CN118238754A - 保险杠组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种保险杠组件(1)，所述保险杠组件通过碰撞盒(3)联接在机动车上，所述保险杠组件具有横梁(2)，所述横梁在横截面中具有轮廓前壁(5)和轮廓后壁(6)，所述前壁(5)在车辆竖直方向(Z)上的展开长度相对所述后壁(6)的展开长度小20％以下，特别是小15％以下，优选地小10％以下，但至少两个展开长度尺寸相同，优选地所述前壁(5)的展开长度比所述后壁(6)的展开长度小至少1％以上。

Description

保险杠组件

技术领域

本发明涉及保险杠技术领域，具体而言，涉及一种用于机动车的保险杠组件。

背景技术

连接至机动车车身的保险杠横梁在现有技术中是已知的。这通常是通过合并碰撞盒来完成的。保险杠横梁通常由金属材料制成，也可称为保险梁、保险杠或横梁。

这种保险杠横梁应具有足够的刚性，以实现足够的支撑效果，特别是在杆或桩测试中。保险杠横梁本身设计为尽可能坚硬。机动车撞到物体并且碰撞盒变形。碰撞能量转化为变型功。

保险杠横梁本身在此存在利益冲突，一方面是生产成本低廉，另一方面是通过变形吸收能量。

然而，同时，保险杠必须具有高水平的刚性，以便本身具有如此高的抗变形能力，例如在中心冲击物体而不是平坦冲击物体的情况下，即桩测试，在变形过程中消耗足够的能量，以减轻或保护后面的碰撞载荷路径，例如纵梁、侧壁、隧道，特别是牵引电池箱。

发明内容

本发明的目的是，基于现有技术，提供一种保险杠横梁或保险杠组件，其特别是在中心杆测试中，与现有技术相比表现出增加的碰撞性能。

根据本发明，上述目的通过本申请的保险杠组件来实现。

保险杠组件经由碰撞盒联接在机动车上，特别是碰撞盒布置在机动车的相应纵梁上。保险杠组件可以布置在机动车的前部。然而，保险杠组件也可以布置在机动车的后部。保险杠组件具有横梁。横梁本身的横截面设计为中空轮廓。横梁具有在横截面中的轮廓前壁和在横截面中的轮廓后壁。

轮廓前壁和轮廓后壁是指，前壁和后壁的横截面不是平坦的，而是采用成型技术加工而成。优选地，前壁的轮廓和后壁的轮廓在横截面中是指C形或U形、特别是帽形的轮廓。然后将C形或U形或帽形的开口布置为彼此面对，从而产生具有闭合横截面的中空轮廓。

根据本发明，保险杠组件或横梁的特征在于，沿机动车的竖直方向定向的前壁的展开长度相对于后壁的展开长度小20％以下、特别是小15％以下、并且优选小10％以下、非常特别优选小5％以下。然而，两个展开长度，即前壁的展开长度和后壁的展开长度至少是相同尺寸的。特别优选地，前壁的展开长度比后壁的展开长度小至少1％以上，优选地比后壁的展开长度小2％以上。后壁也可以称为后部壁。长度比是指前壁的展开长度与后壁的展开长度之比大于或等于0.8，优选小于1。这意味着，前壁的展开长度比后壁的展开长度小大于或等于0.8且小于1的系数(0.8～1倍)。

本发明的本质优点现在的特征在于，在桩测试中，特别是在中心桩测试中，也称为中心杆测试，横梁的前壁和后壁在对桩的初始冲击下首先形成足够的刚度。随着桩沿机动车纵向方向进一步侵入，横梁则紧靠桩的横截面轮廓。在此前壁和后壁相对于彼此朝向彼此移动。横梁的前壁和后壁则各自形成张力带。当张力带前进时，桩随后在机动车的方向上进一步移动，并且横梁的前壁和后壁至少以长度区段基本上缠绕在桩周围。具体地，前壁和后壁因此形成张力带复合体。

通过大致相等的展开长度确保，横梁变平并且几乎不必承受变形过程中出现的任何弯曲应力。这意味着它不会断裂。

因此，根据本发明的解决方案使得横梁能够在桩受到冲击的情况下首先具有足够的刚度。该刚度可以优选地通过形成在前壁中的加强筋来增加。加强筋在其纵向路线上延伸，优选地在机动车横向方向上延伸，并且至少以长度区段形成在横梁上。随着桩在机动车方向上的进一步侵入，横截面随后在机动车竖直方向上相对于顶部和底部扩展，并且在横梁的深度中沿机动车纵向方向定向地被压平。因此，前壁和后壁形成张力带，使得在桩沿机动车的方向更大程度侵入的情况下避免前壁或后壁撕裂。

