CN1976832B - 用于机动车辆的缓冲梁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于在机动车辆的一端安装到所述机动车辆的框架组件的缓冲梁，其包括适于安装到机动车辆的框架组件的相对端部部分以及居中设置并在端部部分之间延伸的中间部分。所述端部部分和中间部分限定上壁、下壁以及位于所述上壁和下壁之间的中心壁。所述上和下壁分别具有沿缓冲梁的长度从相应的上和下壁的自由端延伸的长形弓状凸缘。各上和下壁的弓状凸缘限定朝外的凹面和朝内的凸面。

Description

用于机动车辆的缓冲梁

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆的缓冲梁。 

背景技术

汽车设计人员不断地试图在重量轻且省油的车辆与政府和保险公司要求的安全标准和规则之间进行平衡。受到严格要求的一种这样的汽车部件是要符合撞击安全性标准要求的缓冲装置。缓冲装置传统地由具有必要强度的金属材料制成的缓冲梁构成，以符合关于低速和高速撞击的政府标准。通常，坚固的金属梁笨重并显著增加车辆的重量从而降低燃料效率。在汽车工业中存在研制一种缓冲装置的需求，该缓冲装置具有通过降低该缓冲装置的总重量而增加强度重量比的缓冲梁。该改进的缓冲装置必须仍然足够坚固以在高速和低速撞击中提供优良的性能。 

汽车制造商需要在成本上承担得起并且易于批量生产的部件。如美国专利No.6,360,441所示，传统的缓冲装置是轧制成形的，其中扁平钢带通过一系列辊子以形成具有所需形状。复杂缓冲梁在提供必要强度以符合安全标准的同时增加了制造工艺的时间和成本。在汽车工业中需求制造提供足够强度以符合安全标准并且重量轻以提高燃料效率及容易制造的缓冲梁。 

发明内容

现有技术的缺点可通过提供一种热冲压缓冲梁而克服，所述热冲压缓冲梁由高强度钢制成经优化而提供必要强度的所需构造。 

本发明一方面涉及用于机动车辆的缓冲梁。所述缓冲梁从扁平金属坯件热冲压成开口且大致为C形的槽，所述金属坯件为高强度钢或超高强度钢的长形件。缓冲梁具有适于安装到机动车辆框架的相对端部部分以及居中地设置且在端部部分之间纵向延伸的中间部分。该中 间部分包括具有第一高度的第一段、以及位于所述第一段相对侧上的第二和第三段，所述第二和第三段各自的高度小于所述第一高度。所述各端部部分的高度大于所述中间部分的所述第二和第三段的高度。端部部分和中间部分具有长形弓状凸缘，所述弓状凸缘沿所述缓冲梁的长度延伸并限定朝外的凹面和朝内的凸面，其中所述中间部分具有沿所述中间部分的长度变化的横截面构造，并且所述各端部部分具有沿其各自的长度变化的横截面构造。 

本发明另一方面涉及用于机动车辆的缓冲梁。该缓冲梁附加地具有用于增加缓冲梁强度和刚度且同时减少缓冲梁重量的加强构件。 

根据以下的详细说明并结合附图，本发明的其它方面、特征和优点将变得清楚，其中这些附图是本公开的一部分并通过实例示出了本发明的原理。 

附图说明

附图利于对本发明各具体实施方式的理解。在这些图中： 

图1是示出根据本发明具体实施方式构造成的缓冲梁的正面立体图； 

图2是示出图1所示缓冲梁的背面立体图； 

图3是示出图1所示缓冲梁的正视图； 

图4是通过图3的线4-4的剖视图； 

图5是通过图3的线5-5的剖视图； 

图6是类似于图4的剖视图，但示出用于本发明具体实施方式的可能尺寸；和 

图7是类似于图5的剖视图，但示出用于本发明具体实施方式的可能尺寸。 

具体实施方式

图1至3示出了根据本发明具体实施方式而构造的用于机动车辆的缓冲梁10。缓冲梁10的结构设置为在机动车辆的前端或后端安装到机动车辆的框架上。缓冲梁10可用于任何合适的机动车辆。按照常规，缓冲梁10的结构设置为在前端或后端碰撞过程中承受碰撞力。现有技术的缓冲器实施例在授予Mahfet等的美国专利6,406,081中公开。 

缓冲梁10优选地由金属板长形件制成，例如由高强度钢或超高强度钢的长形件制成。该金属板形成为提供整体式的缓冲梁10，缓冲梁10具有相对的端部部分12、14以及居中设置并在端部部分12、14之间延伸的中间部分16。该金属板还弯曲成使缓冲梁10形成一纵向曲率。 

优选地，金属板由金属板坯件制成，利用热冲压操作形成缓冲梁10的所需形状。在热冲压操作中，扁平金属坯件被加热至其奥氏体温度，并放置在具有按如下所述方式形成轮廓的互补冲模的热冲压机中。坯件在单冲程中形成所需形状。然后当已成形坯在冲模中时允许其冷却并硬化。 

