CN203864613U - 机动车的保险杠梁 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种机动车的保险杠梁，其中所述机动车包括车架，所述梁包括纵向于所述梁延伸的至少一个水平侧面和至少一个竖直侧面，所述梁包括至少一个支撑部件，该支撑部件被布置为支在所述车架上，并在所述梁吸收碰撞的时候在所述至少一个水平侧面上在一个方向上施加反作用力，在所述反作用力方向上所述支撑部件的强度比所述至少一个水平侧面更大。

Description

机动车的保险杠梁

技术领域

本实用新型涉及用于机动车的保险杠梁的技术领域。 

背景技术

在机动车的保险杠中，梁的作用是在发生碰撞时、尤其是在发生Danner碰撞(在15km/h的速度下发生的保险碰撞)时，将由障碍物施加的力分散在车辆的整个前表面上，以避免保险杠上任何的应力集中并且避免障碍物穿入到保险杠中直至座舱。 

另外已知的是，保险杠包括低速碰撞吸收系统，用于保护车架和对保险杠限定车辆被撞击损坏的区域。吸收系统包括一个或多个吸收器。特别地，在梁(poutre)前面具有用于行人碰撞(在40km/h的速度下发生的下肢碰撞)的吸收器，以及，在梁后面具有用于Danner碰撞的吸收器。 

在吸收器的数量是两个并且定位在梁后面的情况下，吸收器被固定在纵梁(longeron)上，并且梁连接这些吸收器。这些吸收器的目的在于尽可能消散由车辆和障碍物碰撞导致的机械能量，以使得尽可能少地把机械能量传输给驾驶员和可能存在的乘客，并且使得车架的变形最小，优选地，在有侧向地移位的正面撞击的碰撞的情况下，使两个吸收器都参与消散能量。由于梁位于吸收器的前面，梁首先接收由碰撞导致的机械能量，然后将其传输给两个吸收器。 

为了优化对碰撞的吸收，需要在车辆的纵向方向上使能量可以在其上消散的吸收路程(即保险杠的前表面和吸收器的后表面之间的距离)最大化。 

然而，因为车辆前面区域包括众多必须共存的组件，这些不同的部件在几何构造上受到限制，因此，要最大程度地限制它们的体积，并因此不能为保险杠提供与希望一样长的吸收路程。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于在碰撞时增大梁的压缩性，以增大保险杠的吸收路程。 

为此，根据本实用新型，提供一种机动车的保险杠梁，该机动车包括车架，所述梁包括相对于梁纵向延伸的至少一个水平侧面(flanc)和至少一个竖直侧面，以及至少一个支撑部件，该部件被布置为支在车架上并且在由所述梁吸收碰撞时在所述至少一个水平侧面上在一个方向上施加反作用力，在反作用力方向上所述支撑部件比所述至少一个水平侧面强度更大。 

这样，梁的某些水平侧面在车辆的纵向方向上压缩直至其断裂，结果显著地增大了保险杠的吸收路程。 

根据一个实施例，梁具有W形剖面，以使得其包括四个水平侧面和三个竖直侧面。 

根据另一个实施例，梁包括单向纤维。 

由于水平侧面受到方向与其纤维的轴线垂直的力，所以通过使水平侧面具有这些纤维，使其在吸收碰撞时的断裂变得容易。 

根据另一个实施例，梁在至少部分竖直侧面中包括双向或多轴向的加强体，这些双向或多轴向的加强体选自带、织物、非织物和毡。 

通过与单向纤维结合，这种加强体允许改善梁的竖直侧面在至少一个非单向纤维方向的方向上的机械性能，并且确保竖直侧面在吸收碰撞时不断裂。纤维被夹在两层双向或多轴向加强体之间。单向纤维 和双向或多轴向加强体可以由以下材料构成：玻璃、碳、芳族聚酰胺。 