在本文中，展开长度被定义为，当前壁或后壁被压平时，在车辆竖直方向上测量得到的长度。特别地，横梁在此由彼此连接的两个半壳制成，特别是由钢材制成，并且特别优选地作为热成型和模压硬化的构件。然而，横梁也可以制成一件并且由相同的材料制成，例如由轻金属合金制成，例如作为挤压构件或作为滚压成型构件。在此在本发明的意义上，测量的展开长度是从相对于机动车竖直方向的上接触点到相对于机动车竖直方向的下接触点或从相应的上联接点到下联接点测量得到的长度。例如，凸缘部分可以向外突出，但其不会被计入测量的相关展开长度。

在一个特别优选的设计变型中规定，前壁和/或后壁设计成沿机动车横向方向定向的至少以长度区段在横截面中的帽形轮廓。具体地，前壁和后壁然后经由沿机动车竖直方向定向的凸缘彼此联接。

根据本发明已经示出，具有前壁和后壁相对于彼此的展开长度的横截面不必形成在横梁的整个长度路线上。如果根据本发明的横截面几何形状在横梁的中央长度区段中形成在前壁和后壁之间，则对于本发明的意义也是足够的。为此目的，中心长度区段在基于机动车横向方向的Y＝0处的中心横截面处形成在Y小于或等于±250mm、特别是Y小于或等于±210mm的范围内。优选地，因此在机动车横向方向上测量得到小于420mm，特别优选地约400mm的长度区段，其在横截面中具有根据本发明的设计，但又从Y＝0处的中心横截面测量至少为±80mm。

然后可以在外部长度区段中形成正常的横截面几何形状，例如由帽形板和平面或平坦的打击板形成。例如，在外部长度区段中也可以形成在横截面中非闭合的中空轮廓。这意味着该区域不再需要额外的打击板或半壳。

根据本发明的效果还通过以下方式进一步增强：横梁在横截面中优选为六边形，替代地且附加地，轮廓的两个壁区段各自以α>91°、优选地大于92°、特别是大于95°，但小于180°的角度彼此布置。替代地或附加地，前壁和/或后壁的上翼缘和下翼缘之间的张角形成为>91°。通过上述措施，当沿机动车纵向方向撞击障碍物时，横梁的横截面就会发生变形，使得横梁在机动车竖直方向上被向上和向下拉动，并且前壁和后壁相互移动或被压平。由此进而特别优选地将前壁和后壁形成为相应的张力带。

附图说明

本发明的进一步的优点、特征、特性是以下描述的主题。优选的设计变型在示意图中示出。这些有助于使本发明更容易理解。附图中：

图1为保险杠组件的透视图；

图2为根据图1的剖面线II-II的横截面；

图3为前壁和后壁的展开长度；

图4为根据本发明的横梁的不同横截面变型；

图5为根据本发明的碰撞场景的俯视图；

图6为根据本发明的初始碰撞期间的碰撞场景；

图7为沿图5的剖面线VII-VII沿车辆纵向方向X的横截面视图。

在附图中，相同的附图标记用于相同和相似的构件，即使出于简化的原因没有再次描述它们。

具体实施方式

图1为根据本发明的保险杠组件1的透视图。保险杠组件1具有横梁2，其中横梁2本身在连接区段18中联接至碰撞盒3，并且横梁2本身在横截面中设计为中空轮廓，这将在下文中在图2和图3中更详细地讨论。

横梁2的总长度为L。长度沿机动车横向方向Y延伸。优选的，本发明所必需的横截面几何形状仅形成在中心长度区段4上，而不形成在连接区域或连接区段18中。然而，该横截面几何形状也可以形成在横梁2的整个长度上。

根据图1中的剖面线II-II，根据本发明的横截面如图2所示。横梁2具有前壁5和后壁6。

在这种情况下，前壁5和后壁6将机动车纵向方向X称为行进方向。横梁2优选地在前壁5中具有加强筋7。加强筋7布置成在横梁2的中空轮廓的内部空间8中逆着机动车纵向方向X定向。如图1所示，加强筋7沿其纵向方向延伸，但在这种情况下，至少以长度区段在横梁2的长度L上不延伸到连接区段18中。

