用于机动车的保险杠系统的横梁的制作方法

1.本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于机动车的保险杠系统的横梁

背景技术：

2.根据专利权利要求1的前序部分的横梁例如由还未公开的de 10 2020 114 662.0中已知。在此，那里的横梁具有中空腔型材，该中空腔型材在横梁的整个纵向延伸尺度上伸展。在该横梁中，在该横梁的端部区域中在后壁上布置碰撞盒，借助该碰撞盒，横梁能与机动车的车辆纵梁连接。为了尤其是在法律规定的碰撞测试方面达到更好的监管要求，横梁的壁厚通常会提高。然而，这也伴随着显著的重量提高，由于这种重量提高又导致机动车运行时的能源消耗增加。

技术实现要素：

3.因此，本发明的任务是，这样扩展根据专利权利要求1的前序部分所述的横梁，在所述横梁中能够实现在遵守法规规定的情况下将发生碰撞时的碰撞能量改进地引入到车辆纵梁中，而在此不导致过大的重量增加。
4.该任务通过具有专利权利要求1的所有特征的横梁来解决。本发明的有利构型可以在优选实施方式中到。
5.在此，根据本发明的用于机动车的保险杠系统的横梁具有前壁和后壁，所述前壁和后壁借助至少两个连接壁相互连接，其中，这些壁形成至少一个空腔，该空腔至少在横梁的端部区域中在该横梁的纵向延伸尺度中延伸并且该空腔具有封闭的横截面。在此，横梁在其端部区域中具有两个附接区域，用于附接到车辆纵梁上，其中，在两个附接区域之间布置横梁的中间区域，并且其中，前壁和后壁之间的间距在附接区域比在中间区域中更大。本发明的特点现在在于，在横梁的至少一个空腔中在该横梁的端部区域或附接区域中分别固定地布置碰撞盒插件。
6.通过根据本发明的这样的措施“将碰撞盒插件或碰撞盒本身集成到横梁的空腔中”可以省去布置在横梁以外的单独的碰撞盒并且也避免了横梁的各个壁的壁厚增大并且同时仍然达到或改进了为了遵守规定的碰撞测试所需的稳定性。由于通过根据本发明的横梁构型与横梁壁的壁厚提高相比能够实现减重，因此具有根据本发明的横梁的机动车运行可以用较少能量来实现，使得能够实现机动车的更经济且也更环保的运行。
7.根据本发明的第一有利构型设置，在横梁的后壁上布置有螺钉开口，用以将横梁直接旋紧到车辆纵梁上。由此，使得能够以简单的方式将横梁可取下地直接布置在机动车的车辆纵梁上。
8.在本发明的另一构型中，横梁构造为挤压出的中空型材已被证实为有利的。在此，铝合金已被确定为用于挤压的材料，因为由此不仅可以实现更小的横梁重量。对此的示例是符合en 573标准的6000组和7000组的合金，例如最高强度的aw7046或高强度的aw 6082。这种铝合金具有对于规定的碰撞测试来说必要且充足的稳定性而且还具有能够使得能量
在发生碰撞时可靠且可良好预测地导出到车辆纵梁中的屈服极限。在本发明范畴中，挤压出的中空型材本身有利地一件式且材料统一地构造。
9.根据本发明的另一有利构想，横梁构造为单腔中空型材。从环保和经济的视角，这种单腔中空型材能像挤压出的中空型材那样特别高效且以高产量来制造。通过作为单腔中空型材的构型得到以下可能性，利用唯一的碰撞盒插件来应对横梁的每一侧并且该碰撞盒插件的尺寸相对较大。这在协调各个部件之间的碰撞行为方面以及在装配方面提供了优点。在此，横梁在其整个纵向延伸尺度上构造有封闭的空腔被证实是特别有利的。这种封闭的空腔不必再被切割或设置有开口。由此，避免了耗时且耗能量的横梁切割，这不但从环境视角而且从经济视角都是有利的。
