专利名称：用于机动车的包括前保险杠保护罩的前部组件的制作方法
用于机动车的包括前保险杠保护罩的前部组件本发明涉及一种用于机动车的前部组件，其包括至少两对机动车底盘的前部纵向构件，以及布置在纵向构件的前端的支撑和固定安装板。现代的机动车设计成适宜响应不同类型的有可能发生的前部碰撞，例如速度在 2. 5至4公里/时(kph) (ECE42)之间的低速碰撞或“停车碰撞”、速度大约为16公里/时 (Danner)的中速碰撞或“可修复的碰撞”、以及速度在56至65公里/时之间的高速碰撞。现代的机动车还设计成在行人碰撞中保护行人，并且特别保护行人的腿部和臀部。提供一种包括上部金属保险杠横梁和下部保险杠横梁的前部组件是可能的，其 中，该上部金属保险杠横梁通过连接在上部保险杠横梁上的第一金属碰撞吸收器固定在高 处槽(high channel)(主轴)的前上部纵向构件的端部上，该下部保险杠横梁通过连接在 下部保险杠横梁上的第二金属或塑性材料碰撞吸收器固定在低处槽(low channel)(支架 延伸部)的前下部纵向构件的端部上。然而，这种前部组件的制造和安装是复杂和昂贵的。本发明的目的是提供一种前部组件，其能够适宜响应行人碰撞和低速和中速碰 撞，同时结构简单，并且具有低的制造成本。因此，本发明提供一种用于机动车的前述类型的前部组件，其特征在于，其包括具 有整体的塑性材料的框架的前保险杠保护罩，该整体的塑性材料的框架包括上部保险杠横 梁和下部保险杠横梁以及连接上部保险杠横梁和下部保险杠横梁的两个垂直构件，该框架 的垂直构件被构造成用作碰撞吸收器并直接支靠着安装板固定。根据其它实施例，前部组件包括一个或多个如下特征，包括分离的和任何可能的 技术上的组合垂直构件具有在120至220mm之间的厚度；垂直构件通过螺纹连接和/或粘接固定到安装板；垂直构件具有包括孔的多孔结构，所述孔纵向延伸通过垂直构件，且在保护罩的 后表面和/或前表面上的开口；每个垂直构件包括在后表面侧上封闭和在前表面侧上开口的第一盲孔，以及在后 表面侧上开口和在前表面侧上封闭的第二盲孔；上部保险杠横梁是双重的，并包括两个垂直间隔开的横向构件；每一对纵向构件包括通过共用固定安装板相互连接的上部纵向构件和下部纵向 构件，该固定安装板在整个高度上延伸，从而将上部纵向构件与下部纵向构件分开，每个垂 直构件基本上在它的整个高度上应用到共用安装板上；它包括从垂直构件向前突出的至少前部行人吸收肋；和前部行人吸收肋横向延伸，以应用到上部保险杠横梁或下部保险杠横梁中的一个上。本发明还涉及用于机动车的前部保险杠保护罩，其包括整体框架，该整体框架包 括上部保险杠横梁和下部保险杠横梁以及连接上部保险杠横梁和下部保险杠横梁的两个垂直构件，该前部保险杠保护罩设置为可结合到前述任一项权利要求所述的用于机动车的 前部组件中，保护罩的垂直构件被构造成用作碰撞吸收器，并适合于直接支靠着安装板固定。通过阅读随后的仅仅作为例子给出并参照附图的描述，本发明和其优点将更好理 解，在附图中
图1是根据本发明的第一前部保险杠组件的分解示意透视图；图2是图1所示组件的横截面侧视图；和图3是图1和2所示组件的前保险杠保护罩的四分之三后部透视图；图4是根据变型例的前保险杠保护罩的与图3的视图相似的视图；
