保險杠模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車輛、尤其道路行駛車輛的保險杠模塊，該保險杠模塊具有由扁平材料一件式深沖制成的成型件。
【背景技術(shù)】
[0002]由文獻EP 1 997 689 A1已知一種保險杠橫梁，其中縱長延伸的成型件是通過纖維增強塑料材料的沖壓成型來獲得的。盡管纖維增強對于支承件的機械負載能力很重要，但是在沖壓成型過程中無法自由移動的長纖維卻同時阻礙了其所嵌入的塑料基體的位移和沖壓成型的均勻填充。短纖維盡管能夠在沖壓成型過程中與其所嵌入的基體共同移動，但是與能夠在成型件伸長的大部分上持續(xù)延伸的長纖維相比，短纖維對成品成型件的負載能力的提尚不太有效。
[0003]由文獻EP 1 997 689 A1無法得知，文獻中所描述的保險杠橫梁是如何連接在車身的支撐結(jié)構(gòu)上的。通常，這樣的連接包括碰撞盒，所述碰撞盒插入橫梁與車身縱梁的尖端之間，以便在碰撞之后發(fā)生撓曲并且從而防止縱梁變形。保險杠橫梁與碰撞盒之間的連接必須在某種程度上是大面積的，以便能夠?qū)⒃诎l(fā)生碰撞時所出現(xiàn)的力從保險杠橫梁導(dǎo)入碰撞盒，否則之前位置逼仄地集中在保險杠與碰撞盒之間的連接部位上的力會導(dǎo)致其中一個或另一個的損毀。碰撞盒和必要時用于連接碰撞盒與保險杠橫梁的附接凸緣明顯增加了整個保險杠結(jié)構(gòu)的重量，以至于即使利用在EP 1 997 689 A1中所述的塑料橫梁也僅能在有限范圍內(nèi)實現(xiàn)重量減輕。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種保險杠模塊，所述保險杠模塊將碰撞時高的能量吸收性能與低的重量和簡單的結(jié)構(gòu)相結(jié)合。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的設(shè)計方式，所述技術(shù)問題是通過一種保險杠模塊解決的，其具有由扁平材料一件式深沖制成的外部成型件，所述外部成型件包括兩個朝向后側(cè)的、用于固定在車輛的縱梁上的附接凸緣(Anbindungsflansche)和連接所述附接凸緣的、朝向前側(cè)鼓起的弓形件，其中，至少在弓形件的側(cè)向區(qū)段中，扁平材料設(shè)置成從后側(cè)向前側(cè)縱長延伸的褶皺。
[0006]一件式的弓形形狀能夠使碰撞力通過附接凸緣有效地傳導(dǎo)至縱梁上，同時褶皺的有利之處在于，當弓形件的側(cè)向區(qū)段承受碰撞的壓力時，在該區(qū)段的兩個半部之間不是僅出現(xiàn)單個彎折，而是沿褶皺形成大量彎折，多個彎折的形成比單個彎折的形成需要更多的沖擊能。
[0007]為了通過深沖實現(xiàn)變形，扁平材料可以具有熱塑性基體。
[0008]對扁平材料進行增強的纖維填料可以阻礙扁平材料在深沖過程中在平面上塑性伸長和因此降低其壁厚，或者可以至少大幅限制這樣的伸長。然而當扁平材料被迫成型為具有球面彎曲的表面的中空形狀時，扁平材料的這種受限的延展性必然導(dǎo)致褶皺生成，并且從而再次有利于在側(cè)向區(qū)段中所期望的褶皺生成。纖維填料還有助于在沖擊時吸收能量，通過單個纖維的撕裂或通過其完好的纖維避免基體中裂紋的擴大，并且在劇烈變形時，不發(fā)生扁平材料的斷裂，而是允許基體劇烈耗能地碎裂。
[0009]外部成型件可以至少在其側(cè)向區(qū)段中具有呈朝向后側(cè)或者朝向車輛內(nèi)部敞開的溝槽類型的橫截面，其具有頂側(cè)和底側(cè)以及連接頂側(cè)和底側(cè)的前部邊緣的外壁。褶皺可以設(shè)置在頂側(cè)和底側(cè)上或設(shè)置在外壁上，優(yōu)選設(shè)置在這兩部分上。
[0010]褶皺優(yōu)選一直延伸到外部成型件的后側(cè)上的附接凸緣處，并且這樣劃分所述附接凸緣，從而使得用于固定在車輛車身的縱梁上的螺栓孔能在附接凸緣上被節(jié)省空間地布置在朝附接凸緣的周邊(Rand)伸出的褶皺之間。
