连接元件及其制造方法和具有连接元件的结构单元的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于将汽车保险杠(14)支承在装配支架(18)上的连接元件(20)、一种具有这种连接元件的结构单元以及一种用于制造连接元件的方法。按照本发明的连接元件包括：a)沿汽车横向延伸的用于至少部分遮盖发动机舱下侧的遮盖面(26)，b)至少一个布置在遮盖面的前部区域内或者布置在与遮盖面的前部区域连接的前部接合区域(28)内的前部接合元件(30)，用于形成与保险杠(14)的前部(12)的连接，c)至少一个布置在遮盖面的后部区域内或者布置在与遮盖面的后部区域连接的后部接合区域(32)内的后部接合元件(34)，用于形成与装配支架(18)的连接，其中d)设有至少一个支承元件(38)，所述支承元件从后部接合元件的区域沿汽车纵向向前延伸，从而使所述支承元件至少部分与遮盖面重叠。
【专利说明】连接元件及其制造方法和具有连接元件的结构单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于将汽车保险杠支承在装配支架上的连接元件、具有这种连接元件的结构单元以及用于制造连接元件的方法。
【背景技术】
[0002]由DE19513670A1已知一种用于空气导流通道的翻盖，其通过折合并且连接两个半部制造而成，其中，两个半部通过薄膜铰链相互连接。
[0003]由DE102010012323A1已知一种汽车前端模块以及一种汽车车身。所述前端模块包括至少一个具有空心型材横截面的支架元件，所述支架元件通过固定区域固定在汽车车身的纵梁上。在此，在固定区域内设有通过薄膜铰链连接的用于密封支架元件的空心型材横截面的密封元件。
[0004]由FR2910864A1已知一种一体设计的用于布置在保险杠后方的加强元件，所述加强元件具有第一加强区域和第二加强区域。所述第一加强区域和第二加强区域通过连接区域相互连接，其中，所述连接区域具有比第一和第二区域更大的柔性。为此建议将连接区域设计为薄膜铰链。
[0005]由DE20023339U1已知用于汽车的不同塑料结构，其上部分地设有可至少处于两个位置上并且通过铰链连接的翻盖。
[0006]由DE102009017350A1已知一种用于汽车的行人保护装置，其由前部保险杠和保险杠覆盖层组成，其中，保险杠覆盖层包括底面区域，其设计为横向于汽车延伸的前部底板表面元件。建议将底板表面元件制造为具有板状底部区域的塑料成型件，其上通过设计为薄膜铰链的连接装置成型出向上指向的支承销。
[0007]前述专利文献均没有涉及保险杠在装配支架上的固定。由实践已知在保险杠的下部区域内使用单独的连接元件，以将保险杠前部与布置在发动机舱内的装配支架的前部和后部区域相连接。这种可以看做保险杠的部分元件的连接元件大多由塑料制成，设计为光滑平面并且通常通过螺栓连接和/或夹紧与保险杠前部和装配支架固定连接。从前方作用在保险杠上的力和力矩可能导致整个保险杠不期望地“下垂”或者导致保险杠变形。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于将保险杠固定在装配支架上的连接元件，所述连接元件在承接从前侧作用的力和力矩方面在结构上得到改进并且可成本低廉地制造。此外，应提供一种具有这种连接元件的结构单元和一种用于制造这种连接元件的方法。
[0009]该技术问题按本发明通过一种用于将汽车保险杠支承在装配支架上的连接元件、具有这种连接元件的结构单元以及用于制造连接元件的方法解决。按照本发明的用于将保险杠支承在装配支架上的连接元件包括:
[0010]a)沿汽车横向延伸的用于至少部分遮盖发动机舱下侧的遮盖面，[0011]b)至少一个布置在遮盖面的前部区域内或者布置在与遮盖面的前部区域连接的前部接合区域内的前部接合元件，用于形成与保险杠的前部的连接，
[0012]c)至少一个布置在遮盖面的后部区域内或者布置在与遮盖面的后部区域连接的后部接合区域内的后部接合元件，用于形成与装配支架的连接，其中，