通过将各端部部分12、14螺栓连接或焊接到框架上，缓冲梁10安装到车辆的框架上，其中该缓冲梁10可在长度和纵向曲率上变化以适合各种车辆宽度及轮廓。 

如图1至3所示，缓冲梁10为开口且大致为C形的槽，该槽具有限定上壁18、下壁20以及位于上壁18与下壁20之间的中心壁22的端部部分12、14以及中间部分16，上和下壁18、20分别形成为具有 若干凹进部分24的非平面构造。 

所述中心壁22也形成为具有非平面构造，带有沿一部分长度的长形凹进部分26、以及紧邻凹进部分26相对端部的开口28。此外，上和下壁18、20的自由端具有沿缓冲梁10上边缘的长形弓状凸缘30、以及沿缓冲梁10下边缘的长形弓状凸缘32。 

另外，支架和/或加强构件34例如通过焊接附接于上和下壁18、20之间，以便于连接到车辆的框架以及增加缓冲梁10的刚性/加固。例如，图2示出了中间部分16中的支架/加强构件34，以及各端部部分12、14中的支架/加强构件。 

如图1至3所示，并如图3所最佳示出的，缓冲梁10的高度沿其长度变化。中间段35具有大于凹进部分37和39的高度，凹进部分39、37位于中间段35的相对两侧上。凹进部分37和39也具有小于端部部分12和14的高度。各段的高度可根据所述缓冲梁10所需的结构特性变化。凹进部分37和39的高度可基本相同。同样，中间段35与端部部分12和14的高度可基本相同。此外，端部部分12和14的高度可不同于中间段35的高度。更进一步地，端部部分12和14可以一部分具有与中间段35相同的高度，且还有一部分与中间段35的高度不同。各段的高度也可沿所述缓冲梁10的长度变化。 

正如所述缓冲梁10各段高度变化一样，截面构造也可如此。如图4所示，上弯曲凸缘46具有比图5的上弯曲凸缘46小的高度。同样，图4中的上弯曲凸缘46具有比图4和图5中的下弯曲凸缘48小的高度。 

例如通过凹进部分24得到的变化的高度、以及缓冲梁10的开口28可减小缓冲梁10的尺寸并因此减少其重量。但是，所述变化的高度以及开口经过优化而为缓冲梁10提供用于车辆安全要求的足够强度。此外，例如，弯曲凸缘30、32和支架/加强构件34的结合为缓冲梁10提供足够的强度和结构刚度。 

在示出的具体实施方式中，缓冲梁的所需形状通过沿缓冲梁10的长度改变缓冲梁10的横截面构造而形成。具体地，缓冲梁10形成为使得端部部分12、14具有类似的横截面构造。但是，端部部分12、14可以具有互相不同的构造。同样，缓冲梁10形成为使得端部部分12、14的横截面构造不同于中间部分16的横截面构造。此外，端部部分12、14的横截面构造沿其长度变化，且中间部分16的横截面构造沿其长度变化。 

例如，如图4和5所最佳示出的，缓冲梁10中间部分16的各横截面包括上水平延伸壁段36、下水平延伸壁段38、弓状中心壁段40以及连接壁段42、44，连接壁段42、44将上和下水平延伸壁段36、38的端部与弓状中心壁段40的相应端部互相连接起来。同样，弓状凸缘段46、48从上和下水平延伸壁段36、38的相对端部伸出。 

在示出的具体实施方式中，中间部分16的壁段36、38、40、42、44以及凸缘段46、48的尺寸及构造可沿中间部分16的长度变化，这改变了中间部分16沿其长度的横截面构造。 

如图4和5中所示，上和下水平延伸壁段36、38的长度沿中间部分16的长度变化，例如，图4中的上和下水平延伸壁段36、38比图5中的上和下水平延伸壁段36、38短。上和下壁段36、38在长度上 的这种变化限定缓冲梁10的纵向曲率。 

弓状中心壁段40的尺寸和构造基本类似于沿中间部分16长度的尺寸和构造。如图1、4以及5中所示，弓状中心壁段40具有长形且大致为C形的构造，该C形构造提供朝外的凹面50以及朝内的凸面52。这些弓状中心壁段40沿中间部分16大长度限定长形凹进部分26。 

如图4和5中所示，连接壁段42、44的长度和形状沿中间部分16的长度变化，例如，图5中的连接壁段42、44比图4中的连接壁段42、44短，并具有更弯曲的形状。具体地，图5中的各弓状连接壁段42、44具有开口且大致为C形的构造，该构造提供朝外的凸面54以及朝内的凹面56。与之相反，图4中的各连接壁段42、44大致竖直延伸。连接壁段42、44在长度上的这种变化在缓冲梁10的上和下壁18、20中限定各种凹进部分24。 

