截面的增大而引起的。然而，设于锁扣板上的法兰例如也可以构建得更大。通过这个增大的面积在车轮上提供有所增大的冲击面。在发生碰撞时，在横梁被压紧导车轮上时，借此又会实现更好的支撑。

此外，这个横梁以围绕竖直轴弯曲延伸的方式构建。相对于中间区域的曲率，末端区域的曲率特别优选更大。借此又确保在发生碰撞时，即在沿汽车纵向方向发生变形时，横梁的末端区域在较早的时间点已贴靠在车轮上，进而在此实现进一步的支撑。作为替代或补充性方案，所述中间区域特别是以基本上平行于汽车的ZY平面而延伸的方式构建。所述末端区域与ZY平面形成相应的角度。这个角度优选在1度至30度之间，特别是在10度至20度之间。在此情况下，这个末端区域例如也可以弯曲地延伸。

在另一优选的技术变体中，吸能盒从后面包围帽形，使得吸能盒的上部和下部与这个帽形重叠并且在前壁或法兰的背面贴靠在横梁上。

所述横梁自身或所述横梁自身的主壳体构建为由钢合金制成的一体式成型构件，特别是压制成型构件。为此，可以使用热成型和压制硬化技术，使得横梁不仅因其几何形状和材料而具有特别高的强度。其可以具有大于1500MPa、特别是大于1600MPa、特别优选大于1700MPa的抗拉强度。

所述横梁自身可以对应有辅助横梁。在此情况下，这个辅助横梁相对于竖直方向布置在横梁的下方。这个辅助横梁又可以与向下延伸的末端区段耦合，这个辅助横梁特别是可以布置在外端处并且与主横梁耦合。这个辅助横梁也可以一体成型并且以与主横梁材料统一的方式构建。因此，横梁和辅助横梁例如从金属板中切出并通过成型技术制成。

附图说明

本发明的其他优点、特征、特性和方面是以下描述的主题。

图1为根据本发明的横梁的正视图。

图2为根据本发明的横梁的俯视图。

图3为根据本发明的横梁的背视图。

图4为图3的替代性技术变体。

图5为根据本发明的横梁的替代性技术变体。

图6为根据本发明的保险杠装置的技术变体。

图7为根据本发明的保险杠装置的俯视图。

图8为根据本发明的保险杠装置的侧视图。

图9为与图8相对应的图示，此外还示出包括锁扣板的正面。

图10为类似于图6的技术变体。

图11为保险杠装置的技术变体。

图12和13为具有根据本发明的保险杠装置的相应碰撞场景。

图14和15为图6所示保险杠装置的类似的技术变体。

具体实施方式

在这些附图中，相似或相同的构件采用相同的附图标记，即使为简单起见省略了重复的描述。

图1和图2为根据本发明的横梁1的正视图和俯视图。横梁1或在此所示出的横梁1的主壳体构建为压制成型构件。在横截面中，这个横梁特别是在其中间区域2中具有帽形轮廓。在中间区域2与末端区段3之间构建有用于在此尚未示出的吸能盒的连接区域4。末端区段3以相对于汽车竖直方向Z倾斜向下延伸的方式构建。末端区段3自身呈Y形，其中这个Y形的沿竖直方向Z布置在下部的边脚5以倾斜向下延伸的方式构建。这个帽形也在边脚5自身中延伸。然而，这个帽形在此至少在边脚5的区域中具有一个横截面，其基本上相当于在中间区域2中的主横截面的50％(就其尺寸而言)。此外，在上边脚6与下边脚5之间构建有杯状区域7。借此增大末端区段3碰撞位于其后方的车轮13的面积。

相对于图像平面，在左侧以虚线示出汽车车轮或车轮13。在此情况下，下边脚5的末端区域或这个末端区域的外端相对于汽车竖直方向Z位于车轮中心点12的下方。如果这个外部末端区域因在汽车纵向方向X上的变形而发生变形，则这个外部末端区域会碰撞到车轮13。

作为俯视图，图2示出围绕汽车竖直方向Z形成的曲率。中间区域中的曲率较小，而末端区域中的曲率则明显更大。因此，在汽车沿汽车纵向方向X发生碰撞时，相应的末端区段3会撞击沿汽车纵向方向X布置在其后方的车轮13。这样一来，车轮悬架同时也被用作附加的支撑。因此，不仅通过吸能盒8来进行支撑或耗散能量，而且横梁1也支撑在车轮13上。

