用于机动车的保险杠组件的制作方法

本发明涉及一种用于机动车的保险杠组件。

背景技术：

这种用于机动车的保险杠组件在此具有碰撞盒，该碰撞盒一方面在保险杠组件的横梁的端部区域中与该横梁连接，另一方面与车身元件、尤其是车身纵梁连接。在事故或碰撞中出现的力在此应借助于碰撞盒转化为变形能量，而多余的未转化为变形能量的能量从乘客室旁边被传递到车身或者车身纵梁中。

然而，在传统的保险杠组件中，碰撞盒通常未被相应地设计成用于有针对性地减小在事故或碰撞开始时出现的能量或力峰值并且将未减小的能量从乘客舱旁边导出到车身中。更确切地说，在极端的能量和力峰值的情况下，碰撞盒或碰撞盒与横梁之间的连接和/或碰撞盒与这种保险杠组件的车身之间的连接在碰撞或事故开始时可能突然撕裂或塌陷，使得不再能够受控地减小能量和受控地传递能量，因而使车辆乘员遭受提高的危险。

为了避免该问题，已经执行了不同的解决方案。在此，例如在de102016116172a1中已经提出，将横梁分别通过旋转轴线与碰撞盒传递力地连接，其中，这些旋转轴线布置在碰撞盒的外壁的区域中。然而，在此有问题的是，在碰撞情况下，会有大的拉力作用到碰撞盒的外壁上，这会导致碰撞盒的不受控的塌陷或者导致横梁、碰撞盒或它们的连接撕裂。

de102006013273a1提出另一种解决方案。在此，其中的保险杠组件的横梁在碰撞盒的内壁和外壁之间的区域中通过两个栓连接部彼此连接。在此，所述栓连接部中的一个限定一枢转轴线，其中，横梁通过另一个栓连接部能以一定程度枢转地与相应的碰撞盒连接。然而，即使利用这种保险杠组件，在发生事故或碰撞时，尤其在碰撞的后续时间进程中，也可能出现能量和力峰值，所述能量和力峰值由于作用到碰撞盒外壁上的大的拉力负载而导致相应碰撞盒的不受控的塌陷，使得不能确保车辆乘员的安全性，因为碰撞能量被不受控地减小和导出。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是扩展用于机动车的保险杠组件，使得不但在事故或碰撞开始时而且在后续进程中出现的能量峰值不会导致碰撞盒的不受控的塌陷，而是有针对性地减小和传递碰撞能量。该任务通过根据本发明的保险杠组件解决。在说明书中得到本发明的有利构型。

在此，根据本发明的用于机动车的保险杠组件具有横梁、车身元件和布置在横梁与车身元件之间的碰撞盒。现在，本发明的特点在于，在碰撞盒的内壁区域中，通过结构元件构造前旋转轴线，并且通过另外的结构元件构造后旋转轴线，并且在碰撞盒的外壁区域中布置有拉力卸载元件或拉力延迟元件。

现在，通过本发明确保，在障碍物在碰撞情况下尤其在中央碰撞到保险杠组件的横梁上时作用到碰撞盒外壁上的拉力(该拉力在现有技术中会导致碰撞盒的不可控的塌陷)通过布置拉力延迟元件而延迟地被引入到碰撞盒中，或者通过拉力卸载元件在碰撞开始时承接外壁，该外壁由于在碰撞开始时出现的能量和力峰值而特别地受载。通过根据本发明的措施实现，在碰撞开始时的力峰值仅由横梁的变形吸收，而碰撞盒的有针对性的变形仅在通过横梁减小力峰值之后才发生，其中，然后可以非常有针对性地将残余的碰撞能量从乘客舱旁边传递到车身元件中。因此，通过根据本发明的保险杠组件的构型明显提高了处于机动车中的人员的安全性，因为力峰值在碰撞开始时仅通过保险杠组件的横梁减小而不直接被引入到碰撞盒中。由此避免了碰撞盒的不可控的塌陷并且因此避免了多余的碰撞能量被不安全地引入到机动车中。即，在碰撞开始时，整个横梁通过位于碰撞盒的内壁区域中的旋转轴线枢转，并且碰撞能量不直接被引入到碰撞盒中。更确切地说，通过横梁的变形来减小能量峰值，随后才发生碰撞盒的有针对性的变形。尤其地，通过本发明显著地最小化在中央碰撞到碰撞盒的外壁上时出现的拉力，使得几乎排除碰撞盒的不可控的塌陷以及横梁连接和/或车身连接的失效。