有利地，支撑部件包括吸收器的一部分，所述吸收器的一部分被布置为用于支在车架上。 

根据车辆配置，吸收器支在纵梁上并固定在该纵梁上，纵梁则联结在车架上，或者吸收器直接联结在车架上。 

优选地，所述吸收器的一部分为该吸收器的一个表面。 

优选地，支撑部件包括片，该片一方面与梁联结，另一方面则与所述吸收器的一部分联结。 

这样，借助于吸收器，该片间接地支在车架上。 

另外，该片由此还参与吸收碰撞的机械能量。 

有利地，该片的整体形状是角尺形。 

优选地，支撑部件包括梁的竖直侧面，该竖直侧面优选地包括双向加强体。 

这样，包括所述吸收器部分、所述片和所述梁的一个竖直侧面(在车辆轴线上是刚性的)的支撑部件支在车架上，并允许有效地压缩与该部件竖直侧面相邻的两个水平侧面。优选地，支撑部件的竖直侧面位于梁后面(即车辆侧)以使得所述片可以有效地使相邻的两个水平侧面断裂。 

有利地，支撑部件包括多个片。 

由此确保了在反作用力方向上支撑部件的强度比与其相邻的水平侧面高，并且确保了反作用力更好地被垂直施加在这些侧面上。 

附图说明

通过阅读示例性地而非限制性给出的附图将会更好地理解本实用新型。在这些附图中： 

图1和图2分别为在吸收碰撞之前和之后的、符合本实用新型的梁的端部及其支撑部件的透视图； 

图3和图4分别为图1和图2的梁的横截面图； 

图5为示出了施加在梁上的力随时间变化的图，其中梁没有任何一个水平侧面断裂； 

图6为与图5相似的图，其中梁的某些水平侧面断裂。 

具体实施方式

在以下描述中使用的机动车参考系具有笛卡尔坐标系R(O，x，y，z)，其中，O为由车辆限定的体积的中心点，轴Ox对应于车辆的主轴和方向X，轴Oy对应于与车辆主轴垂直的水平方向和方向Y，轴Oz为竖直线并对应于方向Z。 

考虑到图1和2的清晰可见，只在其上示出了保险杠的左侧。然而，保险杠的两侧是完全由相同部件以相同方式构成的。因此，在以下描述中只讨论保险杠左侧，同时要知道的是可以通过相对于平面Oxz的对称来推导出右侧。 

参考图1和图3，车辆的保险杠设有沿着方向Y延伸的梁2。该梁包括四个水平侧面4和三个竖直侧面6，这些侧面每个都包括单向纤维(例如：碳纤维和玻璃纤维)，这些纤维的强度在其与方向Y重合的轴线方向上很大，但在与其轴线垂直的方向上明显更小。竖直侧面还包括双向加强体，例如带、织物、毡或者非织物(缝合加强体)，这些加强体夹住包括在这些侧面里的纤维，以使得这些侧面能够抵抗任何沿着车辆主轴方向的力。 

作为实施示例，可以通过挤压拉伸法制造这种梁。水平侧面在其厚度中可以具有厚度为2mm(即2*10^-3m)的碳纤维，这些碳纤维夹在两层厚度为1mm(即1*10^-3m)的玻璃纤维之间。竖直侧面在其厚度中可以具有厚度为1.4mm(即1.4*10^-3m)的碳纤维，这些碳纤维夹在两层厚度为0.4mm(即4*10^-4m)的玻璃纤维之间，这三层纤维夹在两层带之间，所述带每层的厚度为0.4mm(即4*10^-4m)。 

保险杠还设有借助于固定装置18固定在车辆纵梁(未示出)上的吸收器12，其中所述纵梁本身则固定在未示出的车辆的车架上。吸收器用于吸收最大量的由碰撞产生的机械能量，以使车架尽可能小的变形。吸收器包塑模制(surmoulé)在梁2的端部上。另外，整体形状为角尺形的片14一方面联结在吸收器的表面13上，另一方面则联结在梁竖直侧面之中的特定侧面16上。该配置一方面允许梁间接地支撑在车架上，另一方面则允许片参与吸收碰撞。表面13、片14和侧面16构成支撑部件10。 

