专利名称：具有碰撞吸能盒的汽车的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车，其至少具有纵梁、保险杠和将所述保险杠与所述纵梁连接的碰撞吸能盒，该碰撞吸能盒设置用于在发生碰撞时通过变形消耗碰撞能量并且由此避免纵梁出现极难消除的变形。
背景技术：
由DE 10 2007 035 483 Al已知一种碰撞吸能盒，该碰撞吸能盒的上下壁板在沿该碰撞吸能盒的纵向延伸的剖切面内具有波纹。这些波纹构成了碰撞吸能盒的薄弱位置，当发生碰撞时，在所述薄弱位置开始碰撞吸能盒的变形。所述波纹在横截面中彼此是没有区别的，使得某些偶然性，如在制造误差范围内的不同的壁板强度和金属材料的组织结构，会对众多波纹中的哪一个在碰撞时首先发生断裂而产生影响。如果上下壁板中的不同波纹首先发生断裂，相对于两组波纹中相同位置的波纹发生变形，则上述情况可能引发不同的变形，并且在导致纵梁受损前碰撞吸能盒所能消耗的能量可能在每次碰撞时都会有所变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种碰撞吸能盒，所述碰撞吸能盒以能可靠再现的方式消耗较高的能量。为解决所述技术问题，本发明提供一种具有纵梁、保险杠和将所述保险杠与所述纵梁连接的碰撞吸能盒的汽车，其中，所述碰撞吸能盒的至少一个壁板按照沿所述碰撞吸能盒的纵向延伸的剖切面剖切得到的断面具有波纹(或者说，该至少一个壁板在其沿所述碰撞吸能盒的纵向延伸的断面内具有波纹)，所述波纹的幅度在所述碰撞吸能盒的纵向上是变化的。当发生碰撞时，在施加在碰撞吸能盒的纵向力的作用下，所述幅度影响所述波纹的柔性或可缩性，并且通过使波纹的柔性互相区别，可以确定在碰撞时开始发生变形的波纹的顺序，也就是实现可再现的变形特性。当所述波纹的幅度沿着从所述纵梁到所述保险杠的方向增大时，是特别有效的。塑性变形由此总是发生在与保险杠毗邻的波纹上，随后可以根据载荷的强度向纵梁方向上的其它波纹扩展。由此在理想情况下，由保险杠开始的压缩根据碰撞的强度或多或少地经过碰撞吸能盒被扩散或传播。波纹的负荷能力也取决于波纹形成的方向偏离碰撞吸能盒的纵向或者力的作用方向的偏转量或偏移量。偏转量越大，则负荷能力越低。在此优选的是，紙邻所述保险杠的波纹偏离汽车纵向的最大方向偏转量大于毗邻所述纵梁的波纹的最大方向偏转量。波纹优选局部叠合。由此允许，只要在加工不同的波纹时仅仅使工具的偏移量有所变化，则尽管波纹幅度不同仍可使用相同的加工工具使波纹成形。同样优选的是，所述波纹分别在两个在相同平面内延伸的平坦区域之间有一个沿横向于碰撞吸能盒的纵向的方向从所述平面偏移或偏转出的区域。这样一种壁可以较低的费用通过如上所述地将加工工具挤压原本平坦的壁板来成形。为了将所述碰撞吸能盒紧固在纵梁上，所述碰撞吸能盒优选具有在所述纵梁的顶端和所述保险杠之间延伸的主段和插入所述纵梁的开口端部的固定段。可以通过简单且经济的方法制造所述碰撞吸能盒，其方法是，分别构成碰撞吸能盒的一个或多个壁板的部件，通过从边缘突起的凸缘相互连接。这样，单个部件可以低成本地由扁平材料制造成形。所述相互连接的部件的凸缘应优选设有彼此重叠的缺口，以便在载荷下使凸缘也可以轻松弯折。为了使凸缘不影响波纹的可压缩变形特性，特别是不影响在具有最大幅度的波纹处开始可压缩变形，两个所述缺口之间的距离与所述波纹的波长一致或者所述波长是所述缺口距离的整数倍。为了避免向纵梁插入时出现问题，所述凸缘应终止在从所述碰撞吸能盒的主段到所述固定段的过渡处。在所述固定段内，所述碰撞吸能盒的部件应彼此不连接，优选所述部件在这个位置彼此不接触。这样可以简化其在纵梁内的固定并且也使纵梁在安装碰撞吸能盒时发生变形的危险最小化。所述部件的前边缘优选焊接在所述保险杠上。
根据附图通过以下对实施例的描述进一步阐述本发明的特征和优点。在描述和附图中也会出现权利要求未涉及的实施例的特征。这些特征也可以在与此处特别公开的组合不同的其它组合方式中出现。事实上，在一个句子或者一种上下文关系中相互提及了许多这样的特征，但这并不证明这些特征只能在特别公开的组合方式中出现，而是原则上只要没有损害本发明的功能性，便可以省略或者改变多个所述特征中的个别特征。在附图中，图1示出根据本发明的第一设计方案的保险杠与两个碰撞吸能盒的透视图；图2示出单独的碰撞吸能盒的纵剖面示意图；图3示出依据图2的碰撞吸能盒的侧视图；图4示出根据本发明的第二设计方案的碰撞吸能盒的沟槽状部件的纵剖面示意图；和图5示出与纵梁紧固的碰撞吸能盒的固定段的横剖面图。