前壁5和后壁6均具有沿机动车竖直方向z定向布置的凸缘9。举例来说，联接点10(例如点焊)在机动车竖直方向的水平处以附图标记10示出。根据本发明的展开长度现在是沿着前壁5或后壁6的轮廓横截面测量的长度，并且在此具体地是从相对于图像平面的上联接点10到相对于图像平面的下联接点10测量的长度。如果将前壁5和后壁6压平，则从相应的上联接点10到下联接点10产生图3所示的视图。后壁6的展开长度L6在此稍大于前壁的展开长度L5。结果是相应较小的德尔塔。根据本发明，由此实现了，当横梁2绕例如如图5所示的桩弯曲或紧靠柱16时，前壁5、后壁6以及作为张紧带的接合连接都不会撕裂。在发生碰撞的情况下，前壁5和后壁6几乎以零间隙彼此贴靠。然而，为了更好地说明，在此将其显示在左右分开的图像平面上。德尔塔，即展开长度的差值，优选基于所用材料的断裂伸长率的机械性能值定向。

因此，德尔塔特别是在材料开始撕裂之前弹性拉伸的区域。

如图2所示，前壁5的轮廓横截面和后壁6的轮廓横截面均具有帽形配置。帽子形状的相应开口朝向彼此定向并因此形成具有封闭横截面的中空轮廓的内部空间8。此外，前壁5和后壁6均具有相应的上翼缘11、12和相应的下翼缘13、14。从后壁6的上翼缘11到后壁6的接桥或前壁5的上翼缘12到前壁5的接桥或从后壁6的下翼缘13到后壁6的接桥或前壁5的下翼缘14到前壁5的接桥的角度α大于95°。在车辆纵向方向X上发生碰撞时，前壁5和后壁6由此相对于车辆竖直方向Z被向上和向下延伸或拉伸，并且由此导致前壁5和后壁6在车辆纵向方向X上相对于彼此变平。

以下公开内容继续适用于所有设计变型和一般描述。后壁6和前壁5各自的上翼缘11、12以及前壁5和后壁6各自的下翼缘13、14在中心区段沿机动车纵向方向X延伸至少10mm，优选地大于15mm，特别优选地大于20mm。上下翼缘在机动车纵向方向X上的延伸不应超过100mm。后壁6的上翼缘11和下翼缘13以及前壁5的上翼缘12和下翼缘14特别优选地设计成在机动车纵向方向X上具有大致相同或相似的延伸部。上翼缘11、12和下翼缘13、14在车辆纵向方向X上的延伸相互之间的偏差最多不超过40％、特别是从上翼缘/后壁到上翼缘/前壁，以及从下翼缘/后壁到下翼缘/前壁，偏差最多不超过40％、优选不超过30％、特别是不超过25％。

图4为根据本发明的横梁2至少在中心长度区段4中的不同横截面变型。横梁2本身总是中空的并且具有内部空间。从前壁5和后壁6观察，上翼缘11、12和下翼缘13、14总是布置成沿机动车竖直方向Z向外定向或者以罩形或车顶形方式向外定向。由此在沿机动车纵向方向发生碰撞时确保了，前壁5和后壁6在机动车竖直向Z上朝上和朝下彼此向外拉。在图4a、图4b、图4d的情况下，这可以在横截面中分别描绘为六边形几何形状。然而，它也可以被设计成具有根据图4c的两个向外指向的曲率或倒圆19。中心接桥15也可以如图4d所示布置。然而，其也具有这样的横截面几何形状，即其在机动车纵向方向X上发生侵入时在机动车竖直方向变形，使得其与前壁和后壁一起形成尽可能平坦的拉伸复合体。

图4e为另一种设计变型。在此，后壁6具有带突出凸缘的帽型轮廓的横截面。前壁5被联接为W形或Ω形板材。然而，其没有凸缘。因此，联接点10并不联接在凸缘9本身中，而是联接在上翼缘11和下翼缘13与后壁6的凸缘9之间的过渡处。例如，此处可以使用激光焊接点焊或MIG/MAG焊接方法。

根据本发明的碰撞场景在图5的俯视图中示出。柱16沿机动车纵向方向X侵入机动车(未示出)中。由此，横梁2变形并且在其纵向截面中紧贴到桩16的轮廓上。尤其是在中心长度区段中。前壁5和后壁6在此至少在长度区段中朝向彼此移动并用作张力带，使得前壁5和后壁6都不会被撕裂。为了增强效果，可以在碰撞盒3上设置内部加强筋7，使得加强筋7在机动车横向方向Y上向内变形并且因此促进前壁5和后壁6朝向彼此移动的另一张力带特性。

