CN117241968A - 缓冲梁 - Google Patents
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Abstract
一种金属板的缓冲梁(10)，所述金属板形成为封闭的中空结构(11)，所述中空结构(11)包括第一侧壁(18)和第二侧壁(28)。金属板包括第一纵向侧(20)和第二纵向侧(24)。金属板形成为使得第一纵向侧(20)形成为位于封闭的中空结构(11)内部的水平构件(22)，并且使得第二侧壁(28)形成第一纵向侧(20)延伸到其中的凹部(26)。第一纵向侧(20)和凹部(26)构造成当缓冲梁(10)由于冲击而变形时形成水平构件(22)的锁定。在凹部(26)中，第一纵向侧(20)未焊接到第二侧壁(28)，而第二纵向侧(24)焊接到封闭的中空结构(11)。
Description
技术领域
本发明涉及一种缓冲梁，例如用作车辆的缓冲梁。
背景技术
辊轧成形是一种传统的成形元件的方法，以获得如横截面所示的特定形状。这些辊轧成形元件中的许多是用于各种结构中的梁和细长结构，例如用作道路上的防撞护栏和车辆中的保险杠。一般来说，从横截面看，车辆的缓冲梁可以辊轧成形为闭合形式。由于许多国家都有关于这些梁应该处理什么类型的冲击和承受多大的冲击力的规定，所以已经开发了不同的传统解决方案来处理碰撞力。
发明内容
本发明的发明人发现了传统缓冲梁的缺点。例如，一些传统的缓冲梁在重量足够轻的同时，却不具备足够的强度或抗冲击性。
本发明的实施例的目的是提供一种解决方案，其减轻或解决传统解决方案的缺点和问题。
独立权利要求的主题解决了上述和进一步的目的。本发明的其他有利实施例可以在从属权利要求中找到。
根据本发明的第一方面，上述和其他目的通过金属板的缓冲梁来实现，该金属板形成为封闭的中空结构，该封闭的中空结构包括第一侧壁和第二侧壁，
其中，金属板包括第一纵向侧和第二纵向侧，
其中，金属板形成为使得第一纵向侧形成为位于封闭中空结构内部的水平构件，并且使得第二侧壁形成第一纵向侧延伸到其中的凹部，
其中，所述第一纵向侧和所述凹部构造成当所述缓冲梁由于冲击而变形时形成对所述水平构件的锁定，
其中，在所述凹部中，所述第一纵向侧未焊接到所述第二侧壁，并且
其中，第二纵向侧焊接到封闭的中空结构。
根据第一方面的缓冲梁的优点是提供了一种改进的缓冲梁。根据第一方面的缓冲梁的优点是为具有创新的缓冲梁的车辆提供了改进的冲击保护。根据第一方面的缓冲梁的优点在于，提供了用于吸收冲击或冲击能量的缓冲梁的有利变形，同时保持或提高了缓冲梁的刚度和强度，以便防止或抵消冲击时外部物体的穿透。根据第一方面的缓冲梁的优点在于，提供了对冲击能量的有效能量吸收，例如在碰撞时。根据第一方面的缓冲梁的优点在于，缓冲梁在碰撞中的性能得到改善，例如因为相对于传统的解决方案，缓冲梁可以以更受控和更可预测的方式变形。
根据第一方面的缓冲梁的优点在于，可以降低缓冲梁的重量并因此降低其成本，同时仍然保持或甚至提高缓冲梁的刚度和加固。根据第一方面的缓冲梁的优点在于，水平构件将在变形过程中对缓冲梁具有加固效果，无需过多的焊接和/或不需要焊接第一纵向侧。更少的焊接使得缓冲梁的重量减轻。较少的焊接有利于缓冲梁的生产。在冲击时，凹部锁定水平构件，并防止其在冲击过程中沿着中空结构的内表面滑动。
根据第一方面的缓冲梁的有利实施例，封闭的中空结构与第一和第二侧壁一起限定了内部空间，其中在内部空间中，第一纵向侧未焊接到第二侧壁。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的另一有利实施例，第二侧壁的壁部限定凹部，其中在凹部和内部空间中的一个或多个中，第一纵向侧未焊接到壁部。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的另一有利实施例，在凹部中，第一纵向侧不附接到第二侧壁和壁部中的一个或多个。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的又一有利实施例，在内部空间中，第一纵向侧不附接到第二侧壁和壁部中的一个或多个。