專利名稱：具有碰撞吸能盒的汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車，其至少具有縱梁、保險杠和將所述保險杠與所述縱梁連接的碰撞吸能盒，該碰撞吸能盒設(shè)置用于在發(fā)生碰撞時通過變形消耗碰撞能量并且由此避免縱梁出現(xiàn)極難消除的變形。
背景技術(shù)：
由DE 10 2007 035 483 Al已知一種碰撞吸能盒，該碰撞吸能盒的上下壁板在沿該碰撞吸能盒的縱向延伸的剖切面內(nèi)具有波紋。這些波紋構(gòu)成了碰撞吸能盒的薄弱位置，當發(fā)生碰撞時，在所述薄弱位置開始碰撞吸能盒的變形。所述波紋在橫截面中彼此是沒有區(qū)別的，使得某些偶然性，如在制造誤差范圍內(nèi)的不同的壁板強度和金屬材料的組織結(jié)構(gòu)，會對眾多波紋中的哪一個在碰撞時首先發(fā)生斷裂而產(chǎn)生影響。如果上下壁板中的不同波紋首先發(fā)生斷裂，相對于兩組波紋中相同位置的波紋發(fā)生變形，則上述情況可能引發(fā)不同的變形，并且在導致縱梁受損前碰撞吸能盒所能消耗的能量可能在每次碰撞時都會有所變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種碰撞吸能盒，所述碰撞吸能盒以能可靠再現(xiàn)的方式消耗較高的能量。為解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種具有縱梁、保險杠和將所述保險杠與所述縱梁連接的碰撞吸能盒的汽車，其中，所述碰撞吸能盒的至少一個壁板按照沿所述碰撞吸能盒的縱向延伸的剖切面剖切得到的斷面具有波紋(或者說，該至少一個壁板在其沿所述碰撞吸能盒的縱向延伸的斷面內(nèi)具有波紋)，所述波紋的幅度在所述碰撞吸能盒的縱向上是變化的。當發(fā)生碰撞時，在施加在碰撞吸能盒的縱向力的作用下，所述幅度影響所述波紋的柔性或可縮性，并且通過使波紋的柔性互相區(qū)別，可以確定在碰撞時開始發(fā)生變形的波紋的順序，也就是實現(xiàn)可再現(xiàn)的變形特性。當所述波紋的幅度沿著從所述縱梁到所述保險杠的方向增大時，是特別有效的。塑性變形由此總是發(fā)生在與保險杠毗鄰的波紋上，隨后可以根據(jù)載荷的強度向縱梁方向上的其它波紋擴展。由此在理想情況下，由保險杠開始的壓縮根據(jù)碰撞的強度或多或少地經(jīng)過碰撞吸能盒被擴散或傳播。波紋的負荷能力也取決于波紋形成的方向偏離碰撞吸能盒的縱向或者力的作用方向的偏轉(zhuǎn)量或偏移量。偏轉(zhuǎn)量越大，則負荷能力越低。在此優(yōu)選的是，紙鄰所述保險杠的波紋偏離汽車縱向的最大方向偏轉(zhuǎn)量大于毗鄰所述縱梁的波紋的最大方向偏轉(zhuǎn)量。波紋優(yōu)選局部疊合。由此允許，只要在加工不同的波紋時僅僅使工具的偏移量有所變化，則盡管波紋幅度不同仍可使用相同的加工工具使波紋成形。同樣優(yōu)選的是，所述波紋分別在兩個在相同平面內(nèi)延伸的平坦區(qū)域之間有一個沿橫向于碰撞吸能盒的縱向的方向從所述平面偏移或偏轉(zhuǎn)出的區(qū)域。這樣一種壁可以較低的費用通過如上所述地將加工工具擠壓原本平坦的壁板來成形。為了將所述碰撞吸能盒緊固在縱梁上，所述碰撞吸能盒優(yōu)選具有在所述縱梁的頂端和所述保險杠之間延伸的主段和插入所述縱梁的開口端部的固定段。可以通過簡單且經(jīng)濟的方法制造所述碰撞吸能盒，其方法是，分別構(gòu)成碰撞吸能盒的一個或多個壁板的部件，通過從邊緣突起的凸緣相互連接。這樣，單個部件可以低成本地由扁平材料制造成形。所述相互連接的部件的凸緣應(yīng)優(yōu)選設(shè)有彼此重疊的缺口，以便在載荷下使凸緣也可以輕松彎折。