用于汽车的保险杠结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于汽车的保险杠结构，特别用于车尾部分。
【背景技术】
[0002]传统的保险杠多有钢制或铝制的横梁。钢制横梁多由多个部件接合而成，尽管这使横梁结构有可能灵活调整以适应由其支撑的保险杠外皮，但同时也使横梁的加工耗费变大并且与之相应的成本升高。铝制横梁多以挤压型材制成。尽管挤压型材加工简单且价格便宜，不过也存在缺点，就是其造型灵活性低，因此在支撑与横梁结构并不精确相配合的保险杠外皮时，需要有额外的部件或加工步骤，这使挤压型材的成本优势受到抑制。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是创造一种用于汽车的保险杠结构，其加工成本低，重量轻并且在其外表造型方面有灵活性。
[0004]该目的首先通过一种用于汽车的保险杠结构来实现，在这种结构中保险杠横梁包括由纤维强化的复合材料(该材料也被称为有机板)制成的嵌件，还包括在嵌件上注塑成型的加固强化结构。
[0005]嵌件应在保险杠横梁的整个高度和宽度上延伸。
[0006]在嵌件上可制作至少第一沟槽，加固强化结构包括了在第一沟槽中制作的肋片。
[0007]特别是当肋片倾斜于沟槽的纵向并从沟槽的一侧壁向另一侧壁延伸时，就可以给予沟槽或者说是保险杠横梁较高的弯曲刚度。
[0008]为进一步提高保险杠横梁的载荷承受能力，特别是扭转载荷，此外嵌件可制作第二沟槽。
[0009]所述第一和第二沟槽在嵌件的两个相对置面上是开口的。
[0010]两个沟槽的相对定位使两个沟槽共有侧壁成为可能。如此可以实现保险杠横梁在嵌件截面尺寸很小的情况下而具有高刚度。
[0011]当第二沟槽的肋片分别在第一沟槽的肋片的延长线延伸时，通过这两个沟槽总体上的竖直的尺寸有效传递拉力和压力，这又使横梁刚度增强。
[0012]因为载荷承受能力的原因，保险杠横梁从上面看起来在通常情况下不应该向不同的方向上弯曲，对受其支撑的保险杠外皮来说则不必然总是这种情况。特别是保险杠外皮上经常有由凸出弯曲部分包围之中的中央凹处用于安装车牌。为了能在保险杠整个宽度上对外皮有相同的支撑，对保险杠外皮开口的第一道沟槽的肋片可以至少在局部从沟槽内向外突出到外皮。
[0013]肋片将第一道沟槽分隔为很多向保险杠外皮开口的空腔。这些空腔可用来安装传感器，比如说泊车辅助系统的距离传感器，以保护其在碰撞事故中不被损毁。传感器在一个这样的空腔内是可以永久性安装的；可以想到的是，特别是在肋片没有直接延伸到保险杠外皮的时候，传感器构成固定于保险杠外皮上的，由保险杠外皮向内突出的部分，该突起在碰撞事故中保险杠外皮向肋片移动时，向空腔内推进。这样的突起，可以包括除了传感器外的其它部件，比如用来固定装饰条的固定拱顶等类似部件。
[0014]在嵌件上注塑成型的加固强化结构此外可包括碰撞盒。
[0015]为了能与保险杠横梁一体成型，碰撞盒应该在背离保险杠横梁的一端是开口的并且有向这个开口端减小的壁厚度。
[0016]碰撞盒的内部空间应向开口端变宽，以方便脱模。
[0017]在碰撞盒的背离保险杠横梁的一端可以成型用于在车身纵梁上组装保险杠结构的固定法兰。
[0018]可通过在其内部成形的蜂窝结构提高碰撞盒的能量吸收能力。
[0019]此外本发明的内容还包括所述保险杠结构的加工方法，步骤如下:
[0020]a)制备由纤维强化复合材料制成的坯料；
[0021]b)进行坯料深冲，以得到嵌件，以及
[0022]c)在嵌件上注塑成型加固强化结构
[0023]注塑成型可在一个也用于坯料深冲的成型工具内有效并节省成本的完成。
【附图说明】
[0024]本发明的其它特点和优点在参考附图对实施例的如下描述中加以说明。其中:
[0025]图1表示按照本发明第一实施例所述保险杠横梁的透视图；
[0026]图2表示按照第二实施例所述横梁类似于图1的视图；
[0027]图3表示带有按图1或图2所示横梁的保险杠结构的沿中间面的截面图；