[0013]d)设有至少一个支承元件，所述支承元件从后部接合元件的区域沿汽车纵向向前延伸，从而使所述支承元件至少部分与遮盖面重叠。
[0014]支承元件优选沿纵向完全与遮盖面重叠。
[0015]在此，装配支架尤其理解为由现有技术已知的塑料装配支架，其也简称为KU装配支架。然而装配支架也同样可以理解为由其它材料构成的装配支架，例如由金属材料制成的前端。按照本发明，支承元件理解为适合于按照纵梁的方式提高遮盖面的抗弯刚度的任何三维结构。支承元件尤其是沿汽车纵向延伸的肋片或者三维结构，如型材结构(C形型材、U形型材、T形型材、双T形型材等)。它们可以作为单独的元件与连接元件相连或者一体地设计在连接元件上。位置和方向说明，如“纵向”、“横向”、“前方”、“后方”等在以下总是相对于汽车或者相关元件在汽车中的规定安装位置而言的。所述“后部接合元件的区域”包括所有与接合元件相邻布置的位置，即尤其是侧向错移和/或向前错移的位置。支承元件与最近的后部接合元件的间距优选小于50cm，特别优选小于15cm。按照本发明的连接元件的优点是，连接元件沿纵向的刚度明显提高，并且连接元件由此在从前方引入的力和力矩方面设计得明显更稳定。与以下描述的实施形式相关地将会说明，按照本发明的连接元件如何能够以与已知连接元件相比较少的额外费用制造并且为什么按照本发明的连接元件非常适合于满足当前在行人保护方面的要求。
[0016]为了能够将支承结构一体地设计在按照本发明的连接元件上，尤其在应用塑料注塑法制造连接元件时，在连接元件上设置沿纵向延伸的加强肋或者其他加强结构。这种对已存在的连接元件在结构上的适配尤其可以在无需增大已存在的制造模具的情况下成本低廉地实现。
[0017]在按照本发明的连接元件的一种实用的实施形式中，支承元件通过铰链可翻折地布置在连接元件上。这种造型的优点是，支承元件在制造、装配和之后的使用中可以处于不同的位置。支承元件优选通过薄膜铰链一体地设计在连接元件上。在这种情况下，例如在通过塑料注塑法的制造中，支承元件可成型为从连接元件的侧面突出的元件并且为了之后的使用而沿薄膜铰链翻折到另一位置中。
[0018]在按照本发明的连接元件的另一种实用的实施形式中，在所述支承元件上设有至少一个卡锁元件。作为卡锁元件，例如可以在支承元件上设计突出的止动销并且在连接元件上设计互补的凹槽以容纳止动销并且与其卡锁。在这种情况下，尤其当支承元件通过铰链与连接元件相连时，支承元件能够以简单而快速的方式方法借助卡锁或者插塞连接相对于连接元件的某一区域固定。
[0019]为了在未预期的较大力和力矩作用时，例如在撞到保险杠的事故中，使得按照本发明的连接元件和装配支架之间进行确定的相对运动，可以在所述支承元件的后部区域内设计助滑斜面。所述助滑斜面理解为倾斜延伸且基本上平坦的表面，其在较大力和/或力矩作用时使得连接元件有针对性地从装配支架上例如这样“滑移”，使得连接元件偏移到装配支架下方区域内。对此在对附图的描述中将再次详细阐述。设计助滑斜面的优点是，一方面避免装配支架受损，另一方面在超过一定力和/或力矩时能够减小支承元件的支承作用力。通过最后提到的方面，防止了连接元件出现在保险杠前部区域内的保险杠表面附近(这对于行人保护是不期望的)的风险。
[0020]如果在所述支承元件上设计至少一个预定断裂部位，可以进一步提高连接元件尤其在行人保护方面的安全性。预定断裂部位理解为连接元件在超过确定力和/或力矩时断裂从而使支承作用完全消失的区域。适合作为预定断裂部位的尤其是变细部、材料厚度的局部减小、穿孔以及这些措施的结合。预定断裂部位优选设计在支承元件的中间区域内。所述预定断裂部位进一步优选沿支承元件的横向延伸。
[0021]在按照本发明的连接元件的另一种实用的实施形式中，所述遮盖面设计为基本上水平延伸的平面。此外，所述前部接合元件和/或后部接合元件布置在这些区域内，所述区域向前或者向后地连接在遮盖面上并且通过横向(优选接近垂直)于遮盖面延伸的前部中间区段或后部中间区段分开。换而言之，连接元件优选呈简单的S形或者双S形。当只设有一个前部中间区段或者只设有一个后部中间区段时形成简单的S形。当设有一个前部中间区段和一个后部中间区段时形成双S形。