在此，根据本发明的第一有利构型设置，所述拉力延迟元件借助于螺纹连接部在碰撞盒的内壁区域中不但与横梁连接而且与碰撞盒连接并且在外壁区域中与横梁连接。通过这种布置以简单的方式实现，在碰撞情况下，横梁能够围绕位于内壁上的前旋转轴线相对于相应的碰撞盒枢转，因而在碰撞开始时没有拉力负载作用到碰撞盒的外壁上。由此避免由于碰撞盒的外壁区域中的大的拉力负载而引起碰撞盒的不可控的塌陷。

在此，经证明为有利的是，拉力延迟元件构造为具有两个臂的角形元件，所述角形元件借助于螺纹连接部在碰撞盒的内壁区域中不但与横梁连接而且与碰撞箱连接以及在外壁区域中与横梁连接。在此，第一臂与第二臂基本上成钝角地布置，并且第二臂基本上平行于机动车纵向方向地布置。第二臂在其端部区域中具有钩元件，该钩元件在端部止挡中止挡在布置在碰撞盒上的接片上，通过所述接片引导该钩。在此，第一螺纹连接部在内壁的前部区域中构造为构成前旋转轴线的结构元件。通过该构型以简单的方式实现，在碰撞情况下，保险杠组件的横梁能够相对于相应的横梁围绕旋转轴线在碰撞盒的内壁区域中枢转。在枢转期间，在碰撞情况下已经通过横梁或者其变形减小了力和能量峰值，并且直到角形元件的钩元件到达其端部止挡且止挡在接片上之后，碰撞盒的外壁才受拉力负载并且其它力才被引入到碰撞盒中。通过这种有针对性地延迟作用到碰撞盒外壁上的拉力负载，在碰撞开始时，在由力和能量峰值引起不可控的塌陷之前避免了该拉力负载。在力和能量峰值减小之后，碰撞盒的外壁才受拉力负载，该外壁现在可以受控地变形。在此，多余的未转化为变形能量的能量从乘客舱旁边有针对性地被引入到车身、尤其车身纵梁中。

根据本发明的另一有利构型设置，拉力卸载元件构造为接片，该拉力卸载元件一方面与碰撞盒的外壁连接，另一方面与车身元件、尤其是车身纵梁连接。在此，形成旋转轴线的结构元件以竖直地或者沿机动车高度方向延伸的额定变形元件形式布置在碰撞盒的内壁上，其中，额定变形元件构造为凹槽(sicke)、孔条、软化区域或诸如此类。通过本发明的这种构型，碰撞盒的外壁在碰撞情况下在碰撞开始时尽管通过布置在那里的接片承受拉应力(但该拉应力由拉力卸载元件部分地吸收)，却通过额定变形元件已经发生了横梁相对于相应碰撞盒的旋转或者枢转。同样在本发明的这种构型中，力峰值在碰撞开始时通过横梁的变形被吸收并且通过在碰撞盒的外壁上构造为接片的拉力卸载元件被绝大部分地保持远离该外壁。现在，只有当通过横梁减小了碰撞的力和能量峰值时，才在碰撞盒的外壁上也出现进一步的拉力负载。由此，现在实现，通过额定变形元件和外壁上的拉力卸载元件能够实现碰撞盒的有针对性的变形，该变形避免碰撞盒的不受控的塌陷，使得另外的碰撞能量有针对性地通过碰撞盒的变形而被减少并且被传递到车身或车身元件中。

根据本发明的另一有利构型设置，通过螺纹连接部或焊接连接部实现角形元件在碰撞盒的外壁区域中与横梁的连接。这种螺纹连接部和焊接连接部在实践中经证明为有利的是，将这种结构元件、如碰撞盒和横梁彼此连接。因此，也以简单的方式通过经验证的连接技术给出角形元件与横梁的这种连接。尤其可以在横梁上设置有相应的接片，用于该横梁与角形元件的连接。