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的又一有利实施例，金属板被弯曲以形成水平构件，其中第二纵向侧刚好在形成水平构件的弯曲区域下方终止。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的有利实施例，当缓冲梁附接到车辆主体时，水平构件和第一纵向侧中的一个或多个构造成至少指向朝向车辆主体的方向。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。车辆的主体可以包括主框架或底盘。然而，对于可选实施例，水平构件和第一纵向侧中的一个或多个可以构造成指向远离车辆主体的方向。
根据第一方面的缓冲梁的另一有利实施例，当缓冲梁附接到车辆主体时，凹部构造成在远离车辆主体的方向上开口。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。然而，对于可选实施例，凹部可以构造成在朝向车辆主体的方向上开口。
根据第一方面的缓冲梁的另一有利实施例，当缓冲梁附接到车辆主体时，水平构件和第一纵向侧中的一个或多个构造成至少在朝向车辆主体的方向上延伸到凹部中。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的又一有利实施例，封闭的中空结构具有外侧和内侧，其中外侧背离水平构件，并且其中第二纵向侧焊接到封闭的中空结构的外侧。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的又一有利实施例，第一纵向侧具有纵向边缘，其中在凹部中，至少在由于冲击而变形之前，在第一纵向侧的纵向边缘和第二侧壁之间存在间隙或距离。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。该实施例的优点在于，在任何冲击之前，避免了第一纵向侧和限定凹部的表面之间的任何接触，否则当缓冲梁附接到车辆时，由于水平构件和凹部的表面之间的振动接触，该接触会导致噪音。该实施例的优点在于，在任何冲击之前，可以避免腐蚀问题，因为进入缓冲梁的水由于间隙而不会聚集在水平构件上。然而，对于可选实施例，在凹部中，在由于冲击而变形之前，第一纵向侧的纵向边缘和第二侧壁之间可能存在物理接触。
根据第一方面的缓冲梁的有利实施例，当制造缓冲梁时，第一纵向侧具有纵向边缘，其中水平构件延伸到第一纵向侧的纵向边缘和凹部中，但是第一纵向侧的纵向边缘和凹部之间具有间隙或距离。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。该实施例的优点在于，在任何冲击之前，避免了第一纵向侧和限定凹部的表面之间的任何接触，否则当缓冲梁附接到车辆时，由于水平构件和凹部的表面之间的振动接触，该接触会导致噪音。该实施例的优点在于，在任何冲击之前，可以避免腐蚀问题，因为进入缓冲梁的水由于间隙而不会聚集在水平构件上。
根据第一方面的缓冲梁的另一有利实施例，间隙或距离在几毫米和凹部深度之间。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的另一有利实施例，第二纵向侧终止于水平构件的区域。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的又一有利实施例，封闭的中空结构通过辊轧成形获得。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的又一有利实施例，凹部朝向水平构件开口。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据第一方面的缓冲梁的有利实施例，其中凹部通向内部空间。该实施例的一个优点是进一步提高了冲击保护和/或缓冲梁。
