專利名稱：汽車的保險(xiǎn)杠裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1前序部分的特征的汽車保險(xiǎn)杠裝置。
背景技術(shù)：
保險(xiǎn)杠橫向設(shè)置在汽車的前端和后端上，位于將車身封閉的塑料外罩和汽車框架之間。為避免在低速碰撞前端或后端時(shí)對(duì)汽車結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，加入了變形元件，即所謂的碰撞吸能盒(Crashbox)。碰撞吸能盒是鋼、鋁或塑料制成的、一般為長(zhǎng)方形的薄壁元件。它們可以由壓制而成的板材外殼拼合而成，也可以例如由擠壓的鋁型材一體成形。
碰撞吸能盒設(shè)置在汽車縱梁與保險(xiǎn)杠橫梁之間，其吸收由于撞擊引起的動(dòng)能，在此過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為變形功。由此可以避免在超過(guò)一臨界的載荷水平時(shí)使縱梁受到永久性破壞。
把碰撞吸能盒固定在縱梁上有不同的方案。已知的是，通過(guò)凸緣板將碰撞吸能盒支承在縱梁的端面上。為了螺栓連接，在縱梁區(qū)域內(nèi)還需要一個(gè)相應(yīng)的接合區(qū)域，即需要一個(gè)相應(yīng)的凸緣。碰撞吸能盒的這種連接方式原則上需要一些構(gòu)件，它們提高了汽車的總重量。
此外還已知的是，通過(guò)橫向螺栓將碰撞吸能盒固定在縱梁上。可以如DE 29808143U1所建議的那樣從側(cè)面實(shí)現(xiàn)連接，所以就像通過(guò)凸緣在前端進(jìn)行支承那樣，這種結(jié)構(gòu)形式要求較大的構(gòu)造空間。
無(wú)論碰撞吸能盒以何種方式固定在縱梁上，都需要公差補(bǔ)償元件，尤其是長(zhǎng)孔的形式。它們主要是設(shè)置在凸緣板上。如果碰撞吸能盒沒(méi)有借助凸緣板安裝，則需要在保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞吸能盒之間進(jìn)行公差補(bǔ)償。這可以通過(guò)相對(duì)麻煩的螺旋連接方案實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明的目的是，提供一種具有一碰撞吸能盒的保險(xiǎn)杠裝置，此保險(xiǎn)杠裝置特別節(jié)省構(gòu)造空間，也就是說(shuō)，能夠在最佳地充分利用構(gòu)造空間的情況下固定在縱梁上，其自重小并且能夠補(bǔ)償在縱梁與碰撞吸能盒之間的接合區(qū)域內(nèi)的公差。
此目的在一具有權(quán)利要求1的特征的保險(xiǎn)杠裝置中得以實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明構(gòu)思的優(yōu)選構(gòu)造是從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
在本發(fā)明的保險(xiǎn)杠裝置中，碰撞吸能盒在沒(méi)有中間插置凸緣板的情況下直接用螺栓緊固在縱梁上。因而實(shí)現(xiàn)了對(duì)重量輕的追求。此碰撞吸能盒是這樣設(shè)計(jì)的，即它名義上相對(duì)縱梁橫切型面以一定距離地構(gòu)造，以便在出現(xiàn)公差時(shí)能夠在至少局部彈性或塑性變形的情況下裝到縱梁上。為此，碰撞吸能盒具有固定段，其壁板與縱梁的壁板用螺栓連接。這些螺栓跨過(guò)(消除)壁板之間的大尺寸的公差距離，并將碰撞吸能盒的壁板向縱梁的壁板擠壓。在安裝時(shí)，具有碰撞吸能盒的保險(xiǎn)杠橫梁占據(jù)一個(gè)預(yù)先規(guī)定的位置，這個(gè)位置通過(guò)碰撞吸能盒相對(duì)于縱梁的自動(dòng)對(duì)中得以精確地保持。這種自動(dòng)對(duì)中可以省去縱梁或碰撞吸能盒中的在制造技術(shù)方面耗費(fèi)很大的長(zhǎng)孔。重要的是，在擰緊螺栓時(shí)，碰撞吸能盒的空間位置不會(huì)再改變。