10.在使用多腔中空型材替代前面提及的单腔中空型材的情况下可以想到，碰撞盒插件本身也可以实施为多件式的。然而，优选一件式的碰撞盒插件。在这种情况下，横梁的将多个空腔相互分隔开的那些内壁必须在附接区段或端部区段中被移除，使得碰撞盒插件可以布置在所产生的空腔中。
11.在本发明的一个特别有利的构型中设置，前壁和后壁之间的间距在附接区域中至少是40毫米并且优选为前壁和后壁之间在中间区域中的间距的至少1.2倍，特别优选至少2倍。这样的横梁构型能特别好地满足规定要求，其中，横梁在被挤压之后可以特别容易地通过相应的工具变成这样的形状。这例如可以是使横梁的上壁和下壁或后壁与前壁之间的连接壁相应地变形或折叠的相应成形工具。在一个实施方式中，前壁和/或后壁不构造为平坦的，而是在横截面中具有至少一个阶梯或凸肩。因此，车辆前部模块的特定几何构型、传感器在横梁上的集成可以得到考虑和/或在车辆内部(例如行李箱)方向中的横梁可用安装空间可以受到积极影响。
12.此外，碰撞盒插件构造为挤压出的中空型材也被证实为有利的。如已对挤压的横梁所阐述的那样，这种挤压型材可以不但在环境上而且在经济上有利地制造，其中，具有多个空腔的中空型材也可以无问题地制造。通常将中等强度或高强度的铝合金，尤其是6000组或7000组考虑为用于碰撞盒插件的材料，因此这些材料在碰撞盒中是常见的。为了能够使在发生碰撞时引入的能量实现特别良好的能量导出，将碰撞盒插件构造为具有至少两个空腔的挤压中空型材被证实是特别有利的。通过在碰撞盒插件内构造多个空腔，将在发生碰撞时引入的能量特别良好地通过碰撞盒插件引入到车辆纵梁中经过乘客舱，使得由此乘客舱和其中的人员在发生碰撞时的安全性可以显著地最大化。
13.根据本发明的另一构思，碰撞盒插件的纵轴线横向于横梁的纵轴线地延伸，在此被证实为特别有效的。在此，横向走势应这样构型，使得横梁和碰撞盒插件的纵轴线基本上相互成90
°
+/-20
°
地相互延伸。这相应于布置在横梁以外的传统碰撞盒，该传统碰撞盒的纵向延伸尺度或纵轴线同样横向于横梁得纵轴线地延伸。由此确保了，在发生碰撞时引入的能量经由碰撞盒插件的纵向延伸尺度被引入到车辆的纵梁中。
14.为了再次提高在遵守碰撞测试中的法规要求方面的横梁稳定性，在本发明的一个有利构型中设置，中间区域通过居中地布置的插件来加固。如果该插件在中间区域的总长度的10至40％的总长度上延伸，则这种中间区域的加固被证实是特别有利的。这样规定尺寸的插件提高了横梁的稳定性，而没有出现太高的重量增加。因此，不但从环境视角中而且从经济视角中，在中间区域中具有这种插件的横梁构型也是特别有利的。
15.根据本发明的另一构型设置，横梁在横截面中至少纵向区段地设置有法兰用以使前壁或后壁向上和/或向下延长。前壁或后壁的这种延长部尤其在非中心碰撞方面是特别有利的，因为通过横梁的前壁或后壁的这种延长部引入的能量又可以特别良好地被导出到碰撞盒插件中并且进一步导出到车辆纵梁中。这种延长部可以在挤压横梁时已经在横梁的整个纵向延伸尺度上制造并且接下来与所设置的设计相应地相应切割掉。
16.替代地也可以设置，这种延伸部可以借助常见的连接技术、例如旋拧或焊接在制造了横梁之后安置在该横梁上。也可以设置局部法兰，该局部法兰从后壁突出来，用于构成直接在横梁上的旋紧部。
17.根据本发明的另一有利构型设置，碰撞盒插件在其整个横截面上与横梁的前壁和后壁齐平地终止。由此以特别简单的方式确保，碰撞盒插件可以定位在横梁中的相应位置中。为此，仅需要在前壁和/或后壁上的简单的止挡部。此外，也可以设置替代的固定装置，例如压印和/或穿孔凸缘，用于碰撞盒插件在横梁内的固定和定位。