图3示出根据本发明的横梁1或横梁1的主壳体的背视图以及三个横截面图。沿汽车横向方向Y错开地以虚线示出连接位置，并且也在中间横截面图中示出吸能盒8。根据切割线A-A可以看出，中间区域2在横截面中呈帽形，具有向上和向下突出的法兰9。根据B-B，构建有上边脚6和下边脚5。下边脚5的横截面几何形状相当于中间区域2中的帽形的主横截面的至少50％。在上边脚6与下边脚5之间构建有杯状底部或杯状区域7，以便特别是增大横截面面积。边脚5、6的外端在横截面图C-C中示出并且均呈帽形。

图4示出图3的替代性技术变体。在此示出一个或多个锁扣板11，因为锁扣板也可以沿横梁1的纵向10以复合式的方式构建。上边脚与下边脚5、6之间的杯状区域7被省略，因为这个区域特别是被锁扣板11覆盖。锁扣板11均与这个帽形的法兰9耦合。因此，在末端区域中，与障碍物发生碰撞的横截面面积有所增大。

图5示出根据本发明的横梁1的替代性技术变体，在此，仅下边脚5构建至进入外部末端区域。这个Y形的上边脚6在末端区域处被切除。这样例如就能提供更多的功能面。例如可以在此布置散热器，在此情况下，这个散热器不会被上边脚6覆盖。通过下边脚5实现足够的碰撞安全性。

图6和图7示出了根据本发明的保险杠装置14的第二技术变体。在此情况下，末端区域以沿汽车竖直方向Z倾斜向下延伸的方式构建。倾斜向下延伸由S部段16或S形曲线构成。这样也确保至少一个外端相对于汽车竖直方向Z布置在车轮中心点12的下方。借此在发生车辆碰撞的情况下确保末端区域或末端区段3钩在车轮中心点12的下方。至少局部地在末端区段3的区域和连接区段的区域中，相对于竖直方向处于下方的法兰9有所增大。借此相应地增大针对碰撞能量的冲击面。这样就确保更好地进行支撑。在中间区段中示出了偏置，横梁1借助这个偏置在中间区域2中相对于汽车竖直方向Z竖直向下偏移。因此，例如就吉普车、越野车或SUV等大型汽车而言，可以确保足够的针对保险杠对保险杠的碰撞特性。

图7为保险杠装置的俯视图。在此也可以看出，相对于汽车竖直方向Z，中间区域2中的曲率较小，而末端区域中的曲率则明显更大，因此，与此相关地，这些末端区域中的曲率明显更大，使得末端区段3的末端沿汽车纵向方向X更靠近位于其后方的车轮13，因此在发生碰撞的情况下更可能撞击相应的车轮13。

图8为根据本发明的保险杠装置14的侧视图。在此可以看出，横梁1特别是通过压制成型构建为形状复杂的成型构件。横梁1自身可以具有一些功能开口15，以便例如将牵引环、停车传感器等固定在其上。然而，在其主横截面中，横梁1呈帽形。这个帽形曲线也通过S部段16延伸至末端区域的外端。因此，上法兰和下法兰9从帽形17突出。帽形17的基本横截面在整个曲线中仅略微发生变化并且特别是在末端区域中相当于帽形17在中间区域2中的主横截面的至少50％，优选超过60％，特别是超过70％。

图9示出根据图8的图示，其中锁扣板11在此补充性地被施加到正面上。

图10示出类似于图6的技术变体，其中在此在中间区域2中未构建有偏置。吸能盒连接区域中的上法兰9也被省略。然而，相应的末端区域借助其S部段16以相对于汽车竖直方向Z向下倾斜延伸的方式构建。

图11以三个剖视图示出保险杠装置14的技术变体。在此示出复合式锁扣板11。中间的锁扣板11在中间区域2中构建在A-A处。另一锁扣板贴片布置在末端区域的第一部分中并在切割线B-B中示出。第三锁扣板布置在末端区段的外端中并在切割线C-C中示出。中间区域2中的锁扣板11自身也可以具有向内变形的卷边。借此再次提高中间区域2中防沿汽车纵向方向X发生变形的刚度。在切割线B-B中也可以清楚地看到，帽形17的相对于汽车竖直方向处于下方的法兰9明显有所增大，从而在此实现更大的冲击面。在此情况下，如切割线C-C所示，帽形17在S形末端区域内延伸并且在这个末端区域的外端处终止。总体而言，帽形17的横截面轮廓的尺寸在纵向走向上仅略有变化，从而在横梁1的整个宽度上实现足够的刚度以防止在汽车纵向方向X上发生变形。