如图4和5中所示，弓状凸缘段46、48沿中间部分16的长度具有基本类似的构造。具体地，各弓状凸缘段46、48具有大致为C形的构造，该C形构造提供朝外的凹面58以及朝内的凸面60。但是，弓状凸缘段46、48的尺寸沿中间部分16的长度变化，例如，图4中的弓状凸缘段46、48的长度比图5所示的弓状凸缘段46、48短的高度。这些弓状凸缘段46、48沿中间部分16的长度限定长形弯曲凸缘30、32。 

尽管图4和5的截面示出通过中间部分16的截面，但是图4和5所示的截面整体构造可在缓冲梁10包括端部部分12和14的整个长度上使用。如图1至3中所示，除了端部部分12、14包括延伸通过中心壁22的开口28而非凹进部分26之外，端部部分12 和14具有基本类似于图4和5所示的截面构造。但是，缓冲梁10可构造成使得凹进部分26分别延伸进入端部部分12和14，或者与开口28相结合或者代替开口28。如图1至3中所示，弓状凸缘段46以及48优选地沿缓冲梁10包括中间部分16以及端部部分12和14的整个长度延伸。 

如图1至3中所最佳示出的，各端部部分12、14的上和下壁18、20在宽度上变化以限定比中间部分16宽的端部部分12、14。同样，端部部分12、14的上和下壁具有台阶状构造以限定相应的凹进部分24。 

一个或多个开口62设置在端部部分12、14的各上和下壁18、20中，用于将端部部分12、14安装到车辆的框架上。例如，诸如螺栓的紧固件可贯穿端部部分12、14中的相应开口62以及设置在车辆框架中的相应开口，以将缓冲梁10以工作位置安装到该车辆。但是，所述缓冲梁10的端部部分12、14可以任何合适的方式固定到车辆上，例如通过焊接固定到车辆上。此外，所述缓冲梁10的端部部分12、14可具有任何利于连接到车辆的合适结构。 

各端部部分12、14的中心壁22包括从其中穿过的矩形开口形式的开口2。但是，开口28可具有不同的构造以及可形成为穿过缓冲梁10的其它部分。开口28可减小缓冲梁10的重量，可为附接至其它结构元件提供机构，以及可允许诸如灯的元件通过。 

端部部分12、14中的开口28、62可在作为例如热冲压的成型操作一部分的刺穿操作中刺穿。但是，开口28、62可在与成型操作独立的如激光切割的刺穿操作中被刺穿。 

各端部部分12、14的弓状凸缘30、32与中间部分16的弓状凸缘30、32相连以提供沿缓冲梁10长度的长形弯曲凸缘，该长形弯曲凸缘增加缓冲梁10的强度和刚度。 

图6和7分别示出了参考图4和5所讨论的元件的可行尺寸。应该理解图6和7中的尺寸仅仅是各种所示元件的尺寸与比例的一个例子。 

应了解所示缓冲梁10仅仅是示例性的，并且该缓冲梁10沿其长度的横截面构造可适当地改变以满足对特殊车辆的尺寸和安全要求。 

提供上述具体实施方式以说明本发明的结构和功能原理，但所述说明不是限制性的。相反，本发明旨在将所有的改进、变更以及替换都包括在所附权利要求的范围内。 

Claims (9)

1.一种用于机动车辆的缓冲梁，所述缓冲梁从扁平金属坯件热冲压成开口且大致为C形的槽，所述金属坯件为高强度钢或超高强度钢的长形件，并且所述缓冲梁包括：

相对的端部部分；和

居中设置的中间部分，其在所述端部部分之间纵向地延伸，

所述中间部分包括具有第一高度的第一段以及位于所述第一段相对两侧上的第二和第三段，且所述第二和第三段各自的高度小于所述第一高度，

所述各端部部分的高度大于所述中间部分的所述第二和第三段的高度，

所述缓冲梁具有沿其上边缘和下边缘延伸的长形弓状凸缘，其中所述中间部分具有沿所述中间部分的长度变化的横截面构造，并且所述各端部部分具有沿其各自的长度变化的横截面构造。

2.如权利要求1所述的缓冲梁，其中所述中间部分的所述第二和第三段的高度基本相等。

3.如权利要求2所述的缓冲梁，其中所述中间部分的所述第一段的高度与所述各端部部分的高度基本相等。

4.如权利要求1所述的缓冲梁，其中所述长形弓状凸缘在高度上沿所述缓冲梁的所述上边缘和下边缘变化。

5.如权利要求1所述的缓冲梁，其中各所述长形弓状凸缘在所述中间部分的所述第一段处的高度大于在所述中间部分的所述第二和第三段处的高度。

6.如权利要求1所述的缓冲梁，其中所述长形弓状凸缘的所述上边缘的高度小于所述长形弓状凸缘的相应横向下边缘的高度。

7.如权利要求1所述的缓冲梁，其中所述长形弓状凸缘的所述上边缘的尺寸与所述长形弓状凸缘的相应下边缘的尺寸基本相同。

8.如权利要求7所述的缓冲梁，进一步包括：

安装在所述开口C形槽内的加强构件。

9.如权利要求8所述的缓冲梁，其中所述端部部分各自具有从其中穿过的一个或多个开口。

Images