為了使凸緣不影響波紋的可壓縮變形特性，特別是不影響在具有最大幅度的波紋處開始可壓縮變形，兩個所述缺口之間的距離與所述波紋的波長一致或者所述波長是所述缺口距離的整數(shù)倍。為了避免向縱梁插入時出現(xiàn)問題，所述凸緣應(yīng)終止在從所述碰撞吸能盒的主段到所述固定段的過渡處。在所述固定段內(nèi)，所述碰撞吸能盒的部件應(yīng)彼此不連接，優(yōu)選所述部件在這個位置彼此不接觸。這樣可以簡化其在縱梁內(nèi)的固定并且也使縱梁在安裝碰撞吸能盒時發(fā)生變形的危險最小化。所述部件的前邊緣優(yōu)選焊接在所述保險杠上。


根據(jù)附圖通過以下對實施例的描述進一步闡述本發(fā)明的特征和優(yōu)點。在描述和附圖中也會出現(xiàn)權(quán)利要求未涉及的實施例的特征。這些特征也可以在與此處特別公開的組合不同的其它組合方式中出現(xiàn)。事實上，在一個句子或者一種上下文關(guān)系中相互提及了許多這樣的特征，但這并不證明這些特征只能在特別公開的組合方式中出現(xiàn)，而是原則上只要沒有損害本發(fā)明的功能性，便可以省略或者改變多個所述特征中的個別特征。在附圖中，圖1示出根據(jù)本發(fā)明的第一設(shè)計方案的保險杠與兩個碰撞吸能盒的透視圖；圖2示出單獨的碰撞吸能盒的縱剖面示意圖；圖3示出依據(jù)圖2的碰撞吸能盒的側(cè)視圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二設(shè)計方案的碰撞吸能盒的溝槽狀部件的縱剖面示意圖；和圖5示出與縱梁緊固的碰撞吸能盒的固定段的橫剖面圖。
具體實施例方式圖1示出一輛汽車、特別是轎車的保險杠I附帶兩個固定在其后側(cè)的碰撞吸能盒2的外部透視圖。在此，所述保險杠I是一種簡單的截面基本呈C型的單層壁式的鋼制型材，其具有一個通過在碰撞吸能盒2之間沿汽車橫向沖壓形成的兩個凹槽4加固的面板3和從面板3的上下邊緣向車內(nèi)側(cè)水平彎曲的側(cè)面板5。所述碰撞吸能盒2從汽車內(nèi)側(cè)向由面板3與側(cè)面板5圍成的空腔內(nèi)的方向與保險杠I的后側(cè)接合并在此接合處焊接。所述碰撞吸能盒2分別包含兩個此處基本呈溝槽狀的部件，所述溝槽狀部件如保險杠I由鋼板制造成形，并且在所述溝槽狀部件中，被安置成面向車外側(cè)的溝槽狀部件被CN 102975676 A書明說3/5頁
標記為6且面向車中心的溝槽狀部件被標記為7。所述溝槽狀部件6、7各具有特別在圖5 中可看到的大面積垂直壁板8和在壁板8的上下側(cè)彎曲的水平側(cè)面板9、10。在朝向保險杠 I的以下也稱為主段的碰撞吸能盒的一段11 (參見圖I)上，在彼此相對的部件6、7的水平側(cè)面板9、10的邊緣上彎折出相互焊接的條狀凸緣12。部件6、7的凸緣12互相接觸的表面處于同一個垂直平面內(nèi)，該垂直平面在圖2中被標記為30。在遠離保險桿I的被標記為固定段13的一段上沒有設(shè)置凸緣12。
圖2示出沿一個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的縱剖面圖。在固定段13上垂直壁板8筆直地且平行于平面30地在兩個各標記為31 的平面內(nèi)延伸。在主段11上壁板8在縱剖面上呈波形。圖2示出在每個壁板8上的三個完整的波紋。當然，波紋的數(shù)量是可多可少的，或者由于處于內(nèi)側(cè)的部件7的長度大于處于外側(cè)的部件6，所以部件7可以具有比部件6更多的波紋數(shù)量。