這一點(diǎn)通過(guò)特別構(gòu)造的固定段實(shí)現(xiàn)，所述固定段在安裝時(shí)有針對(duì)性地彈性甚至塑性變形。為了使具有碰撞吸能盒的保險(xiǎn)杠橫梁可以橫向于車輛縱軸作輕微的橫向移動(dòng)，固定段壁板和縱梁壁板之間的公差距離有針對(duì)性地比制造技術(shù)上可實(shí)現(xiàn)的尺寸大一些。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，碰撞吸能盒與保險(xiǎn)杠橫梁固定連接在一起。在碰撞吸能盒接合到保險(xiǎn)杠橫梁上的區(qū)域內(nèi)取消了麻煩的調(diào)校工作。由此也使重量減小成為可能。此外由于省去了后續(xù)要求的調(diào)校工作還減少了安裝費(fèi)用。
保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞吸能盒形成一個(gè)非常輕型構(gòu)造的單元，可以特別簡(jiǎn)單快速地安裝。碰撞吸能盒優(yōu)選由兩個(gè)半殼構(gòu)成，它們只在固定段以外的區(qū)域彼此連接在一起，也就是說(shuō)，這兩個(gè)半殼在固定段的區(qū)域內(nèi)沒(méi)有彼此連接。因此，半殼在其固定段處彼此相對(duì)更容易變形。產(chǎn)生較小的峰值應(yīng)力。螺栓的擰緊力矩也可以選得更低，并使安裝變得容易。
在一體式構(gòu)造的碰撞吸能盒中，例如空心型材的形式，可以在固定段的壁板中設(shè)置縱向縫，從而所述壁板構(gòu)成為可彈性或塑性變形的固定舌片。對(duì)于由半殼接合而成的碰撞吸能盒，當(dāng)然也可在固定段上設(shè)置附加的縱向縫，以改善其彈性以及與縱梁的緊貼性。所述縱向縫一直延伸到固定段的端面。縱向縫可以特別構(gòu)成在碰撞吸能盒的角部區(qū)域上，因而在例如長(zhǎng)方形的型材上產(chǎn)生四個(gè)可彼此獨(dú)立變形的固定舌片，它們各自可以不受其它固定舌片的載荷地?cái)D壓到縱梁的壁板上，并消除預(yù)先規(guī)定的公差距離。
固定段能夠從外面包圍縱梁，在這種情況下，碰撞吸能盒可以說(shuō)是罩在縱梁上。當(dāng)然固定段也可以插入到縱梁中，在這種情況下，碰撞吸能盒是嵌進(jìn)縱梁內(nèi)的。按碰撞吸能盒相對(duì)于縱梁設(shè)置情況的不同，固定段的壁板或是從外面壓向縱梁的外表面，或是在碰撞吸能盒內(nèi)嵌時(shí)從內(nèi)向外拉，即被擠壓到縱梁的內(nèi)表面上。
如果碰撞吸能盒的半殼通過(guò)邊緣的凸緣接片彼此連接在一起，而且縱梁也是分別由兩個(gè)半殼構(gòu)成，它們同樣通過(guò)邊緣的凸緣接片連接成凸緣，那么這可被認(rèn)為是特別有利的。在這種情況下，碰撞吸能盒的凸緣接片在其固定段處彼此有間隔地延伸，并以公差距離包圍縱梁的凸緣。這樣碰撞吸能盒的凸緣接片就在保持公差距離的條件下包圍了縱梁的凸緣。如果達(dá)到了期望的安裝位置，就可以先擰緊一個(gè)穿過(guò)縱梁凸緣和碰撞吸能盒的凸緣接片的螺栓，從而使碰撞吸能盒相對(duì)于縱梁對(duì)中。在一定程度上，碰撞吸能盒的彼此間隔開(kāi)延伸的凸緣接片在固定段處起到縱向縫的作用，由此，碰撞吸能盒的半殼在與縱梁的接合區(qū)域上可以更靈活和簡(jiǎn)單地變形。
在本發(fā)明有利的進(jìn)一步構(gòu)造中，不僅通過(guò)碰撞吸能盒的慣常箱形的中間件，而且還通過(guò)邊緣的凸緣接片來(lái)使碰撞吸能盒接合到保險(xiǎn)杠橫梁上。此時(shí)保險(xiǎn)杠橫梁的橫截面呈帽形型式，并具有一個(gè)在碰撞吸能盒的方向上設(shè)置的中間接片連同在其上接著的折彎的邊。這種帽形型材是用來(lái)提高保險(xiǎn)杠橫梁的彎曲剛度，因而通常在保險(xiǎn)杠橫梁的整個(gè)長(zhǎng)度上延伸。碰撞吸能盒的凸緣接片越過(guò)其各自的中間件的端面一直延伸到各邊，與此同時(shí)碰撞吸能盒的箱形中間件支承在保險(xiǎn)杠橫梁的中間接片上。由此，所述邊就得到了額外的加固及支承，這對(duì)于碰撞吸能盒的變形特性起到積極的作用。利用在殼式構(gòu)造方式中存在的凸緣，將碰撞吸能盒特別與橫梁焊接在一起。在此區(qū)域內(nèi)可以不用額外的隔板。