[0022]前述中间区段不仅(与支承元件无关地)提高了按本发明连接元件的自身稳定性，而且也较好地适于布置或设计一个或多个接合元件。作为接合元件例如可以在中间区段内设计用于容纳卡锁突起或止动销的凹槽。
[0023]在按照本发明的连接元件的另一种实用的实施形式中，所述遮盖面沿汽车横向在汽车最大宽度的至少80%上在所述连接元件的区域内延伸。同样有利的是二至六个支承元件沿横向分布在遮盖面上。如果只使用两个支承元件，这两个支承元件优选布置在外侧。三个或以上支承元件优选均匀地分布在遮盖面的宽度上。在另一种实用的实施形式中，支承元件的数量相当于后部接合元件的数量，也就是例如设有四个用于螺栓连接的通孔作为接合元件，并且在每个通孔区域内布置或者设计有沿纵向延伸的支承元件。
[0024]本发明还涉及一种结构单元，其包括按照本发明的连接元件以及装配支架，其中，在所述装配支架上，在沿汽车纵向与所述连接元件邻接的区域内设计或者布置有助滑斜面。这种助滑斜面与在按本发明的连接元件上设计助滑斜面具有相同的优点。所述助滑斜面可以作为对连接元件上的助滑斜面的备选或补充进行布置。如果在装配支架和连接元件上均布置有助滑斜面，则有利的是所述助滑斜面互补地设计，也就是它们布置在几乎平行的平面内。在这种情况下，所述平面优选形成45°的角度。
[0025]本发明还涉及一种用于制造将汽车保险杠支承在装配支架上的连接元件的方法，其具有以下方法步骤:
[0026]a)将连接元件与通过薄膜铰链相连的支承元件一起制造为塑料注塑件，
[0027]b)将所述支承元件沿薄膜铰链这样翻折，使得所述支承元件与遮盖面邻接地布置，以便按照纵梁的方式支承所述遮盖面。
[0028]通过应用该方法，可以通过简单的措施这样改变用于制造由现有技术已知的连接元件的注塑模具，从而可以用这些注塑模具制造按照本发明的连接元件。
[0029]在按照本发明的方法的一种特别实用的实施形式中，所述支承元件在沿薄膜铰链翻折之后相对于遮盖面位置固定。这例如能够借助可按照前述方式方法设计在连接元件上的卡锁元件实现。【专利附图】
【附图说明】
[0030]以下结合附图阐述本发明的其它实施形式和优点。在附图中:
[0031]图1以三维视图示出具有保险杠前部以及装配支架的汽车前车厢局部；
[0032]图2以三维纵剖面图示出按照本发明的连接元件的第一实施形式，其具有保险杠前部和装配支架；
[0033]图3以三维视图示出图2所示的连接元件处于模具位置的情形；
[0034]图4以纵剖面图示出按照本发明的连接元件的第二实施形式的示意剖视图，其具有保险杠前部和装配支架，以及
[0035]图5以从上方观察的视角示出按照本发明的连接元件的第三实施形式。
【具体实施方式】
[0036]图1示出汽车前车厢10的具有保险杠14的前部12的局部。同样可以看到装配支架18的上部区域16，其中，所示的装配支架18是塑料装配支架(KU装配支架)。
[0037]在用A表示的区域内用虚线表示所示元件的横剖面轮廓。在该视图中，在用B表示的区域内已经可以看出，保险杠14的前部12的下部区域24通过按照本发明的单独的连接元件20与装配支架18的下部区域22相连。
[0038]图2以剖切连接元件20得到的三维纵剖面图示出图1中区域B的放大图。图3只示出了连接元件20的三维视图。
[0039]如从图3可以看出，连接元件20包括沿汽车横向延伸的遮盖面26，所示遮盖面在所示实施形式中用于全面地从下侧遮盖位于上方的汽车发动机舱区域。遮盖面26在中间区域内基本上水平延伸。在遮盖面26的前部区域上连接有前部接合区域28，其具有设计为爪状的塑料棘爪的前部接合元件30。按照本发明的连接元件20通过插接(如图2所示)与保险杆14的前部12相连。
[0040]在遮盖面26的后部区域上连接有带后部接合元件34的后部接合区域32。在所示实施形式中，在连接元件20的整个宽度上设有四个通孔36作为后部接合元件34。图3只示出了这四个通孔36中的两个。所述通孔36用于在按照本发明的连接元件20与装配支架18之间形成螺栓连接。