具体实施例方式图1示出一辆汽车、特别是轿车的保险杠I附带两个固定在其后侧的碰撞吸能盒2的外部透视图。在此，所述保险杠I是一种简单的截面基本呈C型的单层壁式的钢制型材，其具有一个通过在碰撞吸能盒2之间沿汽车横向冲压形成的两个凹槽4加固的面板3和从面板3的上下边缘向车内侧水平弯曲的侧面板5。所述碰撞吸能盒2从汽车内侧向由面板3与侧面板5围成的空腔内的方向与保险杠I的后侧接合并在此接合处焊接。所述碰撞吸能盒2分别包含两个此处基本呈沟槽状的部件，所述沟槽状部件如保险杠I由钢板制造成形，并且在所述沟槽状部件中，被安置成面向车外侧的沟槽状部件被CN 102975676 A书明说3/5页
标记为6且面向车中心的沟槽状部件被标记为7。所述沟槽状部件6、7各具有特别在图5 中可看到的大面积垂直壁板8和在壁板8的上下侧弯曲的水平侧面板9、10。在朝向保险杠 I的以下也称为主段的碰撞吸能盒的一段11 (参见图I)上，在彼此相对的部件6、7的水平侧面板9、10的边缘上弯折出相互焊接的条状凸缘12。部件6、7的凸缘12互相接触的表面处于同一个垂直平面内，该垂直平面在图2中被标记为30。在远离保险杆I的被标记为固定段13的一段上没有设置凸缘12。
图2示出沿一个水平的剖切平面剖切所述部件6、7的垂直壁板8得到的碰撞吸能盒2的纵剖面图。在固定段13上垂直壁板8笔直地且平行于平面30地在两个各标记为31 的平面内延伸。在主段11上壁板8在纵剖面上呈波形。图2示出在每个壁板8上的三个完整的波纹。当然，波纹的数量是可多可少的，或者由于处于内侧的部件7的长度大于处于外侧的部件6，所以部件7可以具有比部件6更多的波纹数量。
各个波纹32的波谷16处于平面31内，而波峰15从平面31偏移到远离平面30的一侧，而且每个波峰15从固定段13隆起的幅度如下虚线33是在壁板8为形成波纹开始偏离平面31的部位处的切线，在该壁板部位处的方向偏转量，亦即切线33与平面31所形成的夹角，达到局部最大值。所述切线33与平面31所形成的角度随着与固定段13的距离的增加也在可见地增大。无论是逐渐增大的波纹32的幅度，还是逐渐增大的方向偏转量， 其作用在于，减小了从固定段13到保险杠的波纹的变形阻力。在碰撞载荷下，负载首先被传导至与保险杠最接近的波纹32上，之后是与其连接的其它波纹32。
在图3中特别可以看到，凸缘12通过缺口 14等距d地划分。所述缺口的距离d 与在垂直壁板8上成型的波纹32的长度一致。在上述情况下，所述各个缺口 14都处在也穿过在壁板8上成型的波纹32的波峰15延伸的平面内。各个以等距d如波峰15布置的缺口 14也使得互相焊接的凸缘12更容易屈服于作用应力被压缩变形。当碰撞吸能盒2受到撞击被压缩时，通常缺口 14会分别交替向下和向上偏移错让，使得处在同一缺口 14的不同侧的各段凸缘12互相作反向旋转。
根据一种改进方案，在图3所示的每两个缺口 14之间可以在凸缘12内设置另外的缺口，特别是在每两个缺口 14之间的一半的距离上，在波谷16所在的平面内设置。因为当碰撞吸能盒2发生压缩变形时，波峰顶点15倾向于互相远离，这样，与波峰顶点15处于同一平面的缺口 14就会互相靠拢，而与在压缩变形时互相靠拢的波谷16处于同一平面内的缺口则会互相远离。
图4示出根据本发明的第二设计方案的沟槽状部件6的纵剖面图。在此，各个波纹32具有形状呈圆弧形的凹槽17和处于其间的在其余平坦的垂直壁板8内的水平段18， 其中，所述凹槽17的深度从固定段13到与保险杠I接合的部件6的左端部逐渐增大。所有凹槽17的曲率半径是相同的，因为凹槽17是以相同的凸模19分别压入壁板8不同深度获得的。因此，最后面的、最平坦的凹槽17的轮廓(如图中用一对虚线标示的)重合或相同地出现在每个其它凹槽17的中央区域。与中央的重合或相同区域连接的边缘段20从后向前总是相对于汽车纵向向外伸出更多，使得引发塑性变形的力总是从后向前地从后一个凹槽到前一个凹槽逐渐减小。因此当发生碰撞时，所有凹槽17沿从前向后的顺序被压扁塌缩，由此在紧固有碰撞吸能盒2的纵梁承受冲击损害之前，便可以消耗大部分撞击能量。