图12和13示出相应的碰撞场景。

在图12中的情况A中，由于末端区域因缺少造型或向下拉伸的臂部的轮廓深度过小而未充分加强以及末端区域突出太短/缺少覆盖，导致滑过车轮13。根据本发明，这一点可被避免，具体方式在于，沿车辆横向方向Y对至少一半的车轮13进行覆盖并且基于帽形17相应地进行加强，直至到达末端区域的外端。因此，在采用根据本发明的保险杠装置14时，不会出现情况A。

就图13所示情况B而言，通过挤压吸能盒8以及位于其后方的纵梁18将保险杠梁14压靠到车轮13上，从而通过车轮13和沿汽车纵向方向X位于其后方的未详细示出的门槛实现除主载荷路径20外的第二附加载荷路径19，并且除了主载荷路径20之外，还通过纵梁18自身实现这个第二附加载荷路径。

图14和15示出与根据图6的保险杠装置14类似的技术变体。在此布置有附加横梁22。这个附加横梁构建在S部段的增大的法兰区域中。此外，布置有加强卷边23，以便具有更大的刚度，并且加强卷边23布置在横梁1的实际提升轮廓与附加横梁22之间，使得附加横梁22在发生碰撞时不会简单地被折下来或被弯曲并且在此实现足够的刚度以防止发生变形。在根据图1及此后各图的技术变体中，也可以布置有相应的附加横梁22，但在此不再详细描述。

附图标记表

1-横梁

2-中间区域

3-末端区段

4-连接区域

5-下边脚

6-上边脚

7-杯状区域

8-吸能盒

9-法兰

10-纵向

11-锁扣板

12-车轮中心点

13-车轮

14-保险杠装置

15-功能开口

16-S部段

17-帽形

18-纵梁

19-载荷路径

20-主载荷路径

21-轮罩

22-附加横梁

23-加强卷边

X-汽车纵向方向

Y-汽车横向方向

Z-汽车竖直方向

Claims (12)

1.一种用于汽车的保险杠装置，所述保险杠装置具有横梁，所述横梁可以借助吸能盒与汽车耦合，其中所述横梁构建为一侧开口的空心型材，其中所述空心型材的开口指向前方，其特征在于，所述横梁在其末端区段中以相对于竖直方向倾斜向下延伸的方式构建，其中所述横梁以一体成型且与所述末端区段材料统一的方式构建，构建为板料成型构件。

2.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述吸能盒布置在横梁的中间区域与末端区域之间的连接区域中。

3.根据权利要求2所述的保险杠装置，其特征在于，来自所述中间区域的末端区域以延伸的方式布置在所述吸能盒的前面、布置在所述吸能盒的宽度范围内或者布置在所述吸能盒的后面。

4.根据权利要求1或2所述的保险杠装置，其特征在于，所述空心型材至少分段地与锁扣板耦合。

5.根据权利要求2所述的保险杠装置，其特征在于，所述末端区域以S形向下延伸的方式构建。

6.根据权利要求2所述的保险杠装置，其特征在于，所述末端区域呈Y形，其中所述Y形的边脚以向下延伸的方式构建。

7.根据权利要求2所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁具有向上和/或向下突出的法兰，其中在所述末端区域中，所述法兰至少部分有所增大。

8.根据权利要求2所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁以围绕竖直轴弯曲延伸的方式构建，其中相对于所述中间区域的曲率，所述末端区域的曲率更大。

9.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁在横截面中呈帽形，其中所述帽形的横截面延伸至所述末端区段。

10.根据权利要求9所述的保险杠装置，其特征在于，所述吸能盒从后面包围所述帽形，使得所述吸能盒的上部和下部与所述帽形重叠并且贴靠在在前壁的背面上。

11.根据权利要求2所述的保险杠装置，其特征在于，所述末端区域的外侧区段相对于所述汽车竖直方向布置在位于其后方的车轮中心点的下方。

12.根据权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，所述横梁通过热成型和压制硬化构建为由钢合金制成的抗拉强度Rm大于1300MPa的一体式成型构件。

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