图5和6是依照本发明的第二前保险杠组件的与图1和2的视图相似的视图。在本文的其余部分，方向术语应参考机动车通常的方向进行理解，图1中由箭头S 所示的方向水平指向沿机动车的纵向方向的前向。如图1和2所示，机动车2包括底盘4，底盘4包括前部部分6 ；设置在前部部分 6的前端的、在碰撞的情况下保护前部部分6的前保险杠保护罩8 ；和覆盖保护罩8的保险 杠壳体9。前部部分6包括具有一对上部纵向构件12或轴的高处槽10和具有一对下部纵向 构件16或支架延伸部的低处槽14。上部纵向构件12纵向延伸，并彼此横向间隔开。下部纵向构件16纵向延伸，并彼此横向间隔开。下部纵向构件16之间的横向间 隙与上部纵向构件12之间的横向间隙基本相等。上部纵向构件12被校准成在不弯曲的情况下吸收在80KN和100KN之间的最大轴 向力。下部纵向构件16被校准成在不弯曲的情况下吸收在25KN至45KN之间的最大轴向 力。在一些具有非常规尺寸的车辆上，所提出的校准范围可以稍微不同，但不脱离本发明的 范围。上部纵向构件12被设置成在它们之间接收并至少部分地支撑前表面18。前表面 18在图1中由虚线表示的长方形示意性示出。在已知的方式中，前表面18包括支撑框架， 支撑框架安装有车辆的发动机冷却系统和/或空气调节系统的功能性装置，例如一个或多 个散热器或车辆通风设备。前表面18固定到上部纵向构件12和支撑主体的翼部的翼部纵向构件上，位于上 部纵向构件之上并相对于上部纵向构件12缩进。前表面18缩进到上部纵向构件12和下部纵向构件16的前端的后面。前部部分6包括一对布置在上部纵向构件12和下部纵向构件16的前端的固定安 装板20。每个安装板20把上部纵向构件12的前端连接到位于相同侧的相邻的下部纵向构 件16的前端上。每个安装板20为金属盘的形式，该金属板在基本上垂直的横断面内延伸。 安装板20可由冲压、辊轧或压折钢制成，或由轻质合金制成。壳体9是车辆的前部主体元件，并限定它的外部弯曲。保护罩8布置在壳体9和前部部分6之间，该壳体9覆盖保护罩8。该保护罩8的 作用是吸收低速和中速(Darmer)碰撞的能量以便保护底盘4，和以及在行人碰撞的情况下 保护行人。
保护罩8通过被纵向支靠着安装板20固定而布置在上部纵向构件12和下部纵向 构件16的前端上。保护罩8布置在前表面18的前面，以便保护该前表面18和前表面18 所容纳的功能性装置。保护罩8包括整体框架22，该框架22由位于高处槽10的高度处的上部保险杠横 梁24、位于低处槽12的高度处的下部保险杠横梁26和将保险杠横梁24、26相互连接的两 个垂直构件28构成。保险杠横梁24、26基本上横向地且水平地延伸。它们彼此垂直地间隔开。垂直构 件28基本上在保险杠横梁24、26之间垂直地延伸。保险杠横梁24、26的作用是在发生碰撞的情况下将碰撞能量引导向垂直构件28。 下部保险杠横梁26 (或“行人保险杠横梁”)还具有在行人碰撞的情况下保护行人的腿部的作用。下部保险杠横梁26布置成碰撞行人膝部以下的腿部，而上部保险杠横梁24布置 成碰撞行人的与膝基本对齐的腿部。上部保险杠横梁24的垂直宽度在IOOmm至200mm之间，优选在120mm至150mm之 间，与传统的金属上部保险杠横梁的垂直宽度相比增加了 30%至80%，传统的金属上部保 险杠横梁的高度通常在70mm至90mm之间。这样与行人膝部产生更好的适应性(减少折 断)，这是因为对行人身体的变化(胫骨的尺寸)或汽车的状态(负载程度、刹车状态)的 灵敏度低。这种优点在停车碰撞或低速兼容碰撞结构中是一样的。有利的是，下部保险杠 横梁26比上部保险杠横梁24更坚硬、更向前，以对行人提供适当的保护。在该例子中，上部保险杠横梁24是双重的并包括至少两个垂直地间隔开的平行 的水平构件30。每个构件30具有在后部水平开口的U形截面。当弯曲和扭曲时，该构件 30增加了上部保险杠横梁24的尺寸稳定性。它们可以具有空隙，并特别的是具有足够的高 度，以便于框架的注射模制和脱模，高度通常介于30mm至40mm之间。在一变型例中，上部 保险杠横梁24包括单一构件。