图5借助在图3中标记为V-V平面的剖切面剖切得到的截面图说明了在纵梁上紧5固碰撞吸能盒2的方式。在此可以识别出两个沟槽状部件6、7在固定段13内的平坦的垂直壁板8和水平的侧面板9、10。接纳固定段13的纵梁21以类似的方式如碰撞吸能盒2的主段11那样，通过两个呈凹槽形或帽子形的型材部件22、23构成，所述型材部件22、23的向下和向上弯曲的边缘各自形成相互焊接的凸缘24。垂直壁板8通过螺栓25拧紧被固定地夹压在型材部件22、23的垂直壁板26上，其中螺栓25穿过壁板26、8的孔27、28与在壁板8的内侧固定的(如焊接上的)螺母29啮合。因为沟槽状部件6、7在固定段13彼此间并未连接，所以当拧紧螺栓25时沟槽状部件6、7比较容易屈服于施加在其上的力而变形退让，从而不会出现纵梁21变形的危险。
附图标记清单
I保险杠
2碰撞吸能盒
3面板
4凹槽
5侧面板
6沟槽状部件
7沟槽状部件
8垂直壁板
9水平侧面板
10水平侧面板
11段(主段)
12凸缘
13固定段
14缺口
15波峰、顶点
16波谷、顶点
17凹槽
18段
19凸模
20边缘段
21纵梁
22沟槽状型材部件
23沟槽状型材部件
24凸缘
25螺栓
26垂直壁板
27孔
28孔
29螺母
30垂直平面
31平面
32波纹
33切线
30焊缝所在平面
31辅助安装件
32曲率
权利要求
1.一种汽车，特别是轿车，其具有纵梁(21)、保险杠(I)和将所述保险杠(I)与所述纵梁(21)连接的碰撞吸能盒(2)，其中，所述碰撞吸能盒的至少一个壁板按照沿所述碰撞吸能盒的纵向延伸的剖切面剖切得到的断面具有波纹，其特征在于，所述波纹的幅度在所述碰撞吸能盒(2)的纵向上是变化的。
2.如权利要求I所述的汽车，其特征在于，所述波纹的幅度沿着从所述纵梁(21)到所述保险杠(I)的方向增大。
3.如权利要求I或2所述的汽车，其特征在于，紙邻所述保险杠的波纹偏离汽车纵向的最大方向偏转量大于毗邻所述纵梁的波纹的最大方向偏转量。
4.如前述权利要求之任一项所述的汽车，其特征在于，所述波纹(17、18)沿所述剖切面剖切得到的各断面局部叠合或相同。
5.如前述权利要求之任一项所述的汽车，其特征在于，所述波纹分别在其两个在相同平面内延伸的平坦区域之间具有一个沿横向于碰撞吸能盒的纵向的方向偏离所述平面的区域。
6.如前述权利要求之任一项所述的汽车，其特征在于，所述碰撞吸能盒包含在所述纵梁的顶端和所述保险杠之间延伸的主段(11)和插入所述纵梁(21)的开口端部的固定段(13)。
7.如前述权利要求之任一项所述的汽车，其特征在于，所述碰撞吸能盒由部件(6、7)接合而成，所述部件(6、7)通过从边缘突起的凸缘(12)相互连接。
8.如权利要求7所述的汽车，其特征在于，所述凸缘(12)设有重叠的缺口(14)。
9.如权利要求8所述的汽车，其特征在于，两个所述缺口(14)之间的距离与所述波纹(15、16)的波长一致或者所述波长是所述距离的整数倍。
10.如权利要求6和7至9之任一项所述的汽车，其特征在于，所述凸缘(12)终止在从所述主段(11)到所述固定段(13)的过渡处。
11.如前述权利要求之任一项所述的汽车，其特征在于，所述碰撞吸能盒(2)的所述部件(6、7)在所述固定段(13)彼此不接触。
12.如前述权利要求之任一项所述的汽车，其特征在于，所述部件(6、7)的前边缘焊接在所述保险杠(I)上。
全文摘要
一种具有纵梁(21)、保险杠(1)和由两个沟槽状部件(6、7)接合而成的碰撞吸能盒(2)的汽车，特别是轿车。通过将所述碰撞吸能盒(2)的固定段(13)插入所述纵梁(21)的开口端部，从而使所述保险杠(1)与所述纵梁(21)连接。所述碰撞吸能盒(2)的主段(11)从所述纵梁(21)向外突出。所述沟槽状部件(6、7)在所述主段(11)内通过从边缘突出的凸缘(12)彼此连接。所述凸缘(12)终止在从所述主段(11)到所述固定段(13)的过渡处。
文档编号B60R19/34GK102975676SQ20121031921
公开日2013年3月20日 申请日期2012年8月31日 优先权日2011年9月2日
发明者H-J.帕特希克, J.哈特曼 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司