保险杠模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于车辆、尤其道路行驶车辆的保险杠模块，该保险杠模块具有由扁平材料一件式深冲制成的成型件。
【背景技术】
[0002]由文献EP 1 997 689 A1已知一种保险杠横梁，其中纵长延伸的成型件是通过纤维增强塑料材料的冲压成型来获得的。尽管纤维增强对于支承件的机械负载能力很重要，但是在冲压成型过程中无法自由移动的长纤维却同时阻碍了其所嵌入的塑料基体的位移和冲压成型的均匀填充。短纤维尽管能够在冲压成型过程中与其所嵌入的基体共同移动，但是与能够在成型件伸长的大部分上持续延伸的长纤维相比，短纤维对成品成型件的负载能力的提尚不太有效。
[0003]由文献EP 1 997 689 A1无法得知，文献中所描述的保险杠横梁是如何连接在车身的支撑结构上的。通常，这样的连接包括碰撞盒，所述碰撞盒插入横梁与车身纵梁的尖端之间，以便在碰撞之后发生挠曲并且从而防止纵梁变形。保险杠横梁与碰撞盒之间的连接必须在某种程度上是大面积的，以便能够将在发生碰撞时所出现的力从保险杠横梁导入碰撞盒，否则之前位置逼仄地集中在保险杠与碰撞盒之间的连接部位上的力会导致其中一个或另一个的损毁。碰撞盒和必要时用于连接碰撞盒与保险杠横梁的附接凸缘明显增加了整个保险杠结构的重量，以至于即使利用在EP 1 997 689 A1中所述的塑料横梁也仅能在有限范围内实现重量减轻。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种保险杠模块，所述保险杠模块将碰撞时高的能量吸收性能与低的重量和简单的结构相结合。
[0005]根据本发明的设计方式，所述技术问题是通过一种保险杠模块解决的，其具有由扁平材料一件式深冲制成的外部成型件，所述外部成型件包括两个朝向后侧的、用于固定在车辆的纵梁上的附接凸缘(Anbindungsflansche)和连接所述附接凸缘的、朝向前侧鼓起的弓形件，其中，至少在弓形件的侧向区段中，扁平材料设置成从后侧向前侧纵长延伸的褶皱。
[0006]一件式的弓形形状能够使碰撞力通过附接凸缘有效地传导至纵梁上，同时褶皱的有利之处在于，当弓形件的侧向区段承受碰撞的压力时，在该区段的两个半部之间不是仅出现单个弯折，而是沿褶皱形成大量弯折，多个弯折的形成比单个弯折的形成需要更多的冲击能。
[0007]为了通过深冲实现变形，扁平材料可以具有热塑性基体。
[0008]对扁平材料进行增强的纤维填料可以阻碍扁平材料在深冲过程中在平面上塑性伸长和因此降低其壁厚，或者可以至少大幅限制这样的伸长。然而当扁平材料被迫成型为具有球面弯曲的表面的中空形状时，扁平材料的这种受限的延展性必然导致褶皱生成，并且从而再次有利于在侧向区段中所期望的褶皱生成。纤维填料还有助于在冲击时吸收能量，通过单个纤维的撕裂或通过其完好的纤维避免基体中裂纹的扩大，并且在剧烈变形时，不发生扁平材料的断裂，而是允许基体剧烈耗能地碎裂。
[0009]外部成型件可以至少在其侧向区段中具有呈朝向后侧或者朝向车辆内部敞开的沟槽类型的横截面，其具有顶侧和底侧以及连接顶侧和底侧的前部边缘的外壁。褶皱可以设置在顶侧和底侧上或设置在外壁上，优选设置在这两部分上。
[0010]褶皱优选一直延伸到外部成型件的后侧上的附接凸缘处，并且这样划分所述附接凸缘，从而使得用于固定在车辆车身的纵梁上的螺栓孔能在附接凸缘上被节省空间地布置在朝附接凸缘的周边(Rand)伸出的褶皱之间。
