CN1789039A - 汽车的保险杠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车的保险杠装置。一保险杠横梁与一插置在保险杠横梁和纵梁(1)之间的碰撞吸能盒(2)固定连接在一起，碰撞吸能盒(2)具有固定段(8)，它们通过穿过固定段(8)壁板(11)和纵梁(1)壁板(10)的螺栓(9)与纵梁(1)相连接。固定段(8)和纵梁(1)的待相互螺栓连接的的壁板(10，11)在螺紧固栓之前彼此有公差距离(12)地设置，在拧紧螺栓(9)的过程中，固定段(8)被压向纵梁(1)的壁板(10)。此时，固定段(8)局部经受一弹性或塑性变形，用以使碰撞吸能盒(2)相对于纵梁(1)自动对中。

Description

汽车的保险杠装置

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分的特征的汽车保险杠装置。

背景技术

保险杠横向设置在汽车的前端和后端上，位于将车身封闭的塑料外罩和汽车框架之间。为避免在低速碰撞前端或后端时对汽车结构产生破坏，加入了变形元件，即所谓的碰撞吸能盒(Crashbox)。碰撞吸能盒是钢、铝或塑料制成的、一般为长方形的薄壁元件。它们可以由压制而成的板材外壳拼合而成，也可以例如由挤压的铝型材一体成形。

碰撞吸能盒设置在汽车纵梁与保险杠横梁之间，其吸收由于撞击引起的动能，在此过程中动能转化为变形功。由此可以避免在超过一临界的载荷水平时使纵梁受到永久性破坏。

把碰撞吸能盒固定在纵梁上有不同的方案。已知的是，通过凸缘板将碰撞吸能盒支承在纵梁的端面上。为了螺栓连接，在纵梁区域内还需要一个相应的接合区域，即需要一个相应的凸缘。碰撞吸能盒的这种连接方式原则上需要一些构件，它们提高了汽车的总重量。

此外还已知的是，通过横向螺栓将碰撞吸能盒固定在纵梁上。可以如DE 29808143U1所建议的那样从侧面实现连接，所以就像通过凸缘在前端进行支承那样，这种结构形式要求较大的构造空间。

无论碰撞吸能盒以何种方式固定在纵梁上，都需要公差补偿元件，尤其是长孔的形式。它们主要是设置在凸缘板上。如果碰撞吸能盒没有借助凸缘板安装，则需要在保险杠横梁和碰撞吸能盒之间进行公差补偿。这可以通过相对麻烦的螺旋连接方案实现。

发明内容

由此，本发明的目的是，提供一种具有一碰撞吸能盒的保险杠装置，此保险杠装置特别节省构造空间，也就是说，能够在最佳地充分利用构造空间的情况下固定在纵梁上，其自重小并且能够补偿在纵梁与碰撞吸能盒之间的接合区域内的公差。

此目的在一具有权利要求1的特征的保险杠装置中得以实现。

本发明构思的优选构造是从属权利要求的内容。

在本发明的保险杠装置中，碰撞吸能盒在没有中间插置凸缘板的情况下直接用螺栓紧固在纵梁上。因而实现了对重量轻的追求。此碰撞吸能盒是这样设计的，即它名义上相对纵梁横切型面以一定距离地构造，以便在出现公差时能够在至少局部弹性或塑性变形的情况下装到纵梁上。为此，碰撞吸能盒具有固定段，其壁板与纵梁的壁板用螺栓连接。这些螺栓跨过(消除)壁板之间的大尺寸的公差距离，并将碰撞吸能盒的壁板向纵梁的壁板挤压。在安装时，具有碰撞吸能盒的保险杠横梁占据一个预先规定的位置，这个位置通过碰撞吸能盒相对于纵梁的自动对中得以精确地保持。这种自动对中可以省去纵梁或碰撞吸能盒中的在制造技术方面耗费很大的长孔。重要的是，在拧紧螺栓时，碰撞吸能盒的空间位置不会再改变。这一点通过特别构造的固定段实现，所述固定段在安装时有针对性地弹性甚至塑性变形。为了使具有碰撞吸能盒的保险杠横梁可以横向于车辆纵轴作轻微的横向移动，固定段壁板和纵梁壁板之间的公差距离有针对性地比制造技术上可实现的尺寸大一些。在本发明的范围内，碰撞吸能盒与保险杠横梁固定连接在一起。在碰撞吸能盒接合到保险杠横梁上的区域内取消了麻烦的调校工作。由此也使重量减小成为可能。此外由于省去了后续要求的调校工作还减少了安装费用。