如果已经选择螺纹连接部用于角形元件与横梁的连接，则经证明为有利的是，螺纹连接部在变形元件的外壁的区域中在长孔内或借助于引导接片被强制引导。通过这种强制引导实现，也能够有针对性地减少横梁在碰撞开始时的变形，因而减少能量峰值在碰撞开始时的能量减小，使得还可以更有针对性地将能量后续地引入到碰撞盒中。由此可以再次更有针对性地实现碰撞盒的有针对性的变形并且通过碰撞盒导出另外的碰撞能量。由此再次提高车辆乘员的安全性，因为碰撞能量被非常有针对性地减小并且在乘客舱周围传递。

根据本发明的另一构思设置，碰撞盒外壁上的接片借助于螺纹连接部或焊接连接部与碰撞盒和/或车身元件连接，用于卸载拉力。这种连接部对于拉力卸载经证明是有效的并且也可以预防碰撞盒的不受控的塌陷。

根据本发明的另一有利构型，在碰撞盒的内壁上的后旋转轴线通过构造为额定变形元件的结构元件形成，其中，额定变形元件竖直地或者沿机动车高度方向延伸。通过额定变形元件的这种布置，以简单的方式实现后旋转轴线的构造。在此应考虑到，在前旋转轴线在碰撞盒的内壁上构造为额定变形元件的情况下，前变形元件构造得比后变形元件更弱，以便确保横梁围绕前旋转轴线的旋转在碰撞开始时用于减少能量和力峰值。

此外，还经证明为有利的是，碰撞盒的外壁至少区段地、尤其相对于内壁的后旋转轴线设有至少一个加强元件。由此确保，在碰撞情况下发生围绕旋转轴线的旋转之后，随后在内壁区域中发生围绕后旋转轴线的旋转并且不出现碰撞承载件的外壁的变形或塌陷。通过该措施又能够实现碰撞盒的有针对性的变形并且因此也能够实现将能量有针对性地从机动车乘员周围导出到车身中。

在此，可以设置，所述至少一个加强元件构造为板材加强元件、水平加强筋(horizontalsicke)或诸如此类。在使用在这种结构元件、如碰撞盒和横梁的区域中的情况下，这种加强元件已经以多种方式和方法证明是有效的。

此外设置，额定变形元件在碰撞盒的内壁的前部区域以及后部区域中都可以构造为凹槽、孔条、软化区域或诸如此类。在用于控制能量流的汽车领域中，这种额定变形元件在结构元件、例如碰撞盒和纵梁或横梁区域中已经以多种方式和方法证明是有效的。

此外，也可以设置，在碰撞盒的外壁上布置有水平地或者沿机动车纵向方向延伸的至少一个额定变形元件，该额定变形元件例如是凹槽、孔条、软化区域或诸如此类的形式。在碰撞盒外壁上的这种变形元件也可以在碰撞情况下被用于碰撞盒的有针对性的变形，使得多余的能量能够非常有针对性地并且已经被减少地传递到车身或车身纵梁中，因而车辆乘员在乘客舱中保持未受伤。

附图说明

本发明的其它目的、优点、特征和应用可能性由以下根据附图对实施例的说明得出。在此，所有说明的和/或图示的特征单独地或以任意有意义的组合形成本发明的主题，而与其在权利要求中的总结或其引用无关。