[0011]保險杠模塊優(yōu)選地進一步用內(nèi)部成型件增強，所述內(nèi)部成型件就其而言包括弓形件，所述弓形件與外部成型件的弓形件連接成中空支承體。
[0012]所述兩個弓形件尤其可以沿其上部邊緣和下部邊緣相互固定，尤其是相互粘接、焊接或特別地相互熱接合。
[0013]內(nèi)部成型件的弓形件可以在中間區(qū)段上具有類似溝槽的橫截面，所述橫截面具有后壁和從所述后壁的上部邊緣和下部邊緣向外部成型件伸出的頂側(cè)和底側(cè)。這尤其允許弓形件的相互連接的邊緣與整個中空支承體相比給予更強地彎曲，并且通過該方式進一步改善保險杠模塊的負載能力。
[0014]此外，至少一個成型件還可以通過注塑成型的加強筋被加固。為此特別適合于內(nèi)部成型件的后壁。
[0015]此外，內(nèi)部成型件還可以包括平整的附接凸緣，外部成型件的附接凸緣以平面方式固定在所述內(nèi)部成型件的附接凸緣上，并且當保險杠模塊被安裝到車輛上時，所述內(nèi)部成型件的附接凸緣定位在外部成型件的附接凸緣與縱梁之間。
[0016]為了進一步提高保險杠模塊的負載能力和能量耗損性能，中空支承體可以用硬質(zhì)泡沫體填充。
[0017]外部成型件可以具有至少一個用于固定外部車身件的開口，所述車身件例如是用于安置傳感器或類似裝置的保險杠外罩。為了使在所述開口上出現(xiàn)的固定力均勻分布，并且尤其為了在碰撞情況下通過作用在保險杠模塊的外部成型件與車身件之間的力來避免局部過載，所述開口可以襯有螺栓拱頂(Schraubdom)。
[0018]此外，本發(fā)明的技術(shù)方案還描述了用于制備如上所述的保險杠模塊的方法，在該方法中，將扁平材料截段通過深沖成型為外部成型件，其中，通過在深沖過程中的變形所導(dǎo)致的扁平材料截段垂直于深沖方向的收縮有助于生成褶皺。
[0019]如上所述的硬質(zhì)泡沫體可以作為模具的部件用于外部成型件和/或內(nèi)部成型件的深沖。在此，硬質(zhì)泡沫體可以在已經(jīng)硬化的狀態(tài)下被使用，并且被用作凸模，所述凸模將相關(guān)的成型件壓入鍛模中，還可以考慮的是，使硬質(zhì)泡沫在包含一個或兩個扁平材料截段的模具中膨脹，并且所述扁平材料截段通過在硬質(zhì)泡沫膨脹時產(chǎn)生的壓力而成型為外部成型件和內(nèi)部成型件。
【附圖說明】
[0020]本發(fā)明的其他技術(shù)特征和優(yōu)點由以下借助附圖對實施例的描述中得出。在附圖中:
[0021]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的保險杠模塊的透視圖；
[0022]圖2示出所述保險杠模塊的俯視圖；
[0023]圖3示出從前方觀察所述保險杠模塊的視圖；
[0024]圖4示出所述保險杠模塊的側(cè)視圖；
[0025]圖5示出沿圖2或圖4的平面A-A得到的剖視圖；
[0026]圖6示出沿圖3的平面B-B得到的剖視圖；
[0027]圖7示出根據(jù)變形的設(shè)計方式的保險杠模塊的正視圖；
[0028]圖8示出沿圖7的平面C-C穿過保險杠模塊的剖視圖；
[0029]圖9示出沿圖7的平面D-D得到的剖視圖；
[0030]圖10示出根據(jù)第三設(shè)計方式的保險杠模塊的后視圖；
[0031]圖11示出根據(jù)第四設(shè)計方式的保險杠模塊的俯視圖；
[0032]圖12示出根據(jù)制備方法的第一設(shè)計方式的用于使保險杠模塊成形的工具；和
[0033]圖13示出根據(jù)制備方法的第二設(shè)計方式的模具。
【具體實施方式】