各個波紋32的波谷16處于平面31內(nèi)，而波峰15從平面31偏移到遠離平面30的一側(cè)，而且每個波峰15從固定段13隆起的幅度如下虛線33是在壁板8為形成波紋開始偏離平面31的部位處的切線，在該壁板部位處的方向偏轉(zhuǎn)量，亦即切線33與平面31所形成的夾角，達到局部最大值。所述切線33與平面31所形成的角度隨著與固定段13的距離的增加也在可見地增大。無論是逐漸增大的波紋32的幅度，還是逐漸增大的方向偏轉(zhuǎn)量， 其作用在于，減小了從固定段13到保險杠的波紋的變形阻力。在碰撞載荷下，負載首先被傳導至與保險杠最接近的波紋32上，之后是與其連接的其它波紋32。
在圖3中特別可以看到，凸緣12通過缺口 14等距d地劃分。所述缺口的距離d 與在垂直壁板8上成型的波紋32的長度一致。在上述情況下，所述各個缺口 14都處在也穿過在壁板8上成型的波紋32的波峰15延伸的平面內(nèi)。各個以等距d如波峰15布置的缺口 14也使得互相焊接的凸緣12更容易屈服于作用應(yīng)力被壓縮變形。當碰撞吸能盒2受到撞擊被壓縮時，通常缺口 14會分別交替向下和向上偏移錯讓，使得處在同一缺口 14的不同側(cè)的各段凸緣12互相作反向旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)一種改進方案，在圖3所示的每兩個缺口 14之間可以在凸緣12內(nèi)設(shè)置另外的缺口，特別是在每兩個缺口 14之間的一半的距離上，在波谷16所在的平面內(nèi)設(shè)置。因為當碰撞吸能盒2發(fā)生壓縮變形時，波峰頂點15傾向于互相遠離，這樣，與波峰頂點15處于同一平面的缺口 14就會互相靠攏，而與在壓縮變形時互相靠攏的波谷16處于同一平面內(nèi)的缺口則會互相遠離。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二設(shè)計方案的溝槽狀部件6的縱剖面圖。在此，各個波紋32具有形狀呈圓弧形的凹槽17和處于其間的在其余平坦的垂直壁板8內(nèi)的水平段18， 其中，所述凹槽17的深度從固定段13到與保險杠I接合的部件6的左端部逐漸增大。所有凹槽17的曲率半徑是相同的，因為凹槽17是以相同的凸模19分別壓入壁板8不同深度獲得的。因此，最后面的、最平坦的凹槽17的輪廓(如圖中用一對虛線標示的)重合或相同地出現(xiàn)在每個其它凹槽17的中央?yún)^(qū)域。與中央的重合或相同區(qū)域連接的邊緣段20從后向前總是相對于汽車縱向向外伸出更多，使得引發(fā)塑性變形的力總是從后向前地從后一個凹槽到前一個凹槽逐漸減小。因此當發(fā)生碰撞時，所有凹槽17沿從前向后的順序被壓扁塌縮，由此在緊固有碰撞吸能盒2的縱梁承受沖擊損害之前，便可以消耗大部分撞擊能量。
圖5借助在圖3中標記為V-V平面的剖切面剖切得到的截面圖說明了在縱梁上緊5固碰撞吸能盒2的方式。在此可以識別出兩個溝槽狀部件6、7在固定段13內(nèi)的平坦的垂直壁板8和水平的側(cè)面板9、10。接納固定段13的縱梁21以類似的方式如碰撞吸能盒2的主段11那樣，通過兩個呈凹槽形或帽子形的型材部件22、23構(gòu)成，所述型材部件22、23的向下和向上彎曲的邊緣各自形成相互焊接的凸緣24。垂直壁板8通過螺栓25擰緊被固定地夾壓在型材部件22、23的垂直壁板26上，其中螺栓25穿過壁板26、8的孔27、28與在壁板8的內(nèi)側(cè)固定的(如焊接上的)螺母29嚙合。因為溝槽狀部件6、7在固定段13彼此間并未連接，所以當擰緊螺栓25時溝槽狀部件6、7比較容易屈服于施加在其上的力而變形退讓，從而不會出現(xiàn)縱梁21變形的危險。
附圖標記清單
I保險杠
2碰撞吸能盒
3面板
4凹槽
5側(cè)面板