附图示出：

图1：以立体图示出根据本发明的保险杠组件的第一实施例，

图2：以立体图示出根据图1的保险杠组件的角形元件，

图3至8：以俯视图示出图1的保险杠组件在碰撞情况下的变形的按时间顺序的情形，

图9和10：根据本发明的保险杠组件的第二实施例的两个立体图，

图11至14：以俯视图示出图9和10的保险杠组件的按时间顺序的碰撞情形，

图15至17：以立体图示出根据图9和10的保险杠组件的碰撞情形的按时间顺序的示图。

具体实施方式

在图1中以立体图示出根据本发明的保险杠组件的第一实施例。在此，图1的示图仅对于一个碰撞盒3示出保险杠组件，因为另一碰撞盒相对于车辆中心纵轴线镜像对称地构造。

在图1中示出的保险杠组件在此具有碰撞盒3，该碰撞盒在一侧与横梁1连接，在另一侧与车身元件2连接，该车身元件构造为车身纵梁。主要利用两个螺纹连接部24实现碰撞盒3与车身元件2的连接。在该实施例中，碰撞盒3与横梁1的连接借助于角形元件13实现，该角形元件在一侧与碰撞盒3连接，在另一侧与横梁1连接。该角形元件11在图2中以立体图清楚地示出并且由两个臂16和17组成。在此，臂16在其敞开的端部上设有结构元件8，该结构元件在此构造为螺纹连接部14。在臂16的与结构元件8或螺纹连接部14对置的端部上布置有另一螺纹连接部15，其中，在那里的螺栓被引导通过螺栓套筒22。

在图1中，角形元件13借助于螺纹或焊接连接直接布置在横梁1上。通过构造为螺纹连接部14的结构元件8，角形元件13在臂16的区域中并且在碰撞盒3的内壁4的区域中通过螺纹连接部14与该碰撞盒连接。在此，在碰撞盒3中设置有相应的在这里未拧紧的穿引部，以便螺纹连接部14的螺栓可以被引导穿过碰撞盒3。通过螺纹连接部14和15实现角形元件13与横梁1的连接，其中，为此在横梁1的上侧和下侧布置有相应的接片25和26。角形元件13是拉力延迟元件12的一部分，此外，布置在碰撞盒3的外壁5上的接片19也配属于该拉力延迟元件，通过该接片引导角形元件13的臂17。在拉力负载下，角形元件13现在围绕旋转轴线6旋转(通过构造为螺纹连接部14的结构元件8形成该旋转轴线)，直到与臂16对置地布置在臂17的敞开端部上的钩元件18止挡在接片19上，通过该接片引导臂17。

此外，由图1可见在碰撞盒3的内壁4的后部区域中的另一结构元件10。该结构元件10在此构造为凹槽并且形成后旋转轴线7，在碰撞盒变形时，该碰撞盒在围绕旋转轴线6旋转期间或之后已经围绕所述后旋转轴线进一步旋转。

现在，在图3至8中按时间顺序示出根据图1的实施例的保险杠组件的碰撞情形。

图3在此示出在障碍物27即将在中央碰撞到横梁1上之前的保险杠组件。在此，保险杠组件的所有在图1中所描述的元件仍处于其初始的起始位置中。在此，尤其也可以看到，构造为凹槽并且形成后旋转轴线7的结构元件10同时被设置为用于碰撞盒3的额定变形元件23。如同样清楚可见的那样，在根据图3的示图中，碰撞盒3的外壁5上的接片19和角形元件13的钩元件18在碰撞之前仍最大程度地彼此间隔开。

如果现在障碍物27在中央碰撞到横梁1上，则冲撞或者碰撞能量被引入到横梁1中，由此横梁1开始变形。附加于横梁1在其中心处的变形，同时横梁1相对于碰撞盒3围绕旋转轴线6开始枢转。在此，角形元件13的钩元件18与布置在碰撞盒3的外壁5上的接片19的间距最小化，因为角形元件13通过横梁1的旋转朝接片19的方向移动。

现在，在图5和6中示出在横梁1围绕旋转轴线6旋转期间、在钩元件18止挡在接片19上之前的另外的示图。在此清楚的是，在碰撞开始的该时间点(在该时间点可能出现负载峰值或能量和力峰值)，在碰撞盒3的外壁5上没有发生拉力负载。到目前为止，仅通过横梁1的变形接收通过碰撞引入的能量。由此，在碰撞开始时吸收负载峰值。