[0041]如尤其从图3可以看出，在连接元件20上设计有支承元件38，所述支承元件通过设计为薄膜铰链的铰链40 —体地设计为连接元件20上。所述支承元件38能够基于薄膜铰链围绕轴线42如箭头44所示地翻折。在图3中示出了支承元件38的第一位置即打开位置I和第二位置即关闭位置II。
[0042]在按照本发明的连接元件20的所示实施形式中，连接元件与处于位置I中的支承元件38 —起制造为一体的塑料注塑件。在使用之前，并且优选在将连接元件20与保险杠14的前部12或者装配支架18相连之前，将支承元件38围绕轴线42翻折到位置II。
[0043]为了将支承元件38固定在位置II中并且尤其相对遮盖面26确定其位置，作为卡锁元件46设有两个沿汽车横向延伸的凸缘48a、48b和一个成型于前端面上的止动销50。凸缘48a、48b在下侧具有空腔56a、56b，所述空腔用于夹紧地容纳未示出的设计在遮盖面26上的卡锁突起。因此,一旦支承元件38翻折到位置II中，所述支承元件38在凸缘48a、48b的区域内与遮盖面26卡锁。止动销50啮合到未示出的开口中，所述开口设计在基本上垂直(并且因此横向于遮盖面26)延伸的前部中间区段52内。所述中间区段52在遮盖面26与前部接合区域28之间建立连接。
[0044]垂直于(并且因此同样横向于)遮盖面26布置的后部中间区段54布置在所述遮盖面26与后部接合区域32之间。
[0045]在支承元件38 (沿纵向观察)的中间区域内设有穿孔作为预定断裂部位58。此夕卜，预定断裂部位58区域内的材料厚度减小。此外，在预定断裂部位58的区域内设有梯段60，所述梯段在穿孔区域内的材料断裂时实现支承元件38的位于预定断裂部位58左侧的部段无阻碍地从支承元件38的位于预定断裂部位58右侧的部段一旁通过。
[0046]在图2和图3所示的实施形式中，在支承元件38的后部区域内在支承元件38上设有助滑斜面62。所述助滑斜面62理解为倾斜地，优选以15°至75°之间的角度并且特别优选以30°至60°之间的角度相对于水平线布置的区域。在所示实施形式中，助滑斜面62相对于水平线呈45°角布置。助滑斜面62使得在有较大的力和/或力矩作用时，连接元件20向下导引经过装配支架18并且因此尽可能不损坏装配支架。
[0047]如从图2可以看出，装配支架18在所示实施形式中具有对应的助滑斜面64。由此可以进一步改善对装配支架18的保护。
[0048]在连接元件20的在图2和图3中所示的实施形式中，其总共具有两个支承元件38，它们分别布置在设于外侧的后部接合元件34旁侧。它们与遮盖面26在其整个长度上重叠地设计。
[0049]图4和图5示出按照本发明的连接元件20的第二和第三实施形式，它们基本上与第一实施形式一致。因此相同的或者至少功能相同的元件在以下使用与第一实施形式相同的附图标记。
[0050]图4所示的第二实施形式区别主要在于，装配支架18不具有助滑斜面。此外，预定断裂部位58右侧的区域，即支承元件38通往装配支架18的区域具有比处于预定断裂部位58左侧的通往保险杠14前部12的区域明显更大的材料厚度。
[0051 ]图5所示的第三实施形式的几何形状基本上与第一实施形式一致，其中，在图5中完整地显示了连接元件20。支承元件38在图5中显示为叠合状态，也就是在其实现其支承功能所应处于的位置中。在第三实施形式中只具有三个通孔36，其中，支承元件38又布置在两个外侧通孔36的区域内。
[0052]在本说明书、附图以及权利要求中公开的本发明特征单独地或者以任意组合均对在不同实施形式中实现本发明是重要的。本发明并不局限于所描述的实施形式。它们可以在权利要求范围内并且在考虑本领域技术人员认知的情况下进行改变。
[0053]附图标记清单
[0054]10前车厢
[0055]12 (保险杠)前部
[0056]14保险杠
[0057]16 (装配支架)上部区域
[0058]18装配支架
[0059]20连接元件[0060]22(装配支架)下部区域
[0061]24(保险杠前部的)下部区域