[0028]图4表示带有按图2所示横梁的保险杠结构的沿非中间面的截面图；
[0029]图5表示按照保险杠结构的一种变型的类似于图4的截面图；
[0030]图6表示按照保险杠结构的另一种变型的类似于图4的截面图；
[0031]图7表不从车辆内面向外的保险杠横梁部分视图；
[0032]图8表示图7中沿VII1-VIII的截面图；以及
[0033]图9表示所述保险杠横梁加工方法的步骤。
【具体实施方式】
[0034]图1显示按照本发明第一实施例的保险杠横梁1和在保险杠横梁1内侧面突伸出的碰撞盒2。保险杠横梁包括一个由有机板制成的嵌件3，其通过深冲制成，以形成向车辆外部的方向开口的沟槽4以及沟槽4上面和下面的端壁5，6。嵌件3的、由上部端壁5的上缘沿指向车辆内部的方向延伸形成的水平壁7构成了在指向车辆内部的方向上开口的、并因此在图1中不可见的第二沟槽的上侧壁。
[0035]很多的肋片8在沟槽4内的下侧壁9和在图1中不可见的上侧壁之间延伸，所述图1中不可见的上侧壁同时又构成了在端壁5之后向内开口的沟槽13的下侧壁。注塑成型的肋片8由热塑性塑料制成，所指热塑性塑料与嵌件3的热塑性材料基体是化学兼容或化学相同的，以便其注塑在嵌件3上时可与之深入形成紧密的材料键合性的连接。
[0036]肋片8总是与水平面成45°倾斜角地延伸，在沟槽4的中间相交并且在下侧壁9和上侧壁上成对彼此相交。如图1中用虚线示例表明的，上面沟槽13的肋片10总是在肋片8的延长线上延伸。
[0037]碰撞盒2由和肋片8相同的热塑性塑料制成并且也和其一样在嵌件3上一体成型。碰撞盒2具有在指向车辆内部的方向上略微变细的六面体形状，所述碰撞盒2背离保险杠横梁1的端壁是开口的，其用于固定在被人们熟知的、在图中未显示的汽车车身的纵梁上的螺纹法兰12置于其两侧。在碰撞盒2的侧壁上成形的纵向延伸的肋片11支撑着螺纹法兰12。
[0038]图3显示保险杠横梁1和受其支撑的、由塑料-扁材深冲制成的保险杠外皮14的截面，所述截面是沿着保险杠1的中间镜面对称平面的。肋片8的前缘是与对沟槽4进行上下限制的端壁5、6齐平的并且以很小的到用于安装车牌17的保险杠外皮14的中央凹处15的距离延伸。在保险杠外皮14和保险杠横梁1之间的固定连接可逐点设置，因为在图3中其位于截面以外，所以是不可见的。
[0039]在指向车辆内部的方向开口的此处用13表示的沟槽，由在其整个长度上分布的肋片10以和沟槽4相同的方式被加强。肋片8、10在所述两个沟槽4、13共同的侧壁29上相交。
[0040]下部端壁6从沟槽4的下侧壁向下自由延伸，这是为给予保险杠横梁1垂直的尺寸，这对于确保保险杠横梁1对和不同类型车辆并以不同高度布置的保险杠碰撞都能阻挡至|J，是不可缺少的。在图3中，由侧壁9和端壁6限制而成的凹角16内并未显示加固强化结构，很清楚的是，如果必需的话，这里也可以在侧壁9和端壁6之间布置延伸的肋片等类似结构，以给予端壁6必要的刚度。
[0041]图2以和图1类似的视图显示了保险杠横梁1的实施例变型。嵌件3的形状与图1所示情况中的一样，一体化成型碰撞盒2也与图1中的相同。沿沟槽4可分成三段，一个中间段18，在其中的肋片8的前缘是与端壁5、6齐平的，以及在中间段18的左右两侧的两个侧段19，在其中的肋片8相对于端壁5、6是向外突出的。中间段18的布置，是为了容纳保险杠外皮14的凹处15，因此按照这种实施例的保险杠结构的截面与图3中显示的是一样的。
[0042]在显示了保险杠横梁1的侧段19和保险杠外皮14的截面图的图4中，清楚表示出了，突出的肋片8的功能，在于对凹处15之外的保险杠外皮14进行紧密距离上的支撑，因此在碰撞情况中在保险杠外皮14碰到端壁5、6之前，就已经通过肋片8的镦缩得到了缓冲。
[0043]在图1和图2中可以看到，肋片8将沟槽4分隔成了很多的在向车辆外部的方向开口的空腔20，其截面为三角形或菱形。个别空腔20可以被使用，如在图4中显示的那样，在其中安装传感器21，比如说泊车辅助系统中的超声波传感器。在这里传