[0034]圖1以自斜前方觀察的透視圖的方式示出根據(jù)本發(fā)明的第一設(shè)計方式的保險杠模塊1。保險杠模塊1通過兩個由纖維增強塑料、尤其有機板材制成的成型件組成，鑒于其在車輛中的布置，所述成型件的其中一個被稱為外部成型件2，而另一個被稱為內(nèi)部成型件3。所述兩個成型件2和3以一件式構(gòu)成，并且分別包括呈弓形件4和5形狀的中間區(qū)段和在所述弓形件4、5的端部上的附接凸緣6、7，所述附接凸緣6、7以成對的方式相互緊貼且這樣設(shè)置，以便借助延伸穿過附接凸緣6、7的孔8的螺栓或類似裝置來固定在(圖1中)以虛線示意性示出的車輛車身的縱梁9上。
[0035]為簡明起見，在此統(tǒng)一地將附接凸緣6、7所延伸的平面稱為保險杠模塊1的后偵牝而將相對置的一側(cè)稱為保險杠模塊1的前側(cè)，這與保險杠模塊1是被組裝在車輛前部或尾部上無關(guān)。弓形件4、5的彎曲這樣強烈，以至于在外部成型件2的前側(cè)上的頂點位于附接凸緣6、7的平面之前20cm或更多，從而在碰撞情況下存在用于保險杠模塊1的壓縮(Stauchung)的空間，尤其是在附接凸緣6、7之前延伸的外部成型件2的側(cè)向區(qū)段10中。
[0036]外部成型件2包括大體垂直的外壁12，所述外壁12在外部成型件2的幾乎整個寬度上延伸，并且在俯視圖中均勻彎曲，如圖2所示。在外部成型件2的側(cè)向區(qū)段10中形成了在外壁12中沿側(cè)向伸出的褶皺13。外部成型件2的在圖1中可見的頂側(cè)14同樣設(shè)有褶皺15，所述褶皺15從附接凸緣6向前幾乎延伸到外壁12上。在弓形件4的中部，頂側(cè)14沿車輛縱向的伸長幾乎為零，外部成型件2的上部邊緣和下部邊緣16、17與外壁12齊平。頂側(cè)14沿車輛縱向的伸長從該中部開始朝向側(cè)面增加，并且在與附接凸緣6的過渡部位處達到其最大值。外部成型件2的在圖1中不可見的底側(cè)與可見的頂側(cè)14互為鏡像地構(gòu)成。
[0037]類似于外部成型件(其中，外壁12、頂側(cè)14和底側(cè)構(gòu)成朝向車輛內(nèi)部敞開的溝槽)，內(nèi)部成型件3的弓形件5包括后壁18、(考慮到通常的脫模斜度)大體水平的頂側(cè)19和與所述頂側(cè)19互為鏡像地構(gòu)成的底側(cè)，這些部件構(gòu)成向外、朝外部成型件2敞開的溝槽。頂側(cè)19沿車輛縱向的伸長在弓形件5的中部是最大的，并且所述伸長通過后壁18向附接凸緣7的過渡而在弓形件5的側(cè)向端部上消失。
[0038]狹窄的凸緣20、21從成型件2、3的頂側(cè)和底側(cè)豎直向上或向下彎折，所述凸緣20、21構(gòu)成上述邊緣16、17。成型件2、3的凸緣20、21和附接凸緣6、7 —樣以平面方式地相互粘接、焊接或通過其他方式熱接合，從而使兩個成型件2、3閉合成弓形的縱長延伸的空腔。
[0039]圖3以從正前方觀察的視圖方式示出外部成型件2。在側(cè)向區(qū)段10中可以明顯看出突出的褶皺13、15。所述褶皺13、15分別將附接凸緣6劃分成多個區(qū)段，在所述多個區(qū)段中分別留出孔8。用于顯示成型件2的頂側(cè)14和在此以10標注的底側(cè)的走向的水平線在中間斷開，以便說明外壁12在此與上部鄰接及下部鄰接的凸緣20齊平。
[0040]圖4以側(cè)視圖方式示出保險杠模塊1。從頂側(cè)14和底側(cè)10突出的褶皺15在附接凸緣6的方向上發(fā)散，并且從而提供弓形件4在附接凸緣6上的強抗傾翻的支承。
[0041]圖5示出沿圖2和圖4中以A-A標注的平面得到的剖視圖。在外部成型件2上成型有大量褶皺13、15，而內(nèi)部成型件3是大體平坦的并在凸緣20之間垂直延伸。內(nèi)部成型件的附接凸緣7封閉了由成型件2、3所構(gòu)成的空腔的端部。
[0042]圖6示出沿圖2的平面B-B穿過保險杠模塊的中間剖視圖。在此，外部成型件2的外壁12的走向與凸緣20齊平，而內(nèi)部成型件3具有如上所述向外敞開的溝槽形狀，并且凸緣21是通過頂側(cè)和底側(cè)19和22相對于后壁18而位錯。
[0043]由兩個成型件2、3閉合的空腔可以是空的；在