保险杠横梁和碰撞吸能盒形成一个非常轻型构造的单元，可以特别简单快速地安装。碰撞吸能盒优选由两个半壳构成，它们只在固定段以外的区域彼此连接在一起，也就是说，这两个半壳在固定段的区域内没有彼此连接。因此，半壳在其固定段处彼此相对更容易变形。产生较小的峰值应力。螺栓的拧紧力矩也可以选得更低，并使安装变得容易。

在一体式构造的碰撞吸能盒中，例如空心型材的形式，可以在固定段的壁板中设置纵向缝，从而所述壁板构成为可弹性或塑性变形的固定舌片。对于由半壳接合而成的碰撞吸能盒，当然也可在固定段上设置附加的纵向缝，以改善其弹性以及与纵梁的紧贴性。所述纵向缝一直延伸到固定段的端面。纵向缝可以特别构成在碰撞吸能盒的角部区域上，因而在例如长方形的型材上产生四个可彼此独立变形的固定舌片，它们各自可以不受其它固定舌片的载荷地挤压到纵梁的壁板上，并消除预先规定的公差距离。

固定段能够从外面包围纵梁，在这种情况下，碰撞吸能盒可以说是罩在纵梁上。当然固定段也可以插入到纵梁中，在这种情况下，碰撞吸能盒是嵌进纵梁内的。按碰撞吸能盒相对于纵梁设置情况的不同，固定段的壁板或是从外面压向纵梁的外表面，或是在碰撞吸能盒内嵌时从内向外拉，即被挤压到纵梁的内表面上。

如果碰撞吸能盒的半壳通过边缘的凸缘接片彼此连接在一起，而且纵梁也是分别由两个半壳构成，它们同样通过边缘的凸缘接片连接成凸缘，那么这可被认为是特别有利的。在这种情况下，碰撞吸能盒的凸缘接片在其固定段处彼此有间隔地延伸，并以公差距离包围纵梁的凸缘。这样碰撞吸能盒的凸缘接片就在保持公差距离的条件下包围了纵梁的凸缘。如果达到了期望的安装位置，就可以先拧紧一个穿过纵梁凸缘和碰撞吸能盒的凸缘接片的螺栓，从而使碰撞吸能盒相对于纵梁对中。在一定程度上，碰撞吸能盒的彼此间隔开延伸的凸缘接片在固定段处起到纵向缝的作用，由此，碰撞吸能盒的半壳在与纵梁的接合区域上可以更灵活和简单地变形。

在本发明有利的进一步构造中，不仅通过碰撞吸能盒的惯常箱形的中间件，而且还通过边缘的凸缘接片来使碰撞吸能盒接合到保险杠横梁上。此时保险杠横梁的横截面呈帽形型式，并具有一个在碰撞吸能盒的方向上设置的中间接片连同在其上接着的折弯的边。这种帽形型材是用来提高保险杠横梁的弯曲刚度，因而通常在保险杠横梁的整个长度上延伸。碰撞吸能盒的凸缘接片越过其各自的中间件的端面一直延伸到各边，与此同时碰撞吸能盒的箱形中间件支承在保险杠横梁的中间接片上。由此，所述边就得到了额外的加固及支承，这对于碰撞吸能盒的变形特性起到积极的作用。利用在壳式构造方式中存在的凸缘，将碰撞吸能盒特别与横梁焊接在一起。在此区域内可以不用额外的隔板。

由于固定段这种特别的结构，与纵梁接合的区域内的公差距离可以选择成明显大于在制造技术上所允许的尺寸。特别是公差距离比固定段的壁厚大。所述公差距离理解为在搭接区域内的各个待连接的壁板之间的那个距离，在碰撞吸能盒相对纵梁处于绝对对中的位置时，所述距离存在于所有各个待连接的壁板之间。如果在螺栓紧固之前，碰撞吸能盒现在就已经紧靠着纵梁的一壁板，那么在碰撞吸能盒的对置一侧上就形成一公差距离，其大小例如是固定段壁厚的两倍。所述固定段在结构上是这样设计的，从而，即便是这种极端情形也可在安装技术上被克服。特别地，所设置的螺栓具有一与公差距离相适应的长度。