18.为了再次将发生碰撞时引入的能量最大化地引入到机动车的车辆纵梁中，根据本发明的一个特别有利的构型可以设置，碰撞盒插件构型为朝前壁和/或后壁斜切或呈梯级。通过这样的斜切或梯级能够实现，针对性地控制碰撞盒插件内的能量流，使得发生事故时引入的能量有针对性地导出到车辆横梁中。在此一方面可以设置，碰撞盒插件构型为从横梁的上连接壁或下连接壁斜切或呈梯级。另一方面也可能的是，布置在横梁的上连接壁和下连接壁之间的碰撞盒插件壁构型为相应地斜切或呈梯级。也可能的是，实现碰撞盒插件的不同的斜切或梯级的组合。所有这些斜切或梯级使得能够将发生碰撞时引入的能量通过碰撞盒插件非常有针对性地导出到车辆纵梁中。
19.本发明的一个方面涉及一种用于制造上述横梁的方法。在提供具有封闭横截面的空腔的横梁之后，从该横梁的敞开的端侧分别插入内工具，并且端部区域和附接区域这样在拉伸连接壁的情况下扩宽，使得前壁距后壁比在横梁的中间区域中更远地间隔开。在此，所提供的中空型材(沿车辆纵向方向观察)相对较窄并且在此在连接壁中在横截面中可以具有弯曲。
20.替代地，所提供的中空型材相对较宽并且在中间区域中这样在压成形技术上变形，其中，前壁和后壁之间的间距减小并且连接壁在横截面中得到弯曲，而该横截面在附接区域或端部区域中得到保持。中间区域或者附接区域或端部区域的变形优选在事先在冷(20至100℃)或半温(120至240℃)状态下进行了固溶退火之后的挤压型材中进行。
21.接下来，将碰撞盒插件移动并且例如通过固定装置来紧固或压紧或粘接。
22.优选，碰撞盒插件(左侧和右侧)由同一挤压型材制造，作为相同零件。
23.由下面参照附图对实施例的描述中得出本发明的另外的目的、优点、特征和应用可能性。在此，所有描述和/或图像本身示出的特征本身或以任何有意义的组合构成本发明的主题，而与它们在权利要求中的组合或它们的引用关系无关。
附图说明
24.附图示出：
25.图1：以前视图示出根据本发明的横梁的一个实施例的立体图；
26.图2以后视图示出图1的横梁的立体图；
27.图3用于插入在根据图1和2的根据本发明的横梁中的根据本发明的碰撞盒的一个实施例；
28.图4图1和2的横梁在端部区段区域中的横截面图；
29.图5具有已插入的碰撞盒插件的根据图4的横梁；
30.图6以半透明的立体入图示出端部区域中的图2的横梁
31.图7以横截面图示出根据本发明的横梁的一个实施例在附接区域中的细节图，
32.图8示出根据本发明的横梁的一个实施例的俯视图，和
33.图9示出图8的横梁的前视图。
具体实施方式
34.图1中以立体图和正视图示出根据本发明的用于机动车保险杠系统的横梁1的一个实施例。在此，横梁1具有前壁2、后壁3和将该前壁和后壁相连接的连接壁4和5。通过后壁2、前壁3以及连接壁4和5构成横梁1的空腔6。前壁2构造为在其整个纵向延伸尺度上沿着纵轴线16基本上为平坦的，但这不适用于连接壁4和5。在横梁1的端部区域9和10中，连接壁4和5略微朝内朝空腔6的方向弯曲，而这些连接壁在中间区域中非常强烈地朝内朝向空腔弯曲或已折叠起。在端部区域9和10与中间区域11之间的区域中，连接壁5的弯曲朝中间区域11的方向越来越深。而后壁3构造为在端部区域8和9以及在中间区域11中基本上是平坦的并且在从端部区域8和9到中间区域11的过渡中朝前壁的方向倾斜。连接壁4和5在端部区域9和10中的弯曲有助于更好的变形引发和与碰撞盒插件12协调。
35.在前壁2和后壁3中引入开口26，牵引设备可以穿过该开口并且与车辆纵梁或碰撞盒插件12连接。
36.与横梁1的连接壁4和5的弯曲或折叠的深度相应地，横梁1的前壁2和后壁3之间的间距也从该横梁的端部区域9和10到中间区域11最小化。