[0011]保险杠模块优选地进一步用内部成型件增强，所述内部成型件就其而言包括弓形件，所述弓形件与外部成型件的弓形件连接成中空支承体。
[0012]所述两个弓形件尤其可以沿其上部边缘和下部边缘相互固定，尤其是相互粘接、焊接或特别地相互热接合。
[0013]内部成型件的弓形件可以在中间区段上具有类似沟槽的横截面，所述横截面具有后壁和从所述后壁的上部边缘和下部边缘向外部成型件伸出的顶侧和底侧。这尤其允许弓形件的相互连接的边缘与整个中空支承体相比给予更强地弯曲，并且通过该方式进一步改善保险杠模块的负载能力。
[0014]此外，至少一个成型件还可以通过注塑成型的加强筋被加固。为此特别适合于内部成型件的后壁。
[0015]此外，内部成型件还可以包括平整的附接凸缘，外部成型件的附接凸缘以平面方式固定在所述内部成型件的附接凸缘上，并且当保险杠模块被安装到车辆上时，所述内部成型件的附接凸缘定位在外部成型件的附接凸缘与纵梁之间。
[0016]为了进一步提高保险杠模块的负载能力和能量耗损性能，中空支承体可以用硬质泡沫体填充。
[0017]外部成型件可以具有至少一个用于固定外部车身件的开口，所述车身件例如是用于安置传感器或类似装置的保险杠外罩。为了使在所述开口上出现的固定力均匀分布，并且尤其为了在碰撞情况下通过作用在保险杠模块的外部成型件与车身件之间的力来避免局部过载，所述开口可以衬有螺栓拱顶(Schraubdom)。
[0018]此外，本发明的技术方案还描述了用于制备如上所述的保险杠模块的方法，在该方法中，将扁平材料截段通过深冲成型为外部成型件，其中，通过在深冲过程中的变形所导致的扁平材料截段垂直于深冲方向的收缩有助于生成褶皱。
[0019]如上所述的硬质泡沫体可以作为模具的部件用于外部成型件和/或内部成型件的深冲。在此，硬质泡沫体可以在已经硬化的状态下被使用，并且被用作凸模，所述凸模将相关的成型件压入锻模中，还可以考虑的是，使硬质泡沫在包含一个或两个扁平材料截段的模具中膨胀，并且所述扁平材料截段通过在硬质泡沫膨胀时产生的压力而成型为外部成型件和内部成型件。
【附图说明】
[0020]本发明的其他技术特征和优点由以下借助附图对实施例的描述中得出。在附图中:
[0021]图1示出根据本发明的保险杠模块的透视图；
[0022]图2示出所述保险杠模块的俯视图；
[0023]图3示出从前方观察所述保险杠模块的视图；
[0024]图4示出所述保险杠模块的侧视图；
[0025]图5示出沿图2或图4的平面A-A得到的剖视图；
[0026]图6示出沿图3的平面B-B得到的剖视图；
[0027]图7示出根据变形的设计方式的保险杠模块的正视图；
[0028]图8示出沿图7的平面C-C穿过保险杠模块的剖视图；
[0029]图9示出沿图7的平面D-D得到的剖视图；
[0030]图10示出根据第三设计方式的保险杠模块的后视图；
[0031]图11示出根据第四设计方式的保险杠模块的俯视图；
[0032]图12示出根据制备方法的第一设计方式的用于使保险杠模块成形的工具；和
[0033]图13示出根据制备方法的第二设计方式的模具。
【具体实施方式】
