专利名称：汽车保险杠系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车保险杠系统。
技术背景用于汽车前部的现代保险杠系统通常包括垂直结构，带有上部段，该上部段构造地拦截与对向车辆的碰撞；和下部段，其构造地在涉及行人的碰撞 事故中，吸收行人胫骨上的沖击，避免行人膝关节变形，如果在緩沖器上部 区域发生未受保护的碰撞，则将导致严重的膝部损伤。这种<呆险杠系统例如/人EP1072476A2、 EP1286863A2和EP1038732A1 中已知。根据本发明总体构思的保险杠系统特别从EP1072476已知。外壳体支撑件的下部段直接固定到汽车框架的主底盘梁，或者固定到装 配支撑件。由于空间原因和可达性原因，直接固定到主底盘梁通常难于实现。 制造专用装配支撑件耗费成本，并且增加了装配汽车所用的劳动力。发明内容本发明的目的是详细说明一种保险杠系统，其可以广泛采用并且易于装配。本发明的目的借助一种汽车保险杠系统实现，该保险杠系统具有保险杠 横梁，该保险杠横梁保持在汽车框架的刚性框架上，并具有可变形的緩沖器 外壳；配置在所述外壳上部区域和所述保险杠横梁之间的可压缩的结构；支 撑所述外壳下部区域的支撑部段，所述支撑部段连同支撑该保险杠横梁的碰 撞箱固定到所述框架的法兰板上。在涉及最小速度的汽车碰撞时吸收碰撞冲击以保护汽车不被损坏的碰 撞箱在现代汽车中是常见的。这些碰撞箱与框架相连，特别是与框架的主底 盘梁相连，并且最为常见的是借助法兰板相连。本发明同时使用了这些通常 容易使用的法兰板作为支撑外壳下部区域的紧固支撑部段的连接点。一方面，緩冲器外壳下部区域必须具有挠性，以避免可能导致重伤的非 常严重地撞击行人腿部，但是另一方面，又需要具有足够的刚性，以便于覆 盖该下部区域上的可压缩结构在碰撞的沖击作用下压缩时，提供显著的延 迟，以使膝关节弯曲并防止太大的应力作用在膝关节上。为了满足这些要求， 支撑部段优选以弹性的塑料材料制造。所涉及的塑料可以特别是聚酰胺，诸如BASF AG销售的Ultramid牌聚酰胺。为了满足支撑部段的刚性要求，用于制造它的塑料优选以挠性最小的纤 维诸如玻璃纤维所取代。为了简化支撑部段向碰撞箱上的固定过程，法兰板优选具有这样的区 域，该区域位于碰撞箱的截面以上，支撑部段固定到该截面上。支撑部段基本上包括横梁和两个支撑臂，所述支撑臂将所述横梁连接到 所述法兰板。为了在具有足够刚性的条件下保持支撑部段较轻，横梁和支撑臂优选制 作成C形或I形，其中C形型材的外侧边腿连续过渡到每个I形型材的外侧 连接板。通过在外侧连接板之间平行延伸的肋片来辅助增强橫梁和支撑臂的刚 性。所述肋还优选在横梁和支撑臂之间连续重叠，以实现应力的均匀分布。在顶视图中，优选弯曲成s形轮廓的支撑臂弯曲轮廓，在与行人发生碰撞时，也允许支撑臂发生屈服。
参照附图，本发明进一 步的特征和优势将从以下实施例的说明中体现出来。所展示的为图l是根据本发明处于初始配置的保险杠系统的透视图； 图2是穿过图l所示保险杠系统支撑部段横梁的切面； 图3是穿过支撑部段支撑臂的切面； 图4是根据本发明的第二配置穿过支撑部段的纵向截面图；图5是根据本发明沿着汽车纵向中心平面穿过带有保险杠系统的汽车前 端的垂直部分；图6是沿着平行于图5所示截面的截面而类似于图5的部分；图7是根据改动实施例沿着汽车纵向中心平面而类似于图5的部分。