认为保险杠在其左边部分受到带有部分(即侧向地移位的)正面撞击的碰撞。图2和图4示出了梁2和支撑部件10分别在车辆完全吸收碰撞之前和之后的状态。与车辆相撞的障碍物由此产生沿着方向X施加在保险杠上的、朝向车辆后面的力。特别地，该力传播到支撑部件10，该支撑部件一方面借助于吸收器吸收部分能量，另一方面则产生反作用力，该反作用力特别地在方向X上向着车辆的前面施加在由侧面16构成的表面上。由于该侧面在反作用力的方向上是薄的并且包括双向加强体，因此该侧面仅消散极小部分的碰撞能量，而反作用力则特别地施加在两个相邻的水平侧面4上，这两个水平侧面于是压缩直至断裂，这样的结果在于显著地增大了保险杠的吸收路程。特别地，在图4中可见，与支撑部件的竖直侧面16相邻的下水平侧面4在吸收碰撞之后断裂了，如竖直虚线所示，这允许减小梁的不可压缩性。 

图5和图6中分别示出了在没有任何水平侧面断裂(曲线20) 的情况下和在与组成支撑部件的竖直侧面相邻的两个水平侧面断裂(曲线22)的情况下，障碍物和梁之间碰撞时施加的力随着障碍物和保险杠之间接触点在车辆参考系中的位移的变化。这两个碰撞在相同实验条件下模拟。由此，这两条曲线的每条下方的面积是相等的，该面积代表消散的总机械能量。 

保险杠的一个主要特征是该保险杠在吸收碰撞时所承受的最大力。要注意的是，该最大力的数值一方面在位移大约是215mm(即2.15*10^-1m)时达到，另一方面该最大力的数值根据梁有无断裂而不同。在曲线20上可见，如果水平侧面不断裂，则最大力的数值大约为1.5*10⁵N，而在曲线22上可见，如果支撑部件使与之相邻的两个水平侧面断裂，则最大力的数值大约为1.4*10⁵N。这表示在这两种情况之间有1*10⁴N的差值，该值是不可忽略的。如果梁局部断裂，就会有更小的力传输给车架和载有驾驶员和可能的乘客的座舱，其中所述车架因此变形程度更小。 

当然，可以对本实用新型进行各种修改而不超出本实用新型的范围。 

梁可以具有与上述剖面(profil)不同的剖面。 

各个侧面可以具有与上述材料不同的材料。特别地，水平侧面可以包括双向加强体，但是这些加强体比竖直侧面包括的少，以使得竖直侧面在发生碰撞时在施加的力的方向上保持强度比水平侧面更高。 

各侧面的厚度和各侧面中厚度的分布可以与上述不同。 

可以用多个片代替所述片，并且可以设想这些片直接支撑在要断裂的水平侧面上。 

吸收器可以联结在车架上。 

Claims (10)

1.一种机动车的保险杠梁(2)，其中所述机动车包括车架，所述梁包括纵向于所述梁(2)延伸的至少一个水平侧面(4)和至少一个竖直侧面(6)，所述梁的特征在于，该梁包括至少一个支撑部件(10)，该支撑部件被布置为支撑在所述车架上，并在所述梁吸收碰撞的时候在所述至少一个水平侧面上在一个方向上施加反作用力，在所述反作用力的方向上所述支撑部件的强度比所述至少一个水平侧面更大。 

2.如权利要求1所述的梁，该梁具有呈W形的剖面，使得所述梁包括四个水平侧面和三个竖直侧面。 

3.如权利要求1或2所述的梁，其中，所述梁包括单向纤维。 

4.如权利要求1或2所述的梁，其中，所述梁在至少部分所述竖直侧面(6)中包括双向或多轴向加强体，所述双向或多轴向加强体选自带、织物、非织物和毡。 

5.如权利要求1或2所述的梁，其中，所述支撑部件包括吸收器(12)的一部分，所述吸收器的一部分布置为用于支撑在所述车架上。 

6.如权利要求5所述的梁，其中，所述吸收器的一部分为该吸收器的表面。 

7.如权利要求5所述的梁，其中，所述支撑部件包括片(14)，该片一方面联结在所述梁上，另一方面则联结在所述吸收器的一部分上。 

8.如权利要求7所述的梁，其中，所述片具有角尺形的整体形状。 

9.如权利要求5所述的梁，其中，所述支撑部件包括所述梁的竖直侧面(16)。 

10.如权利要求7所述的梁，其中，所述支撑部件包括多个片。