由于固定段這種特別的結(jié)構(gòu)，與縱梁接合的區(qū)域內(nèi)的公差距離可以選擇成明顯大于在制造技術(shù)上所允許的尺寸。特別是公差距離比固定段的壁厚大。所述公差距離理解為在搭接區(qū)域內(nèi)的各個(gè)待連接的壁板之間的那個(gè)距離，在碰撞吸能盒相對(duì)縱梁處于絕對(duì)對(duì)中的位置時(shí)，所述距離存在于所有各個(gè)待連接的壁板之間。如果在螺栓緊固之前，碰撞吸能盒現(xiàn)在就已經(jīng)緊靠著縱梁的一壁板，那么在碰撞吸能盒的對(duì)置一側(cè)上就形成一公差距離，其大小例如是固定段壁厚的兩倍。所述固定段在結(jié)構(gòu)上是這樣設(shè)計(jì)的，從而，即便是這種極端情形也可在安裝技術(shù)上被克服。特別地，所設(shè)置的螺栓具有一與公差距離相適應(yīng)的長(zhǎng)度。


以下借助在附圖中示出的實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明。其中，圖1 具有插置的碰撞吸能盒的汽車縱梁的透視圖；圖2 具有一保險(xiǎn)杠橫梁的保險(xiǎn)杠裝置的后透視圖，保險(xiǎn)杠橫梁具有焊接的碰撞吸能盒；圖3 圖2中碰撞吸能盒的放大視圖；圖4 保險(xiǎn)杠裝置的透視圖，其具有一包圍縱梁的碰撞吸能盒，和圖5 圖4中碰撞吸能盒固定段的從上方觀察的、尺寸放大的視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示一此處沒(méi)有詳細(xì)示出的汽車的縱梁1的一端部，和一個(gè)插入縱梁1內(nèi)的碰撞吸能盒2。縱梁1和碰撞吸能盒2都是以殼式結(jié)構(gòu)制成，分別具有兩個(gè)半殼3，4，5，6。碰撞吸能盒2的半殼5，6分別構(gòu)造為U形，拼接成一個(gè)箱形的空心型材，其中，半殼5，6的搭接的上、下邊通過(guò)固定點(diǎn)7相互焊接在一起。所述固定點(diǎn)7只是象征性的標(biāo)出，應(yīng)該說(shuō)明的是，嵌入縱梁1內(nèi)的固定段8中沒(méi)有這樣的固定點(diǎn)7。半殼5，6在固定段8內(nèi)沒(méi)有相互連接。
碰撞吸能盒2通過(guò)螺栓9與縱梁1連接。螺栓9穿過(guò)縱梁1的端側(cè)壁板10以及碰撞吸能盒2的壁板11。在所示的縱梁1和碰撞吸能盒2之間的連接方面重要的是，在壁板10，11之間存在一公差距離12，它通過(guò)一條虛線可以看出，其在縱梁1的端面投影到碰撞吸能盒2上。此公差距離12不僅存在于縱梁1和碰撞吸能盒2的可見(jiàn)壁板10，11之間，也存在于在圖紙平面內(nèi)被遮蓋的一側(cè)。在這個(gè)實(shí)施例中，此公差距離12還構(gòu)成在碰撞吸能盒2的不可見(jiàn)的下側(cè)上，以及在碰撞吸能盒2的朝向一凸緣13的上側(cè)上。由于固定段8沒(méi)有固定點(diǎn)7，由此，通過(guò)擰緊螺栓9，碰撞吸能盒2的壁板11就可以被拉向縱梁1壁板10的內(nèi)側(cè)。相應(yīng)的螺栓9也以對(duì)稱的結(jié)構(gòu)分布在縱梁1的對(duì)置的一側(cè)上，因而在同時(shí)擰緊螺栓9時(shí)，保持了碰撞吸能盒2相對(duì)于縱梁1的空間位置，并且碰撞吸能盒2能夠在縱梁1內(nèi)部對(duì)中地固定好。
圖2示出了保險(xiǎn)杠裝置的一個(gè)實(shí)施例，其中，一保險(xiǎn)杠橫梁14在其端部區(qū)域焊接有兩個(gè)殼式構(gòu)造的碰撞吸能盒15。圖3放大地示出了在圖紙平面右側(cè)的碰撞吸能盒15。此碰撞吸能盒15具有一第一半殼16和一第二半殼17，它們分別通過(guò)邊緣的凸緣接片18，19連接成凸緣20。凸緣20是偏離中心延伸的，因?yàn)榈谝话霘?6的橫截面基本呈U形構(gòu)造，而第二半殼17在一定程度上是當(dāng)成封板使用，雖然它在橫截面上也呈U形，但是它只有一個(gè)很淺的深度。