附图说明

以下借助在附图中示出的实施例来进一步阐述本发明。其中，

图1  具有插置的碰撞吸能盒的汽车纵梁的透视图；

图2  具有一保险杠横梁的保险杠装置的后透视图，保险杠横梁具有焊接的碰撞吸能盒；

图3  图2中碰撞吸能盒的放大视图；

图4  保险杠装置的透视图，其具有一包围纵梁的碰撞吸能盒，和

图5  图4中碰撞吸能盒固定段的从上方观察的、尺寸放大的视图。

具体实施方式

图1表示一此处没有详细示出的汽车的纵梁1的一端部，和一个插入纵梁1内的碰撞吸能盒2。纵梁1和碰撞吸能盒2都是以壳式结构制成，分别具有两个半壳3，4，5，6。碰撞吸能盒2的半壳5，6分别构造为U形，拼接成一个箱形的空心型材，其中，半壳5，6的搭接的上、下边通过固定点7相互焊接在一起。所述固定点7只是象征性的标出，应该说明的是，嵌入纵梁1内的固定段8中没有这样的固定点7。半壳5，6在固定段8内没有相互连接。

碰撞吸能盒2通过螺栓9与纵梁1连接。螺栓9穿过纵梁1的端侧壁板10以及碰撞吸能盒2的壁板11。在所示的纵梁1和碰撞吸能盒2之间的连接方面重要的是，在壁板10，11之间存在一公差距离12，它通过一条虚线可以看出，其在纵梁1的端面投影到碰撞吸能盒2上。此公差距离12不仅存在于纵梁1和碰撞吸能盒2的可见壁板10，11之间，也存在于在图纸平面内被遮盖的一侧。在这个实施例中，此公差距离12还构成在碰撞吸能盒2的不可见的下侧上，以及在碰撞吸能盒2的朝向一凸缘13的上侧上。由于固定段8没有固定点7，由此，通过拧紧螺栓9，碰撞吸能盒2的壁板11就可以被拉向纵梁1壁板10的内侧。相应的螺栓9也以对称的结构分布在纵梁1的对置的一侧上，因而在同时拧紧螺栓9时，保持了碰撞吸能盒2相对于纵梁1的空间位置，并且碰撞吸能盒2能够在纵梁1内部对中地固定好。

图2示出了保险杠装置的一个实施例，其中，一保险杠横梁14在其端部区域焊接有两个壳式构造的碰撞吸能盒15。图3放大地示出了在图纸平面右侧的碰撞吸能盒15。此碰撞吸能盒15具有一第一半壳16和一第二半壳17，它们分别通过边缘的凸缘接片18，19连接成凸缘20。凸缘20是偏离中心延伸的，因为第一半壳16的横截面基本呈U形构造，而第二半壳17在一定程度上是当成封板使用，虽然它在横截面上也呈U形，但是它只有一个很浅的深度。

碰撞吸能盒15与在横截面中呈帽形型式的保险杠横梁14焊接在一起。保险杠横梁14具有一在碰撞吸能盒15的方向上设置的中间接片21，在该中间接片上连接有折弯的边22。由碰撞吸能盒15构成的箱形的中间件23在朝着纵梁的方向上具有一在垂直方向上测量的较大的高度，并朝着保险杠横梁14的方向呈梯形缩小，因此中间件23仅仅支承在保险杠横梁14的中间接片21上。随着中间件23的高度在朝着保险杠横梁14的方向上逐渐变小，碰撞吸能盒15的边缘的凸缘20逐渐变宽，并在保险杠横梁14的中间接片21区域内达到最大值。而在此实施例中，凸缘20越过中间件23延伸并且碰到保险杠横梁14的边22上。这里凸缘20与边22相焊接，用来额外地加固所示的保险杠装置。伸出的端部24与保险杠横梁14的后轮廓并尤其是与中间接片21和边22的过渡区域的圆弧半径相适配。从而使凸缘20的端部24可以在其整个接触面上与保险杠横梁14相焊接。

所示的碰撞吸能盒15设置为可被推移到一个纵梁上，也就是从外面将其包围。在推移到纵梁上之后，将所示出的螺栓25插入各个对齐的孔中，所述各孔位于第一以及第二半壳16，17的相应壁板26，27和在此没有详细示出的纵梁的相应壁板中。附加的螺栓28穿过凸缘20，穿过在固定段29内彼此平行间隔开延伸的凸缘接片18，19。对于所示的碰撞吸能盒15而言重要的是，与图1的实施例相似，半壳16，17在固定段29的区域内没有相互连接。只是在凸缘接片18，19相互紧靠并且形成凸缘20的地方，半壳16，17才固定地相连接。在固定段29与凸缘20之间形成一过渡区域，在此区域，凸缘接片18，19的距离一直增加到预先规定的距离。因此出现一个楔形的间隙，它一直扩展到预先规定的额定尺寸，也就是所要求的凸缘接片18，19的间距。

