CN101171158A - 能量吸收部件和应用该部件的汽车车身 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车车身的能量吸收部件(3)，它包含一个由钢带冷弯成型的管段(6)。所述管段(6)的横截面具有至少一个凹槽(9，9a)。

Description

能量吸收部件和应用该部件的汽车车身

本发明涉及一种能量吸收部件和一种在其中应用了该能量吸收部件的汽车车身。

已被公知的是，能量吸收部件常被称为碰撞盒，它与汽车框架的纵梁和横梁相连接。德国专利申请DE197 51 513 A1描述了一种碰撞盒，它是由矩形的纵缝焊接的铝管构成，其中在管的端部切有开口并将由此获得的连接板弯曲，以便在车架的梁上得到用于碰撞盒的大面积支撑的支承面。这种技术主要规定用于具有矩形横截面的管子，因为管子横截面的棱角数越多，为使连接板能弯曲所必须切的开口的数目越多，以及所需的弯曲过程也越多。此外，在非矩形横截面时可产生这个问题，即，弯曲的连接板不易在应支撑它的梁上安置。

由德国实用新型DE201 21 532 U1公开了一种能量吸收部件，其中矩形横截面的管段由铝或钢制成，并用聚氨酯泡沫填充，以便使它加固。虽然聚氨酯泡沫的重量很轻，但另一方面，每个通过它的使用来达到能量吸收部件的加强不可避免的也导致一个重量，并且导致成本上升。

本发明所要解决的技术问题是提供一种以较少的材料和费用实现的、在较小横向尺寸的情况下具有高的刚性的能量吸收部件。

该技术问题通过一个带有管段的能量吸收部件解决，其中，该管段的横截面具有至少一个凹槽。由该凹槽导致的、或多或少倒圆的额外的棱边起到刚性增强作用，同时不要求增大能量吸收部件的横向尺寸，并且不必增大管段壁的横截面面积及因而不必增加所用材料量和重量。

为了能廉价地用钢制造所述能量吸收部件，管段优选地是一个由钢带冷弯成型的型材。

为了加强刚性，钢带的边缘优选地相互焊接在一起。

焊缝优选位于凹槽内，以便可能的不对称和焊缝的突出部分不妨碍能量吸收部件的安装。

由于所述凹槽的存在，所述管段的横截面侧壁比想象的围绕该横截面一圈的线要长，该线将横截面上外置的最远的各点相连，而不深入凹槽内部。优选地，管段侧壁的长度至少比该线的长度长四分之一。

一个相对简单、但可有效增强刚性的管段横截面形状是两个通过一个腹板相连的中空型面。

用于连接能量吸收部件和车身零件的固定法兰优选焊接在管段的一个纵向端部。

在汽车车身中能量吸收部件优选地设置在车身的纵梁和横梁之间，并沿车身纵向延伸，以便在低速正面碰撞的情况下能收缩变形并由此防止纵梁变形。

能量吸收部件以简单可靠的方式可安装在汽车车身中，通过将管段的一个端部插入管状车身零件，特别是纵梁的一个开口端部。在管状车身零件中，该能量吸收部件可以通过至少一个交叉穿过车身零件的销钉、如铆钉或螺栓来支撑。

也可选择将固定于纵梁和能量吸收部件相对的端部的法兰片相互拧紧。

本发明进一步的特征和优点将借助附图结合实施例说明。其中：

图1表示汽车车身的横梁的一个透视图，它通过按本发明的两个能量吸收部件和两个纵梁相连；

图2表示能量吸收部件的管段的一个放大的视图；和

图3表示能量吸收部件的和它所插入的纵梁的剖面。

图4表示横梁和与之相配合的能量吸收部件的一个可选择的设计结构；

图5表示横梁和与之相配合的能量吸收部件的另一可选择的设计结构；

图6表示横梁和与之相配合的能量吸收部件的再一次变型设计结构；

图7表示能量吸收部件的一种变型；

图8-11表示按本发明的能量吸收部件的管段的可选横截面。

图1是具有一个横梁1和两个部分示出的纵梁2的汽车车身框架的一个示意性部分视图，横梁1和两个部分示出的纵梁2之间通过能量吸收部件3相连。横梁1由两块板4，5连接而成，其中里面的板4被成形为近似于U形横截面，并具有向上和向下竖立伸出的边缘接片，并且基本上平的外部板5盖住U形横截面的开口侧并焊接在竖立伸出的边缘上。纵梁2在图中为简单起见以具有矩形横截面的管子示出，但它也可以以和横梁同样的方式，由各单块板焊接而成。

所述能量吸收部件3分别包含一个管段6。通过将一个钢带冷弯成型为中空型材并从该中空型材上切下一段可得到该管段。在所述管段6的一个端部分别焊接有2个固定法兰7，在图1中只能看到其中一个。这两个固定法兰7分别放置在横梁1的板4的U形横截面的上翼缘和下翼缘上并通过螺栓固定在上面。