任选的，如附图4中的变型例所示，每个构件30包括给予构件30所需刚度的内部 垂直纵向加强肋31。在优选的变型例中，位于构件30内的肋31在所述构件的整个宽度上 分布，从而当沿车辆的横向轴线运动时，在构件30的中心区域的每长度单元上的肋的密度 大于在构件30的位于中心区域每侧的侧部区域上的密度。因此，中心区域例如在构件30的中心的任一侧延伸大约200mm的侧向范围。该中 心区域例如具有超过四个上部肋。对于位于中心的行人碰撞，在中心区域的大量肋的存在允许在行人的腿部碰撞上 所述中心区域之后，完全借助于构件30在50mm至70mm之间的纵向行程的范围内的弯曲来 降低减速度。这是完全不同于传统泡沫吸收器的反应的反应，传统泡沫吸收器仅仅能工作 压缩相当的行程。每一个侧部区域在中心区域和垂直构件28之间延伸例如离构件30的中心200mm 至300mm之间的距离。在每个外围区域中的肋的数量少于4个。因此，对于中间的行人碰 撞，当行人的腿部碰撞在所述侧部区域上时，由所述区域的在接近50mm行程上的局部弯曲 和压缩的结合产生减速度的降低。下部保险杠横梁26具有在后部水平开口的U形截面。下部保险杠横梁26具有大于上部保险杠横梁24的构件30中的每一个的高度的高度。任选的，如附图4的变型例所示，下部保险杠横梁26包括给予下部保险杠横梁26 所需刚度的内部加强肋，如上面所描述。如附图4所示，下部保险杠横梁26包括水平横向 肋33A和垂直纵向肋33B。保护罩8的垂直构件28设置成用作壳体9和安装板20之间的能量吸收器，并吸 收在保护罩8上的低速或中速(Darmer)碰撞的能量。因此，垂直构件28适合直接地、刚性地支靠着安装板20固定，而不插入附连在垂 直构件28和安装板20之间的额外的碰撞吸收器。对于具有质量在800到1200千克(kg)之间的机动车，在中速碰撞(Darmer)的情 况下消耗的能量通常在6到12千焦(kj)之间，有利的是在7千焦到10千焦之间。优选地， 每个垂直构件28设置成在中速碰撞(Darmer)中吸收大于5千焦的能量，优选的在6到10 千焦之间。每个垂直构件28具有包括在垂直构件28的后表面36和前表面38之间纵向延伸 的孔32、34的多孔状结构。
每个垂直构件28包括倒置的盲孔，所述盲孔包括第一盲孔32和第二盲孔34，所述 第一盲孔32在后表面侧36上封闭并在前表面侧38上开口，所述第二盲孔34在后表面侧 36上开口并在前表面侧38上封闭。该第一盲孔32和第二盲孔34成五点形或方格形构造 排列。每个垂直构件28直接固定在相应的安装板20上，与安装板20接触，并刚性地和 纵向地支撑在安装板20上。每个垂直构件28覆盖由相应的安装板20提供的支撑表面的 大部分。每个垂直构件28通过螺纹连接或粘接固定到相应的安装板20上。该第二个解决方案有利的是它提供了良好的应力分配。事实上，通过螺纹连接的 组件(金属插入件、孔件、加强法兰、用于螺丝刀的空间等)的设计限制增加了，而由螺纹连 接引起的局部的限制和撕裂的风险将显著地减小了。而且，所选定的由成五点形构造排列 的倒置盲孔构成的几何形状相当大地增加了位于垂直构件28后面的粘接表面，并有助于 有利地分配应力。通过在高处槽和低处槽之间延伸的垂直构件28，将每个上部纵向构件12与下部 纵向构件16连接的非常高或巨大的安装板20允许由保护罩8吸收的应力分布在车辆的很 大高度的范围内。巨大的安装板20为垂直构件28提供刚性延伸的支撑表面，从而在发生碰撞时允 许垂直构件28均勻地产生压缩，而在它的垂直地位于高处槽10和低处槽14之间的中间部 分中不发生弯曲。这一优点允许垂直构件28的均质的设计，从而具有相似的均勻分布的 孔，垂直构件28可以纵向地从模具中脱出并被设计成主要进行压缩。该结构因此与不具有 巨大的安装板的、其垂直构件必须设计成能够产生弯曲的结构完全不同。因此，装配有根据本发明的前部组件的车辆在当其与另一车辆接触时具有较小的 侵入，这改进了低速和中速车辆之间的兼容性。由安装板20提供的支撑结构的尺寸在宽上有利地在100至180mm之间，在高度上 在350至450mm之间，相应的总面积在3. 5至8dm2之间。