碰撞吸能盒15與在橫截面中呈帽形型式的保險(xiǎn)杠橫梁14焊接在一起。保險(xiǎn)杠橫梁14具有一在碰撞吸能盒15的方向上設(shè)置的中間接片21，在該中間接片上連接有折彎的邊22。由碰撞吸能盒15構(gòu)成的箱形的中間件23在朝著縱梁的方向上具有一在垂直方向上測(cè)量的較大的高度，并朝著保險(xiǎn)杠橫梁14的方向呈梯形縮小，因此中間件23僅僅支承在保險(xiǎn)杠橫梁14的中間接片21上。隨著中間件23的高度在朝著保險(xiǎn)杠橫梁14的方向上逐漸變小，碰撞吸能盒15的邊緣的凸緣20逐漸變寬，并在保險(xiǎn)杠橫梁14的中間接片21區(qū)域內(nèi)達(dá)到最大值。而在此實(shí)施例中，凸緣20越過(guò)中間件23延伸并且碰到保險(xiǎn)杠橫梁14的邊22上。這里凸緣20與邊22相焊接，用來(lái)額外地加固所示的保險(xiǎn)杠裝置。伸出的端部24與保險(xiǎn)杠橫梁14的后輪廓并尤其是與中間接片21和邊22的過(guò)渡區(qū)域的圓弧半徑相適配。從而使凸緣20的端部24可以在其整個(gè)接觸面上與保險(xiǎn)杠橫梁14相焊接。
所示的碰撞吸能盒15設(shè)置為可被推移到一個(gè)縱梁上，也就是從外面將其包圍。在推移到縱梁上之后，將所示出的螺栓25插入各個(gè)對(duì)齊的孔中，所述各孔位于第一以及第二半殼16，17的相應(yīng)壁板26，27和在此沒(méi)有詳細(xì)示出的縱梁的相應(yīng)壁板中。附加的螺栓28穿過(guò)凸緣20，穿過(guò)在固定段29內(nèi)彼此平行間隔開(kāi)延伸的凸緣接片18，19。對(duì)于所示的碰撞吸能盒15而言重要的是，與圖1的實(shí)施例相似，半殼16，17在固定段29的區(qū)域內(nèi)沒(méi)有相互連接。只是在凸緣接片18，19相互緊靠并且形成凸緣20的地方，半殼16，17才固定地相連接。在固定段29與凸緣20之間形成一過(guò)渡區(qū)域，在此區(qū)域，凸緣接片18，19的距離一直增加到預(yù)先規(guī)定的距離。因此出現(xiàn)一個(gè)楔形的間隙，它一直擴(kuò)展到預(yù)先規(guī)定的額定尺寸，也就是所要求的凸緣接片18，19的間距。
借助圖4和5可以看出，圖2和圖3中所示的碰撞吸能盒15是如何與一縱梁30接合在一起的。就像所示出的碰撞吸能盒15一樣，縱梁30也是一個(gè)由兩個(gè)半殼31，32構(gòu)成的箱形的空心型材，其中，邊緣的凸緣接片33，34相互連接成一凸緣35。在安裝時(shí)，所述凸緣35嵌進(jìn)碰撞吸能盒15的彼此有間隔地延伸的凸緣接片18，19之間。在橫梁的凸緣35上設(shè)置有一個(gè)此處沒(méi)有詳示的孔，螺栓28穿過(guò)這個(gè)孔，用以連接碰撞吸能盒15。從圖5中可知，碰撞吸能盒15的凸緣接片18，19之間的距離比縱梁30的凸緣35的寬度要大些。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，凸緣35與相鄰的凸緣接片18，19之間的距離被稱之為公差距離38，在擰緊螺栓25，28時(shí)由于碰撞吸能盒15也就是凸緣接片18，19或者壁板26，27的彈性或塑性變形，所述公差距離漸趨于零。碰撞吸能盒15的壁板26，27或者凸緣接片18，19被壓靠到縱梁30的壁板36，37或凸緣35上，從而在碰撞吸能盒15與縱梁30之間產(chǎn)生一個(gè)固定的連接，其實(shí)現(xiàn)撞擊力的傳導(dǎo)。
附圖標(biāo)記清單1 縱梁2 碰撞吸能盒3 1的半殼4 1的半殼5 2的半殼6 2的半殼7 5，6之間的固定點(diǎn)8 2的固定段9 螺栓101的壁板112的壁板12公差距離131的凸緣14保險(xiǎn)杠橫梁15碰撞吸能盒1615的第一半殼1715的第二半殼1816的凸緣接片1917的凸緣接片2015的凸緣2114的中間接片2214的邊2315的中間件2420的端部25螺栓2617的壁板2716的壁板28螺栓
2915的固定段30縱梁3130的半殼3230的半殼3330的凸緣接片3430的凸緣接片3530的凸緣3630的壁板3730的壁板38公差距離。
權(quán)利要求