根据本发明的另一方面，提供了一种缓冲梁，该缓冲梁由形成为具有第一和第二侧壁的封闭的中空结构的金属板制成，该中空结构包括第一侧和第二侧，其中该梁形成为使得第一侧形成为具有通常位于中空结构内的水平元件，第二侧壁设置有第一侧延伸到其中的凹部，当缓冲梁由于冲击而变形时，形成水平元件的锁定作用。
缓冲梁的上述特征和实施例可以以各种可能的方式组合，提供进一步有利的实施例。
根据本发明的缓冲梁的其它有利实施例和本发明实施例的其它优点从实施例的详细描述中显现出来。
附图说明
出于示例性目的，现在将通过实施例并参考附图更详细地说明本发明的实施例，其中相似的附图标记用于相似的部件，其中：
图1是根据本发明第一方面的缓冲梁的实施例的示意性剖视图；
图2是图1的缓冲梁的一部分的放大示意图；和
图3-图6示意性地示出了图1的缓冲梁在冲击过程中的变形。
具体实施方式
参照图1和图2，示意性地示出了根据本发明第一方面的缓冲梁10的实施例的各个方面。缓冲梁10可以描述为细长的。缓冲梁10可以描述为具有纵向延伸，例如，在纵向方向上延伸。缓冲梁10可以配置用于附接到车辆上，例如附接到车辆的主体100上。主体100可以包括主框架或底盘。
参照图1和图2，缓冲梁10由金属板或金属板片制成。金属板形成封闭的中空结构11。封闭的中空结构11包括第一侧壁18和第二侧壁28。金属板包括或形成第一纵向侧20和第二纵向侧24。第一纵向侧20可以描述为与第二纵向侧24相对，例如在金属板形成封闭的中空结构11之前两个纵向侧相对。金属板形成为使得第一纵向侧20形成为位于封闭的中空结构11内部的水平构件22，并且使得第二侧壁28形成第一纵向侧20延伸到其中的凹部26。当缓冲梁10附接到车辆主体100时，相对于水平构件22的“水平”应理解为基本水平。水平构件22的延伸可以偏离严格的水平方向，例如当车辆停在斜坡上时。对于一些实施例，水平构件22可以称为水平元件或腹板(web)。
参照图1和图2，第一纵向侧20和凹部26构造成当缓冲梁10由于冲击而变形时，形成水平构件22的锁定或锁定作用。在凹部26中，第一纵向侧20未焊接，即未焊接到第二侧壁28，而第二纵向侧24焊接到封闭的中空结构11。可以定义或描述的是，当缓冲梁10由于冲击而变形时，第一纵向侧20和凹部26构造成协作或相互作用，以形成水平构件22的锁定。
参考图1和图2，缓冲梁10可以用作前缓冲梁，即位于车辆主体100的前部，或者可以用作后缓冲梁，即位于车辆主体100的后端。金属板和/或封闭的中空结构11可以由包括金属或金属合金的材料制成，或由金属或金属合金组成的材料制成。然而，其他材料也是可能的。封闭的中空结构11可以描述为具有纵向延伸，例如在纵向方向上延伸。当附接到车辆主体100上时，缓冲梁10或封闭的中空结构11的纵向延伸可以在横向于车辆主体100的纵向延伸的纵向方向上延伸。
参考图1和图2，对于一些实施例，封闭的中空结构11与第一和第二侧壁18、28一起可以限定内部空间13。在内部空间13中，第一纵向侧20可以不焊接到第二侧壁28上。对于一些实施例，第二侧壁28可以包括壁部15。第二侧壁28的壁部15可以限定或形成凹部26。在凹部26中和/或在内部空间13中，第一纵向侧20可以不焊接到壁部15上。
参考图1和图2，对于一些实施例，在凹部26中，第一纵向侧20不与第二侧壁28和/或壁部13附接。对于一些实施例，在内部空间13中，第一纵向侧20不附接到第二侧壁28和/或壁部13。对于一些实施例，金属板被弯曲以形成水平构件22，并且第二纵向侧24刚好在形成水平构件22的弯曲区域下方终止。
参考图1和图2，对于一些实施例，当缓冲梁10附接到车辆的主体100上时，水平构件22和/或第一纵向侧20可以构造成至少指向朝向车辆主体100的方向。对于一些实施例，当缓冲梁10附接到车辆的主体100时，凹部26可以构造成在远离车辆的主体100的方向上开口。对于一些实施例，当缓冲梁10附接到车辆的主体100时，水平构件22和/或第一纵向侧20可以构造成至少在朝向车辆的主体100的方向上延伸到凹部26中。
参考图1和图2，对于一些实施例，封闭的中空结构11可以描述为具有外侧17和内侧19。外侧17背离水平构件22。第二纵向侧24可以焊接到封闭的中空结构11的外侧17。