[0034]图1以自斜前方观察的透视图的方式示出根据本发明的第一设计方式的保险杠模块1。保险杠模块1通过两个由纤维增强塑料、尤其有机板材制成的成型件组成，鉴于其在车辆中的布置，所述成型件的其中一个被称为外部成型件2，而另一个被称为内部成型件3。所述两个成型件2和3以一件式构成，并且分别包括呈弓形件4和5形状的中间区段和在所述弓形件4、5的端部上的附接凸缘6、7，所述附接凸缘6、7以成对的方式相互紧贴且这样设置，以便借助延伸穿过附接凸缘6、7的孔8的螺栓或类似装置来固定在(图1中)以虚线示意性示出的车辆车身的纵梁9上。
[0035]为简明起见，在此统一地将附接凸缘6、7所延伸的平面称为保险杠模块1的后侦牝而将相对置的一侧称为保险杠模块1的前侧，这与保险杠模块1是被组装在车辆前部或尾部上无关。弓形件4、5的弯曲这样强烈，以至于在外部成型件2的前侧上的顶点位于附接凸缘6、7的平面之前20cm或更多，从而在碰撞情况下存在用于保险杠模块1的压缩(Stauchung)的空间，尤其是在附接凸缘6、7之前延伸的外部成型件2的侧向区段10中。
[0036]外部成型件2包括大体垂直的外壁12，所述外壁12在外部成型件2的几乎整个宽度上延伸，并且在俯视图中均匀弯曲，如图2所示。在外部成型件2的侧向区段10中形成了在外壁12中沿侧向伸出的褶皱13。外部成型件2的在图1中可见的顶侧14同样设有褶皱15，所述褶皱15从附接凸缘6向前几乎延伸到外壁12上。在弓形件4的中部，顶侧14沿车辆纵向的伸长几乎为零，外部成型件2的上部边缘和下部边缘16、17与外壁12齐平。顶侧14沿车辆纵向的伸长从该中部开始朝向侧面增加，并且在与附接凸缘6的过渡部位处达到其最大值。外部成型件2的在图1中不可见的底侧与可见的顶侧14互为镜像地构成。
[0037]类似于外部成型件(其中，外壁12、顶侧14和底侧构成朝向车辆内部敞开的沟槽)，内部成型件3的弓形件5包括后壁18、(考虑到通常的脱模斜度)大体水平的顶侧19和与所述顶侧19互为镜像地构成的底侧，这些部件构成向外、朝外部成型件2敞开的沟槽。顶侧19沿车辆纵向的伸长在弓形件5的中部是最大的，并且所述伸长通过后壁18向附接凸缘7的过渡而在弓形件5的侧向端部上消失。
[0038]狭窄的凸缘20、21从成型件2、3的顶侧和底侧竖直向上或向下弯折，所述凸缘20、21构成上述边缘16、17。成型件2、3的凸缘20、21和附接凸缘6、7 —样以平面方式地相互粘接、焊接或通过其他方式热接合，从而使两个成型件2、3闭合成弓形的纵长延伸的空腔。
[0039]图3以从正前方观察的视图方式示出外部成型件2。在侧向区段10中可以明显看出突出的褶皱13、15。所述褶皱13、15分别将附接凸缘6划分成多个区段，在所述多个区段中分别留出孔8。用于显示成型件2的顶侧14和在此以10标注的底侧的走向的水平线在中间断开，以便说明外壁12在此与上部邻接及下部邻接的凸缘20齐平。
[0040]图4以侧视图方式示出保险杠模块1。从顶侧14和底侧10突出的褶皱15在附接凸缘6的方向上发散，并且从而提供弓形件4在附接凸缘6上的强抗倾翻的支承。
[0041]图5示出沿图2和图4中以A-A标注的平面得到的剖视图。在外部成型件2上成型有大量褶皱13、15，而内部成型件3是大体平坦的并在凸缘20之间垂直延伸。内部成型件的附接凸缘7封闭了由成型件2、3所构成的空腔的端部。
[0042]图6示出沿图2的平面B-B穿过保险杠模块的中间剖视图。在此，外部成型件2的外壁12的走向与凸缘20齐平，而内部成型件3具有如上所述向外敞开的沟槽形状，并且凸缘21是通过顶侧和底侧19和22相对于后壁18而位错。
[0043]由两个成型件2、3闭合的空腔可以是空的；在