借助图4和5可以看出，图2和图3中所示的碰撞吸能盒15是如何与一纵梁30接合在一起的。就像所示出的碰撞吸能盒15一样，纵梁30也是一个由两个半壳31，32构成的箱形的空心型材，其中，边缘的凸缘接片33，34相互连接成一凸缘35。在安装时，所述凸缘35嵌进碰撞吸能盒15的彼此有间隔地延伸的凸缘接片18，19之间。在横梁的凸缘35上设置有一个此处没有详示的孔，螺栓28穿过这个孔，用以连接碰撞吸能盒15。从图5中可知，碰撞吸能盒15的凸缘接片18，19之间的距离比纵梁30的凸缘35的宽度要大些。在本发明的范围内，凸缘35与相邻的凸缘接片18，19之间的距离被称之为公差距离38，在拧紧螺栓25，28时由于碰撞吸能盒15也就是凸缘接片18，19或者壁板26，27的弹性或塑性变形，所述公差距离渐趋于零。碰撞吸能盒15的壁板26，27或者凸缘接片18，19被压靠到纵梁30的壁板36，37或凸缘35上，从而在碰撞吸能盒15与纵梁30之间产生一个固定的连接，其实现撞击力的传导。

附图标记清单

1     纵梁

2     碰撞吸能盒

3     1的半壳

4     1的半壳

5     2的半壳

6     2的半壳

7     5，6之间的固定点

8     2的固定段

9     螺栓

10    1的壁板

11    2的壁板

12    公差距离

13    1的凸缘

14    保险杠横梁

15    碰撞吸能盒

16    15的第一半壳

17    15的第二半壳

18    16的凸缘接片

19    17的凸缘接片

20    15的凸缘

21    14的中间接片

22    14的边

23    15的中间件

24    20的端部

25    螺栓

26    17的壁板

27    16的壁板

28    螺栓

29    15的固定段

30    纵梁

31    30的半壳

32    30的半壳

33    30的凸缘接片

34    30的凸缘接片

35    30的凸缘

36    30的壁板

37    30的壁板

38    公差距离。

Claims (8)

1.汽车的保险杠装置，具有一保险杠横梁(14)和插置在保险杠横梁(14)与纵梁(1，30)之间的碰撞吸能盒(2，15)，其中所述碰撞吸能盒(2，15)具有固定段(8，29)，它们通过穿过固定段(8，29)的壁板(11，26，27)和纵梁(1，30)的壁板(10，36，37)的螺栓(9，25)与纵梁(1，30)相连接，其特征在于，固定段(8，29)和纵梁(1，30)的待相互螺栓连接的壁板(11，26，27；10，36，37)在螺栓紧固之前彼此有一公差距离(12，38)地设置，在螺栓(9，25)紧固的过程中，固定段(8，29)被压向纵梁(1，30)的壁板(10，36，37)，其中，固定段(8，29)局部经受一弹性或塑性变形，用以使碰撞吸能盒(2，15)相对于纵梁(1，30)自动对中。

2.如权利要求1所述的保险杠装置，其特征在于，碰撞吸能盒(2，15)分别具有两个半壳(5，6；16，17)，它们只在固定段(8，29)的外部彼此连接。

3.如权利要求1或2所述的保险杠装置，其特征在于，在固定段的壁板中设置有纵向缝，使壁板构成可弹性或塑性变形的固定舌片。

4.如权利要求1到3之任一项所述的保险杠装置，其特征在于，固定段(29)从外面包围纵粱(30)。

5.如权利要求4所述的保险杠装置，其特征在于，碰撞吸能盒(15)的半壳(16，17)通过边缘的凸缘接片(18，19)彼此连接成凸缘(20)，其中，碰撞吸能盒(15)的凸缘接片(18，19)是固定段(29)的组成部分，并且纵梁(30)分别由两个半壳(31，32)构成，它们同样通过边缘的凸缘接片(33，34)彼此连接成凸缘(35)，其中，碰撞吸能盒(15)的凸缘接片(18，19)在固定段(29)中彼此有间隔地延伸，并以公差距离(38)包围纵梁(30)的凸缘(35)。

6.如权利要求1到3之任一项所述的保险杠装置，其特征在于，固定段(8)插入到纵梁(1)中。

7.如权利要求1到6之任一项所述的保险杠装置，其特征在于，保险杠横梁(14)在横截面中呈帽形型式，并具有一个在碰撞吸能盒(15)的方向上设置的中间接片(21)连同在其上接着的折弯的边(22)，其中，碰撞吸能盒(15)的各半壳(16，17)通过边缘的凸缘接片(18，19)彼此连接成凸缘(20)，所述凸缘与所述边(22)相连接。

8.如权利要求1到7之任一项所述的保险杠装置，其特征在于，所述公差距离(12，38)比固定段(8，29)的壁厚大。

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