1.汽車的保險(xiǎn)杠裝置，具有一保險(xiǎn)杠橫梁(14)和插置在保險(xiǎn)杠橫梁(14)與縱梁(1，30)之間的碰撞吸能盒(2，15)，其中所述碰撞吸能盒(2，15)具有固定段(8，29)，它們通過(guò)穿過(guò)固定段(8，29)的壁板(11，26，27)和縱梁(1，30)的壁板(10，36，37)的螺栓(9，25)與縱梁(1，30)相連接，其特征在于，固定段(8，29)和縱梁(1，30)的待相互螺栓連接的壁板(11，26，27；10，36，37)在螺栓緊固之前彼此有一公差距離(12，38)地設(shè)置，在螺栓(9，25)緊固的過(guò)程中，固定段(8，29)被壓向縱梁(1，30)的壁板(10，36，37)，其中，固定段(8，29)局部經(jīng)受一彈性或塑性變形，用以使碰撞吸能盒(2，15)相對(duì)于縱梁(1，30)自動(dòng)對(duì)中。
2.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，碰撞吸能盒(2，15)分別具有兩個(gè)半殼(5，6；16，17)，它們只在固定段(8，29)的外部彼此連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，在固定段的壁板中設(shè)置有縱向縫，使壁板構(gòu)成可彈性或塑性變形的固定舌片。
4.如權(quán)利要求1到3之任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，固定段(29)從外面包圍縱粱(30)。
5.如權(quán)利要求4所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，碰撞吸能盒(15)的半殼(16，17)通過(guò)邊緣的凸緣接片(18，19)彼此連接成凸緣(20)，其中，碰撞吸能盒(15)的凸緣接片(18，19)是固定段(29)的組成部分，并且縱梁(30)分別由兩個(gè)半殼(31，32)構(gòu)成，它們同樣通過(guò)邊緣的凸緣接片(33，34)彼此連接成凸緣(35)，其中，碰撞吸能盒(15)的凸緣接片(18，19)在固定段(29)中彼此有間隔地延伸，并以公差距離(38)包圍縱梁(30)的凸緣(35)。
6.如權(quán)利要求1到3之任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，固定段(8)插入到縱梁(1)中。
7.如權(quán)利要求1到6之任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，保險(xiǎn)杠橫梁(14)在橫截面中呈帽形型式，并具有一個(gè)在碰撞吸能盒(15)的方向上設(shè)置的中間接片(21)連同在其上接著的折彎的邊(22)，其中，碰撞吸能盒(15)的各半殼(16，17)通過(guò)邊緣的凸緣接片(18，19)彼此連接成凸緣(20)，所述凸緣與所述邊(22)相連接。
8.如權(quán)利要求1到7之任一項(xiàng)所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述公差距離(12，38)比固定段(8，29)的壁厚大。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車的保險(xiǎn)杠裝置。一保險(xiǎn)杠橫梁與一插置在保險(xiǎn)杠橫梁和縱梁(1)之間的碰撞吸能盒(2)固定連接在一起，碰撞吸能盒(2)具有固定段(8)，它們通過(guò)穿過(guò)固定段(8)壁板(11)和縱梁(1)壁板(10)的螺栓(9)與縱梁(1)相連接。固定段(8)和縱梁(1)的待相互螺栓連接的的壁板(10，11)在螺緊固栓之前彼此有公差距離(12)地設(shè)置，在擰緊螺栓(9)的過(guò)程中，固定段(8)被壓向縱梁(1)的壁板(10)。此時(shí)，固定段(8)局部經(jīng)受一彈性或塑性變形，用以使碰撞吸能盒(2)相對(duì)于縱梁(1)自動(dòng)對(duì)中。
文檔編號(hào)B60R19/04GK1789039SQ20051002281
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月13日
發(fā)明者A·威廉, S－L·羅措爾 申請(qǐng)人:本特勒爾汽車技術(shù)有限公司