附图标记列表主底盘梁i法兰板2条 降 翁管4法兰板5、 6保险杠横梁7型材8金属带9主体10表面11法兰板12支撑部段13支撑臂14横梁15弓形16肋17i形18肋19行星载体20、 21中间壁板22上部区域23下部区域24通气孔25托架26緩沖器支架27螺栓28具体实施方式
图l展示了两个主底盘梁1的前端的透视图，所述底盘梁是汽车车身支
撑结构的部件。众所周知，这些底盘梁1在其前端设置有焊接法兰板2，延长了主底盘梁1的碰撞箱3紧固到法兰板2上。碰撞箱3各自有一定长度的 方形管4形成，其纵向载荷能力远小于主底盘梁1，并通过法兰板5、 6在其 两端锁定。管段4在图中所示具有平直壁板，但是，所述壁板也可以包括弯 曲轮廓，以便改善碰撞箱压缩能力。背部法兰板5螺栓连接到主底盘梁1的 锁定法兰板2，前部法兰板6用来紧固保险杠橫梁7。保险杠横梁7是中空 金属结构，能承受应力，例如如图所示，该构件由截面基本上为U型的型材 8和张紧金属带9形成，其自由边缘焊接在一起。在带9前侧是可压缩结构， 这里表现为以非弹性可压缩泡沫材料制成的主体10的形式。主底盘梁1的法兰板2比紧固碰撞箱3所需要的更大，在面朝下的法兰 板2的表面11上，可以看见另外的法兰板12,该法兰板12是以玻璃纤维加 强塑料，特别是聚酰胺制成的支撑部段13的一个部件。支撑部段13包括两 个支撑臂14，它们从紧固到主底盘梁的法兰板12向前下延伸，并借助横梁 15彼此连接。由于支撑臂14的边缘之间高度存在差异，所以在与行人发生碰撞时， 支撑臂不仅遭受沿其纵向的力，而且遭受弯折动量，这样将改善支撑臂的弹 性，从而改善整个保险杠系统的弹性。横梁相对于汽车纵向在保险杠横梁7前方延伸，并且垂直位于可压缩泡 沫主体10以下。如图2所示，横梁15的截面带有C形的外弓形16和肋17 的主要部分，所述肋从弓形16的凹陷侧凸起。如图3所示，支撑臂14的截面为I形18，平行肋从其垂直中心行星 (planet)载体21沿着相反方向凸起。从图2中可以看出，肋19在I形内侧 光滑连接到横梁15的肋17，并且弓形16的上下端在I形18的水平行星载 体20上平行重叠，以便能在发生碰撞的情况下，将沖击引入支撑臂14,并 在横梁15与支撑臂14的连接屈服之前，通过支撑臂引入主底盘梁。支撑部段15的第二实施例在图4中以半部纵截面展现，其中标有II-II 的虚线指示了支撑部段13的对称平面。支撑部段沿着对称平面II-II的截面 对应于图2所示的截面，沿着标有III-in的截面对应于图3所示的内容。在 顶视图中，支撑臂14的垂直行星载体21,如果从法兰板12开始沿着S形 弯曲轮廓运行，则光滑越过横梁15的弓形16。支撑臂的S形弯曲轮廓使其 在撞击汽车前部的力的作用下更容易挠性屈服。
对于从侧视图上看起来也发生弯曲，优选弯曲成S形(在图中未示出) 的支撑臂来说，当然也能实现相同效果。图5和6沿着汽车纵向中心平面或与其平行的平面清晰地展示出了汽车 车身前端的示意性截面图。保险杠横梁7基本上与图l所示具有相同结构， 但是具有额外的水平中间壁板22,该壁板穿过保险杠横梁7的中空内部延 伸，以增加其刚性。以塑料制成的挠性外壳的上部区域23与保险杠横梁7 连接，覆盖可压缩的泡沫主体10。该外壳的下部区域24通过整个包围横梁 15前侧而悬挂在其上。在上下部区域23、 24之间存在通气孔25。在车辆与行人碰撞的事故中，外壳上部区域具有挠性，并且在与行人碰撞的冲力作用下屈服，其中泡沫主体10被压缩。由横梁15支撑的下部区域 24相对更坚固，所以撞击行人胫骨的力较之上部区域23撞击膝盖或大腿的 力更强大。