参考图2，对于一些实施方案，第一纵向侧20可以描述为具有纵向边缘21。在凹部26中，至少在由于冲击而变形之前，在第一纵向侧20的纵向边缘21和第二侧壁28之间可以有间隙30或距离30。对于一些实施例，当制造缓冲梁10时，水平构件22可以延伸到第一纵向侧20的纵向边缘21和凹部26之间，但是第一纵向侧20的纵向边缘21和凹部26之间具有间隙30或距离30。对于一些实施例，间隙30或距离30可以在几毫米到凹陷26的深度之间。
参考图1和图2，对于一些实施例，第二纵向侧24可以终止于水平构件22的区域。封闭的中空结构11可以通过辊轧成形获得。对于一些实施例，凹部26可以描述为朝向水平构件22开口和/或朝向内部空间13开口。
参考图1和图2，对于一些实施例，缓冲梁10具有一定的封闭轮廓，该轮廓具有通过中央部分16相互连接的大致矩形的上部和下部部分12、14。例如，当附接到车辆的主体100时，中央部分的一个侧壁18可以是大致平面和竖直的。缓冲梁10可滚轧成形为图中所示的轮廓，使得辊轧成形钢板的第一侧20弯曲以形成大致平坦且水平的内部元件22或构件22或腹板22。钢板的第二侧24可以刚好在第一侧20的弯曲区域下方终止，并且可以用焊缝25焊接到其上。在这点上，可以采用许多不同的焊接解决方案，例如电阻焊、点焊或连续焊、电弧焊、激光焊，此处仅列举了一些例子。然而，第一侧20没有被焊接，而是延伸到中央部分的第二侧壁28中的具有轮廓的凹部26中，如图1所示。为了避免由于第一侧20和凹部26之间的接触而产生振动和噪音，在它们之间可以有小的间隙或距离30。
参考图2，对于一些实施例，距离30可以是几毫米，但是可以考虑的是，由于制造过程，例如辊轧成形，第一侧20的边缘可能稍微呈波浪形，如果缓冲梁10弯曲以符合车辆前部或后部的形状，这种情况尤其会发生。然而，该距离可以更大，直到第二侧壁28的内表面上的凹部26的起点，例如如图2中的线32所示，因此取决于凹部26的深度。这对于防止缓冲梁10内部的腐蚀也是有利的。缓冲梁10的设计可以通过仅具有一个焊缝的辊轧成形技术获得，其中辊轧成形可以遵循本领域技术人员已知的常规和已知方法。
对于一些实施例，如果缓冲梁10受到冲击，第一侧20将移动到与凹部26接触，或者与第二侧壁28和/或第二侧壁28的壁部15接触，从而作为缓冲梁10的加固件。这在图3至图6中示意性地示出。第一侧20和/或水平构件22也将与具有轮廓的缓冲梁的其余部分一起用作能量吸收器，或者用作冲击能量吸收器。
参考图3至图6，如在模拟的点冲击中所见，具有轮廓的缓冲梁将被压缩，并且内部元件22或构件22可以弯曲，如图5或图6所示。有利的特征是选择间隙30或距离30，以确保第一侧面20进入凹部26并被第二侧壁28的凹部26“锁定”，从而防止第一侧面20沿着中央部分16的第二侧壁28向上或向下滑动。这确保了缓冲梁10的加固。这种设计还消除了通常需要将第一侧20焊接到第二侧壁28的需求。因此，缓冲梁10的生产变得更简化，更便捷，生产速度更快，并且生产成本降低。参照图3至图6，例如当移动的车辆撞击图3至图6中缓冲梁10左侧的外部物体时，影响缓冲梁10的冲击或冲击能量来自左侧并朝向缓冲梁10。
尽管附图中所示的缓冲梁10具有特定的轮廓，但是应当理解，在使用上述加固件时，缓冲梁10可以具有多种其他轮廓。
本发明不限于上述实施例。相反，本发明涉及并包含所有包含在所附独立权利要求范围内的不同实施例。
Claims (17)
1.一种金属板的缓冲梁(10)，所述金属板形成为封闭的中空结构(11)，其包括第一侧壁(18)和第二侧壁(28)，
其中，金属板包括第一纵向侧(20)和第二纵向侧(24)，
其中，金属板形成为使得第一纵向侧(20)形成为位于封闭的中空结构(11)内部的水平构件(22)，并且使得第二侧壁(28)形成第一纵向侧(20)延伸到其中的凹部(26)，
其中，第一纵向侧(20)和凹部(26)构造成当缓冲梁(10)由于冲击而变形时形成水平构件(22)的锁定，
其中，在凹部(26)中，第一纵向侧(20)未焊接到第二侧壁(28)，并且
其中，第二纵向侧(24)焊接到封闭的中空结构(11)上。