现在，在图7和8中示出保险杠组件在这种碰撞情况下的进一步变形。

在图7中，因为由于钩元件18止挡到接片19上而不能继续进行横梁1围绕旋转轴线6的旋转，所以碰撞盒3在此已经开始围绕后旋转轴线7旋转以及变形，该后旋转轴线通过构造为额定变形元件23或凹槽的结构元件10形成。因此，由于在碰撞盒3的外壁5上的拉力负载，碰撞盒3现在开始围绕后旋转轴线7旋转，其中，碰撞盒3在其后部区域中有针对性地变形，但不会不受控地塌陷。由此可以将尚未由于横梁1和碰撞盒3的变形而减少的能量有针对性地引入到在这里构造为车辆纵梁的车身元件2中、从乘客舱旁边引入到车身中。

现在，图9示出根据本发明的保险杠组件的第二实施例，其中，碰撞盒3通过焊接连接部与横梁1材料锁合地连接。在此，在横梁3的外壁5上布置有呈接片20形式的拉力卸载元件11，该拉力卸载元件还具有法兰板28，该法兰板与在这里未示出的、呈车身纵梁形式的车身元件2连接或能与其连接。在该实施例中，碰撞盒3通过法兰板28与车身元件2或者车身纵梁连接。

现在，图10的示图以另一立体图示出图9的保险杠组件，由此，现在可以清楚地看到碰撞盒3的内壁4。在该实施例中，内壁4具有呈凹槽形式的前结构元件9，通过该凹槽形成前旋转轴线6。在后部区域中，碰撞盒3的内壁4具有呈凹槽形式的另一结构元件10，该另一结构元件形成后旋转轴线7。在此也可以清楚地看到法兰板28，该法兰板借助于焊接连接部与碰撞盒3连接，并且碰撞盒3通过该法兰板与在这里未示出的车身元件2连接或者能与其连接。

现在，图11至15示出障碍物27在中央碰撞到横梁1上的时间顺序，其中，在这里可以清楚地看到，横梁1相对于碰撞盒3围绕旋转轴线6旋转，该旋转轴线构造为呈凹槽形式的结构元件9，其中，碰撞盒3在结构元件9的区域中或者在其内壁4上的凹槽的区域中已经轻微变形。通过在碰撞盒3的外壁5上的后部区域中构造为接片的拉力卸载元件11来预防碰撞盒3不受控地塌陷以及与车身纵梁或法兰板的连接失效。更确切地说，通过该拉力卸载元件11，在由于横梁1的变形以及碰撞盒3在碰撞盒3的内壁4的前部区域中围绕旋转轴线6的旋转而减小负载峰值的情况下，吸收或减小大部分碰撞能量3。

在后续进程中才开始在碰撞盒3的内壁4上围绕后旋转轴线7的旋转。在此，构造为呈凹槽形式的额定变形元件21的结构元件10同时作为后旋转轴线7起作用，现在，横梁1连同碰撞盒3围绕该后旋转轴线7进一步枢转。通过该实施例中的构型，通过拉力卸载元件11和专门构造的旋转轴线6和7、构造为额定变形元件21和23的竖直地或者沿机动车高度方向延伸的呈凹槽形式的结构元件9和10来避免碰撞盒3的不受控的塌陷。更确切地说，根据铰链的方式实现横梁1和碰撞盒3的有针对性的变形，由此在碰撞开始时吸收负载峰值并且将未转化为横梁1和碰撞盒3的变形能量的多余能量有针对性地从乘客舱旁边引入到车身元件中、尤其车身的横梁中。

在图15至17中再次示出尤其是在所谓的“中心极点测试(centerpoletest)”中的中央碰撞的时间顺序，其中，根据保险杠组件的立体图示出碰撞盒3的变形。由此再次阐明，碰撞盒3有针对性地变形并且预防了碰撞盒3的塌陷。

附图标记列表

1横梁

2车身元件/车身纵梁

3碰撞盒

4内壁

5外壁

6旋转轴线

7旋转轴线

8结构元件

9结构元件

10结构元件

11拉力卸载元件

12拉力延迟元件

13角形元件

14螺纹连接部

15螺纹连接部

16臂

17臂

18钩元件

19接片

20接片

21额定变形元件

22螺栓套筒

23额定变形元件

24螺纹连接部

25接片

26接片

27障碍物

28法兰板