这样，当行人撞击发动机罩的时候，行人的腿打弯，避免了膝关 节扭伤。图7类似于图5，沿着纵向中心平面示出了略微进行了改动的实施例中 穿过汽车车身前端的示意性截面。包围在通风孔25周围的框架或托架 (brace),被所述通风孔分隔，标注为26，该框架或托架加强所述外壳并增 加其垂直方向的承载能力。其下部区域24整体包围横梁15。在橫梁15的下 部边缘处，形成一个或多个弹性支架27，外壳借助螺栓28、铆钉或类似部 件连接到该弹性支架上。在与行人发生碰撞，横梁15向下屈服时，将导致 拉伸载荷作用在所述外壳上。因此，所述外壳用来加强所述支撑部段13,以 使相对于外壳和支撑部段并不彼此紧固的实施例来说，以最小的努力和最少 的材料实现支撑部段13的希望刚性量。当然，可以不用支架27而直接将外壳对应紧固在横梁15上。但是，优 选采用所述支架，因为它们允许螺栓28或其他紧固设备远远地设置在汽车 后部，位于站在汽车前方的观察者看不到的地方。
权利要求
1. 一种用于汽车的保险杠系统，带有保险杠横梁(7)，该保险杠横梁固定在汽车的刚性框架(1)上；可变形的缓冲器外壳(23、34)；可压缩结构(10)，该可压缩结构配置在所述外壳上部区域(23)和所述保险杠横梁(7)之间；以及支撑所述外壳下部区域(24)的支撑部段(13)，其特征在于，所述支撑部段(13)连同支承所述保险杠横梁(7)的碰撞箱(3)锚固到所述框架的法兰板(2)上。
2. 如权利要求1所述的保险杠系统，其特征在于，所述支撑部段(13) 由弹性塑料材料一体地制成。
3. 如权利要求2所述的保险杠系统，其特征在于，所述塑料材料是聚 酰胺。
4. 如权利要求2或3所述的保险杠系统，其特征在于，所述塑料材料 中掺入纤维。
5. 如前述权利要求其中之一所述的保险杠系统，其特征在于，所述支 撑部段(13)固定在所述法兰板(2)的向下超出所述碰撞箱(3)的横截面 的区域上。
6. 如前述权利要求其中之一项所述的保险杠系统，其特征在于，所述 支撑部段(13)包括一个横梁(15)和连接该横梁(15)与所述法兰板(2) 的两个支撑臂(14)。
7. 如权利要求6所述的保险杠系统，其特征在于，所述横梁(15)和 所述支撑臂(14)设计成C型型材或I型型材(18)，所述C形型材的外腿 板连续地过渡到每个所述I形型材(18)的外侧连接板(20)。
8. 如权利要求7所述的保险杠系统，其特征在于，所述横梁(15)和 所述支撑臂(14 )借助在所述外侧连接板之间延伸的肋片(19、 17 )被加强。
9. 如权利要求8所述的保险杠系统，其特征在于，所述横梁(15)和 所述支撑臂(14)的肋片(19、 17)连续地过渡相连。
10. 如权利要求6至9所述的保险杠系统，其特征在于，所述支撑臂(14 ) 具有一弯曲轮廓。
全文摘要
一种用于汽车的保险杠系统，包括保险杠横梁(7)，其保持在汽车的刚性框架(1)上；可变形的缓冲器外壳板；可压缩的结构(10)，该结构布置在所述外壳板上部区域和所述保险杠横梁(7)之间；和支撑部件(13)，该支撑部件支撑所述外壳板的下部区域，并与支撑所述保险杠横梁(7)的碰撞箱(3)一起固紧到所述框架的法兰板(2)。
文档编号B60R19/18GK101395041SQ200680052765
公开日2009年3月25日 申请日期2006年11月23日 优先权日2005年12月13日
发明者安德烈亚州·沃斯特, 斯蒂芬·格拉泽, 海诺·温齐恩, 西奥博尔德·霍克, 马赛厄斯·厄兹格雷伯 申请人:Gm全球科技运作股份有限公司