2.根据权利要求1所述的缓冲梁(10)，其中，所述封闭的中空结构(11)与所述第一侧壁和第二侧壁(18、28)一起限定内部空间(13)，并且
其中，在内部空间(13)中，第一纵向侧(20)未焊接到第二侧壁(28)。
3.根据权利要求1或2所述的缓冲梁(10)，其中，所述第二侧壁(28)的壁部(15)限定所述凹部(26)，并且
其中，在凹部(26)和内部空间(13)中的一个或多个中，第一纵向侧(20)未焊接到壁部(15)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，在所述凹部(26)中，所述第一纵向侧(20)不与第二侧壁(28)和壁部(15)中的一个或多个附接。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，在内部空间(13)中，第一纵向侧(20)不与第二侧壁(28)和壁部(15)中的一个或多个附接。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述金属板被弯曲以形成所述水平构件(22)，并且
其中，第二纵向侧(24)刚好在形成水平构件(22)的弯曲区域下方终止。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，当缓冲梁(10)附接到车辆的主体(100)时，水平构件(22)和第一纵向侧(20)中的一个或多个构造成至少指向朝向车辆的主体(100)的方向。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，当缓冲梁(10)附接到车辆的主体(100)时，凹部(26)构造成在远离车辆的主体(100)的方向上开口。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的缓冲梁，其中，当缓冲梁(10)附接到车辆的主体(100)时，水平构件(22)和第一纵向侧(20)中的一个或多个构造成至少在朝向车辆的主体(100)的方向上延伸到凹部(26)中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述封闭的中空结构(11)具有外侧(17)和内侧(19)，
其中，所述外侧(17)背离所述水平构件(22)，并且
其中，所述第二纵向侧(24)焊接到封闭的中空结构(11)的外侧(17)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述第一纵向侧(20)具有纵向边缘(21)，并且
其中，在凹部(26)中，至少在由于冲击而变形之前，在第一纵向侧(20)的纵向边缘(21)和第二侧壁(28)之间存在间隙或距离(30)。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述第一纵向侧(20)具有纵向边缘(21)，
其中当制造缓冲梁(10)时，水平构件(22)延伸到第一纵向侧(20)的纵向边缘(21)和凹部(26)之间，但第一纵向侧(20)的纵向边缘(21)和凹部(26)之间存在间隙或距离(30)。
13.根据权利要求11或12所述的缓冲梁(10)，其中，所述间隙或距离(30)介于几毫米到所述凹部(26)的深度之间。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述第二纵向侧(24)终止于所述水平构件(22)的区域。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述封闭的中空结构(11)通过辊轧成形获得。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述凹部(26)朝向水平构件(22)开口。
17.根据权利要求2至16中任一项所述的缓冲梁(10)，其中，所述凹部(26)通向内部空间(13)。
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