图6为根据本发明的在初始碰撞和渐进碰撞期间的碰撞场景。桩16首先撞击横梁2的前壁5。由此最初会使它变形。随着进入的进行，横梁2由于桩16而沿机动车竖直方向Z向上和向下延伸或压平到图像平面上，使得前壁5以及后壁6沿机动车竖直方向Z被拉动或延伸。前壁5的展开长度稍小于后壁6的。随着如图6b所示的机动车竖直方向Z上的增加的变形和如图5所示的渐进变形，前壁5或后壁6不会出现无法控制的相互变形，从而导致两壁中的一壁撕裂，这是由于根据本发明定义的展开长度，以及由此产生的前撞击面与承受最大拉伸应力的后壁之间的小“杠杆”或距离，从而体现了受控的张力带行为。在中心区段，可以可靠地防止后壁失效，并且无需采取复杂的措施，例如局部更具延展性的材料特性或加固补片。随着碰撞或侵入的继续，前壁和后壁可以进一步被推到一起并直接彼此平坦地叠置，从而形成作为双板层的拉伸复合体。

图7为沿图5的剖面线VII-VII沿车辆纵向方向X的横截面视图。在此假设，根据本发明，前壁5的展开长度和后壁6的展开长度之间的关系结合前壁5和后壁6彼此的相应轮廓仅在中心长度区段形成。在外部长度区段中，前壁5设计为优选平坦的打击板，并且后壁6设计为帽形轮廓。由于凸缘9的外部区域也可作为前部撞击面，因此增加了物体或部分重叠的撞击面场景沿机动车纵向方向X向前定向的的撞击面。因此，根据本发明的保险杠组件1还可以满足其他碰撞场景，例如具有部分重叠的碰撞场景和/或关于碰撞条件的障碍物测试。

附图标记列表：

1-保险杠组件

2-横梁

3-碰撞盒

4-中心长度区段

5-前壁

6-后壁

7-加强筋

8-内部空间

9-凸缘

10-联接点

11-6的上翼缘

12-5的上翼缘

13-6的下翼缘

14-5的下翼缘

15-中心接桥

16-桩

17-外部长度区段

18-连接区段

19-倒圆

20-冲击面

α-角度

L-长度

X-机动车纵向方向

Y-机动车横向方向

Z-机动车竖直方向

Δ-德尔塔

Claims (12)

1.一种保险杠组件(1)，所述保险杠组件通过碰撞盒(3)联接在机动车上，所述保险杠组件具有至少一个横梁(2)，所述横梁(2)包括用于碰撞盒(3)的连接区段(18)和位于其间的中心长度区段(4)，其中所述横梁(2)在横截面中具有轮廓前壁(5)和轮廓后壁(6)，其特征在于，在所述中心长度区段(4)中，所述前壁(5)的展开长度相对于所述后壁(6)的展开长度小20％以下，特别是小15％以下，优选地小10％以下。

2.根据权利要求1所述的保险杠组件(1)，其特征在于，在所述中心长度区段(4)中的所述前壁(5)和所述后壁(6)在横截面中的轮廓为C形或帽形，其中C形或帽形的开口面对彼此布置。

3.根据权利要求1或2所述的保险杠组件(1)，其特征在于，所述横梁(2)由连接在一起的两个轮廓半壳制成，或者所述横梁(2)制成一件并由相同材料制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，所述横梁(2)由钢材制成，特别是至少一个半壳通过热成型和模压硬化制成，或者所述横梁(2)由轻金属材料制成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，所述展开长度是相对于机动车竖直方向(Z)从所述前壁(5)和所述后壁(6)之间的上联接点到下联接点测量的。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，所述前壁(5)和所述后壁(6)被设计为至少以长度区段在横截面中具有帽形轮廓，其中特别优选地，所述前壁(5)和所述后壁(6)经由在机动车竖直方向(Z)上定向的凸缘(9)彼此联接。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，基于机动车横向方向(Y)，限定的展开长度仅形成在所述中心长度区段(4)中，特别是在小于或等于±250mm、特别是小于或等于±210mm，但至少±80mm的中心横截面的区域中。

8.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，在所述前壁(5)中形成有加强筋(7)，所述加强筋(7)在其纵向方向上沿机动车横向方向(Y)至少在中心长度区段(4)中延伸。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，所述中心长度区段(4)中的横梁(2)的横截面为六边形和/或所述轮廓的两个壁区段布置为彼此之间的角度(α)大于95°。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，所述前壁(5)和/或所述后壁(6)的上翼缘(11、12)和下翼缘(13、14)之间的张角(α)大于95°。

11.根据权利要求5或7中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，在所述连接区段(8)中，所述前壁(5)被设计成从上联接点(10)到下联接点在横截面中是直线的，并提供平坦的冲击面(20)。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的保险杠组件(1)，其特征在于，至少两个展开长度具有相同尺寸，优选地，所述前壁(5)的展开长度(L5)比所述后壁(6)的展开长度(L6)小至少1％以上。