[0062]26遮盖面
[0063]28前部接合区域
[0064]30前部接合元件
[0065]32后部接合区域
[0066]34后部接合元件
[0067]36 通孔
[0068]38支承元件
[0069]40 铰链
[0070]42 轴线
[0071]44 箭头
[0072]46卡锁元件
[0073]48a、48b 突缘
[0074]50止动销
[0075]52前部中间区段
[0076]54后部中间区段
[0077]56a、56b 空腔
[0078]58预定断裂部位
[0079]60 梯段
[0080]62 (连接元件上的)助滑斜面
[0081]64 (装配支架上的)助滑斜面
【权利要求】
1.一种用于将汽车的保险杠(14)支承在装配支架(18)上的连接元件，具有: a)沿汽车横向延伸的用于至少部分遮盖发动机舱下侧的遮盖面(26)， b)至少一个布置在遮盖面(26)的前部区域内或者布置在与遮盖面(26)的前部区域连接的前部接合区域(28)内的前部接合元件(30)，用于形成与保险杠(14)的前部(12)的连接， c)至少一个布置在遮盖面(26)的后部区域内或者布置在与遮盖面(26)的后部区域连接的后部接合区域(32)内的后部接合元件(34)，用于形成与装配支架(18)的连接，其特征在于， d)设有至少一个支承元件(38)，所述支承元件从后部接合元件(34)的区域沿汽车纵向向前延伸，从而使所述支承元件至少部分与遮盖面(26)重叠。
2.按权利要求1所述的连接元件，其特征在于，所述支承元件(38)—体地设计在所述连接元件(20)上。
3.按权利要求1或2所述的连接元件，其特征在于，所述支承元件(38)通过铰链(40)可翻折地布置在连接元件(20)上。
4.按前述权利要求之一所述的连接元件，其特征在于，在所述支承元件(38)上设有至少一个卡锁兀件( 46)。
5.按前述权利要求之一所述的连接元件，其特征在于，在所述支承元件(38)的后部区域内设有助滑斜面(62)。
6.按前述权利要求之一所述的连接元件，其特征在于，在所述支承元件(38)上设有至少一个预定断裂部位(58)。
7.按前述权利要求之一所述的连接元件，其特征在于，所述遮盖面(26)设计为水平延伸的平面，并且所述前部接合元件(30)和/或后部接合元件(34)布置在向前或者向后地连接在遮盖面(26)上并且通过横向于遮盖面(26)延伸的前部中间区段(52)或后部中间区段(54)与遮盖面(26)分开的前部接合区域(28)或后部接合区域(32)内。
8.按权利要求7所述的连接元件，其特征在于，在所述前部中间区段(52)内布置或者设计有接合元件。
9.按前述权利要求之一所述的连接元件，其特征在于，所述遮盖面(26)沿汽车横向在汽车最大宽度的至少80%上在所述连接元件(20)的区域内延伸。
10.按前述权利要求之一所述的连接元件，其特征在于，二至六个支承元件(38)沿横向分布在遮盖面(26)上。
11.一种结构单元，包括按前述权利要求之一所述的连接元件以及装配支架(18)，其特征在于，在所述装配支架(18)上，在沿汽车纵向与所述连接元件(20)邻接的区域内设计或者布置有助滑斜面(64)。
12.—种用于制造将汽车的保险杠(14)支承在装配支架(18)上的连接元件(20)的方法，其特征在于， a)将连接元件(20)与通过薄膜铰链相连的支承元件(38)—起制造为塑料注塑件， b)将所述支承元件(38)这样围绕薄膜铰链的轴线(42)翻折，使得所述支承元件(38)与遮盖面(26)邻接地布置，以便按照纵梁的方式支承所述遮盖面(26)。
13.按权利要求12所述的方法，其特征在于，所述支承元件(38)在围绕薄膜铰链的轴线(42)翻折之后或者期间相对于遮盖面(26)位置固定。
【文档编号】B60R19/24GK103832373SQ201310594687
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月22日 优先权日:2012年11月23日
【发明者】S.尼登富尔 申请人:大众汽车有限公司