垂直构件28的多孔状结构使得其容易制造，并在低深度(沿纵向方向)范围内给 予垂直构件足够的能量吸收能力。框架22例如通过注射模制塑性材料制成一体。当保护罩8固定到底盘4上时，其 可以仅沿对应于机动车的纵向的一个方向从模具中脱出。因此，可以容易地以低制造成本 制造框架22。垂直构件28的多孔结构允许小的或甚至没有空隙，这限制了保护罩8的重量 和制造成本。因此就材料来说所获得的部件是轻质的和经济的。垂直构件的多孔结构还能使界定孔32、34的壁的局部厚度减小。因此，所述局部 厚度可以减小到2. 5至4mm的范围内，有利地在3mm至3. 5mm之间。而且，通常，由于小的空隙或没有空隙允许通过两个相对的半模具沿着与车辆的 纵轴线对应的轴线在相反方向上的运动而从模具脱出，因此整体的保护罩8从模具脱出是 容易的。因此，在模具中提供滑动件或可移动部分不是必须的。而且，在五点形构造的垂直构件28中的小的空隙或甚至没有空隙允许在纵向陷 入的过程中(例如在中速碰撞的过程中)获得均勻的硬度。因此，由于运动的作用，获得基 本上恒定的压力水平是可能的，从而增加消耗的能量和减小吸收行程，但是其保持低于上 述限定的纵向构件12、16标定力。
结果是碰撞的能量可以借助于较短的行程而被消耗，且解决方案非常紧凑。因此 该解决方案特别适合于具有小于250mm，且特别是小于200mm的纵向碰撞吸收行程的小立 体容积车辆。垂直构件28具有在120至220mm之间的纵向厚度。这提了供有效的能量吸 收，同时限制了位于安装板20和保护罩8的前端之间的保护罩8的突出。而且，对于横向偏移的行人碰撞，特别地是对于离构件30的中心的距离大于 300mm的情况，减速度的减小优选地通过梅花形构造的垂直构件30的在大约50mm行程上的 完全的非常局部的压缩产生。任选的，行人碰撞的能量可以被一组与保护罩8 一体形成的吸收肋40A、40B、40C、 40D吸收，这些肋成从垂直构件28朝向前突出，如图5所示。这些肋40A、40B、40C、40D充满 了壳体9和垂直构件28之间的空间。它们相对柔软，以比垂直构件28在纵向上更容易变形。它们因此在每个更加刚性 的垂直构件28的前面限定了更加柔软的第一能量吸收区域。因此它们允许在接近50mm的 行程上吸收来自行人碰撞的能量，同时减速度保持低于150g。肋40A、40B、40C、40D具有例如小的垂直厚度(< 3mm)，以具有适当的柔软性。如图5所示，保护罩8包括在上部构件30A的水高度处的肋40A、中间肋40B、在下 部构件30B的高度处的肋40C、和下部肋40D。肋40A到40C在每个垂直构件28的前表面38的前面、在垂直构件28的整个宽度 上纵向地且基本水平地突出。上部肋40A朝向朝构件30的中心横向地延伸，以施加到上部构件30A的前表面 上，肋40C朝向构件30B的中心横向地延伸，以施加到下部构件30B的前表面上。中间肋构件40B布置在上部构件30A和下部构件30B之间。下部肋构件40D在垂直构件的前面垂直地突出，位于垂直构件的正好位于下部横 梁26上方的区域中。所述前部肋40A到40D在构件30A、30B的横向区域的前面和更加刚性的垂直构件28的前面限定了柔软的能量吸收区域，从而在中间或侧部的行人碰撞的过程中，减速度保 持低于标准。 在变型例中，整体的保护罩8具有另外的轻质单元(未示出)、用于保护罩的壳体的面板固定元件(未示出)、散热器格栅固定元件(未示出)、或可以布置在散热器格栅后 面以用于优化空气导向的弓丨导舌片。