6溝槽狀部件
7溝槽狀部件
8垂直壁板
9水平側(cè)面板
10水平側(cè)面板
11段(主段)
12凸緣
13固定段
14缺口
15波峰、頂點
16波谷、頂點
17凹槽
18段
19凸模
20邊緣段
21縱梁
22溝槽狀型材部件
23溝槽狀型材部件
24凸緣
25螺栓
26垂直壁板
27孔
28孔
29螺母
30垂直平面
31平面
32波紋
33切線
30焊縫所在平面
31輔助安裝件
32曲率
權(quán)利要求
1.一種汽車，特別是轎車，其具有縱梁(21)、保險杠(I)和將所述保險杠(I)與所述縱梁(21)連接的碰撞吸能盒(2)，其中，所述碰撞吸能盒的至少一個壁板按照沿所述碰撞吸能盒的縱向延伸的剖切面剖切得到的斷面具有波紋，其特征在于，所述波紋的幅度在所述碰撞吸能盒(2)的縱向上是變化的。
2.如權(quán)利要求I所述的汽車，其特征在于，所述波紋的幅度沿著從所述縱梁(21)到所述保險杠(I)的方向增大。
3.如權(quán)利要求I或2所述的汽車，其特征在于，紙鄰所述保險杠的波紋偏離汽車縱向的最大方向偏轉(zhuǎn)量大于毗鄰所述縱梁的波紋的最大方向偏轉(zhuǎn)量。
4.如前述權(quán)利要求之任一項所述的汽車，其特征在于，所述波紋(17、18)沿所述剖切面剖切得到的各斷面局部疊合或相同。
5.如前述權(quán)利要求之任一項所述的汽車，其特征在于，所述波紋分別在其兩個在相同平面內(nèi)延伸的平坦區(qū)域之間具有一個沿橫向于碰撞吸能盒的縱向的方向偏離所述平面的區(qū)域。
6.如前述權(quán)利要求之任一項所述的汽車，其特征在于，所述碰撞吸能盒包含在所述縱梁的頂端和所述保險杠之間延伸的主段(11)和插入所述縱梁(21)的開口端部的固定段(13)。
7.如前述權(quán)利要求之任一項所述的汽車，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)通過從邊緣突起的凸緣(12)相互連接。
8.如權(quán)利要求7所述的汽車，其特征在于，所述凸緣(12)設(shè)有重疊的缺口(14)。
9.如權(quán)利要求8所述的汽車，其特征在于，兩個所述缺口(14)之間的距離與所述波紋(15、16)的波長一致或者所述波長是所述距離的整數(shù)倍。
10.如權(quán)利要求6和7至9之任一項所述的汽車，其特征在于，所述凸緣(12)終止在從所述主段(11)到所述固定段(13)的過渡處。
11.如前述權(quán)利要求之任一項所述的汽車，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)彼此不接觸。
12.如前述權(quán)利要求之任一項所述的汽車，其特征在于，所述部件(6、7)的前邊緣焊接在所述保險杠(I)上。
全文摘要
一種具有縱梁(21)、保險杠(1)和由兩個溝槽狀部件(6、7)接合而成的碰撞吸能盒(2)的汽車，特別是轎車。通過將所述碰撞吸能盒(2)的固定段(13)插入所述縱梁(21)的開口端部，從而使所述保險杠(1)與所述縱梁(21)連接。所述碰撞吸能盒(2)的主段(11)從所述縱梁(21)向外突出。所述溝槽狀部件(6、7)在所述主段(11)內(nèi)通過從邊緣突出的凸緣(12)彼此連接。所述凸緣(12)終止在從所述主段(11)到所述固定段(13)的過渡處。
文檔編號B60R19/34GK102975676SQ20121031921
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者H-J.帕特?？? J.哈特曼 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司