所述管段6的后端部分别被插进纵梁2并在其中通过螺栓8固定，所述螺栓8分别穿过纵梁2壁上的孔和所述插入纵梁2中的管段6的壁上的孔。

图3表示纵梁2和插入其中的管段6沿螺栓8长度的横截面。

如图2和图3所示，管段6的横截面形状可以理解为由一个矩形的基本形状衍生而来，其中在矩形的两个长边各设计有一个以带有矩形横截面的槽9形式的凹槽。两个槽9的底部相接触，并且在两个槽9之中的一个用9a表示槽的底部，用于冷弯成型形成所述管段6的钢带的边缘10相互碰到一起，因此得到一个由两个矩形中空型材11以及将它们相连的一个双层壁腹板12组成的横截面形状。所述边缘10相互之间及同与之相对放置的槽9的底部焊接在一起。焊接定位在槽9a的底部一方面有这个优点，即，在一个工序中就可以使边缘10相互之间及与相对放置的槽9b的底部相连接，它将使管段6相对该底部相互之间不相连时具有更高的刚度。另一方面，由于焊缝位于槽9a内部，在焊接过程中可能产生的凸出部分将不会妨碍管段6插入纵梁2内的配合精度。

管段6在横截面内的壁长度，也就是说，由其成型出管段6的所述钢带的宽度较一根虚拟的围绕管段6的细线长大约其两倍窄边边长。在矩形的边长比例为例如1比1.5时，所述管段壁的长度比细线长大约40％。即便按本发明的管段的壁的横截面面积和因而所用的材料量以及重量并不大于具有简单的矩形型面的管段的各项对应参数时，为设置这种长的管段壁所必需的、经多次折叠而具有总共12个棱边(而非在一个简单的矩形横截面中的4个棱边)的横截面结构可导致一个相对于所述矩形横截面改善的刚度。

图4表示所述横梁1和固定在其上的能量吸收部件3的一种可另外选择的设计结构。图1中水平的法兰7在此被两个垂直的法兰7a，7b替代，其中一个7a焊接在U型板4上，另一个焊接在能量吸收部件的一个端部，并通过螺栓14相互固定。

图5表示所述横梁1和一个在其上固定的能量吸收部件的3的另一种可选择的设计结构的局部放大视图。能量吸收部件3在横梁1上如图4所示通过两个垂直的相互拧紧的法兰7a，7b固定。在此，能量吸收部件3不插入纵梁2，而是能量吸收部件3和纵梁2相对的端部各通过一个焊接的法兰7c或7d如法兰7a，7b通过螺栓14连接那样锁住。U形板4和法兰7a之间或能量吸收部件3和法兰7c之间的焊缝用15表示。

如图6所示，能量吸收部件3和横梁1之间通过法兰7或7a，7b的连接也可以被一个具有焊缝15的直接焊接替代。

横梁的内部板4在此没有如上述结构中的简单的U形型面。而是通过其双重的U形型面提高了刚度，其中能量吸收部件3的槽9和内部板4的两个U形型面接片间的中间空间16对齐。这样一种双重U形型面当然也可以和上述设计结构相结合。

在能量吸收部件3的管段6上焊接的法兰7b或7c也可以通过如在图7中能量吸收部件的部分视图中所示的法兰7’替代，后者通过沿管段6的棱边割开管段6并呈直角弯曲来形成。

当然，在本发明的框架内有许多可供选择的管段的横截面形状可考虑，例如一个如图8所示的具有相互不接触的平的槽9，9a的横截面结构，如图9所示的束腰的横截面结构或图10所示的和图2及图3所示的结构基本相同的横截面结构，除为减轻重量，边缘10不在槽9a的底部相互焊接，而是各自单独和相对放置的槽9b的底部焊接。可能的还有如图11所示的类S形的横截面形状，其中边缘10从不同侧焊接在钢带的一个中间范围13。一个业已公知的矩形横截面也当然可通过钢带的冷弯成型来制成。

Claims (14)

1.一种用于汽车车身的具有管段(6)的能量吸收部件(3)，其特征为，所述管段(6)的横截面具有至少一个凹槽(9，9a)。

2.按权利要求1所述的能量吸收部件(3)，其特征为，所述管段(6)具有一个由钢带冷弯成型的型面。

3.按权利要求2所述的能量吸收部件(3)，其特征为，钢带的边缘相互焊接在一起。

4.按权利要求3所述的能量吸收部件(3)，其特征为，所述焊缝位于凹槽(9a)处。

5.按权利要求1至4之一所述的能量吸收部件(3)，其特征为，所述管段(6)的横截面侧壁的长度至少比围绕该横截面的线的长度长四分之一。

6.按权利要求1至5之一所述的能量吸收部件(3)，其特征为，所述管段(6)在横截面上有多于4个棱边。

7.按权利要求1至6之一所述的能量吸收部件(3)，其特征为，所述管段(6)被成型为两个通过腹板(12)连接的中空型材。

8.按权利要求1至7之一所述的能量吸收部件(3)，其特征为，在管段(6)的一个纵向端部焊接有一个用于和车身零件连接的固定法兰(7，7b，7c)。

9.按权利要求1至8之一所述的能量吸收部件(3)，其特征为，在管段(6)的一个纵向端部一体地弯折成型有一个用于和一个车身零件连接的固定法兰。

10.一种具有按权利要求1至9之一所述能量吸收部件(3)的汽车车身。

11.按权利要求10所述的汽车车身，其特征为，所述能量吸收部件(3)设置在车身纵梁(2)和车身横梁(1)之间并沿汽车纵向延伸。

12.按权利要求10或11所述的汽车车身，其特征为，所述管段(6)的一个纵向端部被插入一个管状的车身零件(2)的一个开口的端部。

13.按权利要求12所述的汽车车身，其特征为，所述能量吸收部件(3)在所述管状的车身零件中通过至少一个和该车身零件(2)交叉的销钉(8)支承。

14.按权利要求10或11所述的汽车车身，其特征为，所述能量吸收部件(3)和纵梁(2)在它们相对的端部带有相互拧紧的法兰(7c，7d)。

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