权利要求
一种用于机动车的前部组件，包括机动车(2)的底盘(4)的至少两对前部纵向构件(12、16)，以及布置在纵向构件(12、16)前端的支撑和固定安装板(20)，其特征在于，该前部组件包括具有整体的塑性材料的框架(22)的前保险杠保护罩(8)，该整体的塑性材料的框架(22)包括上部保险杠横梁(24)和下部保险杠横梁(26)以及连接该上部保险杠横梁(24)和下部保险杠横梁(26)的两个垂直构件(28)，所述框架(22)的垂直构件(28)被构造成用作碰撞吸收器，并直接支靠着安装板(20)固定。
2.如权利要求1所述的组件，其中，垂直构件(28)具有在120至220mm之间的厚度。
3.如权利要求1或2所述的组件，其中，垂直构件通过螺纹连接和/或粘接固定到安装 板(20)上。
4.如前述任一项权利要求所述的组件，其中，垂直构件(28)具有多孔状结构，该多孔状结构包括纵向延伸通过垂直构件(28)的孔，所述孔在保护罩的后表面和/或前表面上开□。
5.如权要求6所述的组件，其中，每个垂直构件(28)包括在后表面侧(36)上封闭且在 前表面侧(38)上开口的第一盲孔(32)和在后表面侧(36)上开口且在前表面侧(38)上封 闭的第二育孔(34)。
6.如前述任一项权利要求所述的组件，其中，上部保险杠横梁(24)为双重的，并包括 两个垂直间隔开的横向构件(30)。
7.如前述任一项权利要求所述的组件，其特征在于，每对纵向构件(12、16)包括通过 共用固定安装板(20)相互连接的上部纵向构件(12)和下部纵向构件(16)，所述安装板 (20)在整个高度上延伸，从而将上部纵向构件(12)与下部纵向构件(16)分开，每个垂直构 件(28)基本上在它的整个高度上应用到共用安装板(20)上。
8.如前述任一项权利要求所述的组件，其特征在于，其包括从垂直构件(28)向前突出 的至少前部行人吸收肋(40A至40D)。
9.如权利要求8所述的组件，其特征在于，前部行人吸收肋(40A、40C)横向延伸，以应 用到上部保险杠横梁(24)或下部保险杠横梁(26)上。
10.一种用于机动车的前部保险杠保护罩，其包括整体框架(22)，该整体框架(22)包 括上部保险杠横梁(24)、下部保险杠横梁(26)、以及连接上部保险杠横梁(24)和下部保险 杠横梁(26)的两个垂直构件(28)，其特征在于，该前部保险杠保护罩设置为结合到前述任 一项权利要求所述的用于机动车的前部组件中，该保护罩的垂直构件(28)被构造成用做 碰撞吸收器，并适合于直接支靠着安装板(20)固定。
全文摘要
一种用于机动车的前部组件，其包括机动车(2)的底盘(4)的两对前部纵向构件(12、16)，以及布置在纵向构件(12、16)前端的支撑和固定安装板(20)，并包括具有整体的塑性材料的框架(22)的前保险杠保护罩(8)，该整体的塑性材料的框架(22)包括上部保险杠横梁(24)、下部保险杠横梁(26)以及连接上部保险杠横梁(24)和下部保险杠横梁(26)的两个垂直构件(28)，框架(22)的垂直构件(28)被构造成用作碰撞吸收器，并直接支靠着安装板(20)固定。
文档编号B60R21/34GK101844549SQ20091100012
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月21日 优先权日2009年3月26日
发明者J·迪费, 巴托勒 L·德罗兹, V·戈南 申请人:佛吉亚汽车前端模块公司