37.图2从后方示出横梁1的立体图，如尤其由该附图中可以看出，在端部区域9和10中也有附接区域7和8，在所述附接区域中，横梁1可以与机动车的车辆纵梁连接。为此，在横梁1的后壁3中在附接区域7和8中设置螺钉开口17和18。
38.此外，在端部区域9和10中也为碰撞盒插件12分别设置止挡部19，该止挡部具有固定装置20，这些碰撞盒插件可在横梁1的端部区域9和10中布置到那里的空腔6中。
39.图3以立体图示出碰撞盒插件12的立体图，该碰撞盒插件设置为用于根据图1和2的横梁1。那里的碰撞盒插件12构造为挤压的两腔式中空型材并且具有上壁21和下壁22以及将上壁21和下壁22相连接的另外的壁23和24。此外，设置将上壁21和下壁22相连接的中间壁25，使得由于壁21至25，碰撞盒插件12具有两个空腔13和14。在此，上壁21平行于下壁22地延伸，而同样相互平行地延伸的壁23、24和25则与该下壁垂直。空腔与碰撞盒插件12的纵向延伸尺度相同地沿着纵轴线15延伸。
40.图4中现在示出图1和图2的横梁在端部区域9或10中的一个端部区域中的横截面图，其中，在该端部区域9或10内还没有碰撞盒12插入到横梁1中。在此能清楚地看到，横梁1的前壁2和后壁3基本上平行地延伸，而连接壁4和5具有进入到横梁1的空腔6内部的弯曲。
41.图5又示出与图4相应的横梁1，在图5的横截面图中，现在插入了碰撞盒插件12。在此，碰撞盒插件12在其纵向延伸尺度中沿着纵轴线15与横梁1的后壁3和前壁2齐平地终止。
这可以从以下方面中清楚地看出：碰撞盒插件12的上壁21和下壁22在它们的整个纵向延伸尺度方面沿着纵轴线15从横梁1的前壁2延伸到后壁3。在此，横梁1的连接壁4和5略微地弯曲并且恰好没有触碰碰撞盒插件12的上壁21或下壁22。替代地，通过连接壁4和5与碰撞盒插件12之间的直接接触进行固定可以是有利的，例如通过压紧进行固定。
42.在根据图6的横梁1在其端部区域10中的半透明立体图中，现在将碰撞盒插件12插入到空腔6中，到横梁1的端部区域10中。在此，碰撞盒12的定位借助止挡部19来进行，该止挡部在空腔6的内部中布置在横梁1的后壁3上。在该止挡部19上也设置固定装置20，借助该固定装置能将碰撞盒12可靠地固定在横梁1的端部区域10的空腔6中。横梁1的后壁3的止挡部19或固定装置20在此布置在侧壁23上，该侧壁朝向横梁1的中间区域11。
43.明显地能看出，将横梁1的后壁3和前壁2相连接的连接壁4和5的弯曲。在横梁1的端部区域10中还设置附接区域8用以将横梁12与机动车的纵梁连接。为此，在横梁1的后壁3上布置螺钉开口17和18，能用于将横梁1与车辆纵梁相连接的螺钉可以穿过这些螺钉开口。
44.图6的图示中现在也能看出：在横梁1在其端部区域10中的空腔6中布置在附接区域8的区域中的碰撞盒插件12。如已经对图3所阐述的那样，该碰撞盒插件由壁21至25组成，由此，碰撞盒插件12构造有两个空腔13和14。在此，碰撞盒插件12的布置这样实现，使得用于牵引设备的另一开口26布置在碰撞盒插件12的较大空腔13的区域中。在这里未示出的牵引设备15可以穿过不但设置在前壁2中而且设置在后壁3中的这个开口26，并且与车辆纵梁或碰撞盒插件12连接，例如借助牵引设备的外螺纹来进行连接，该外螺纹与车辆横梁内或碰撞盒插件12内的内螺纹共同作用。
45.在此，碰撞盒12的纵向延伸尺度沿着其纵轴线15延伸，该纵轴线横向于、尤其是垂直于沿着横梁1的纵轴线16延伸的横梁1纵向延伸尺度延伸。
46.图7中以附接区域7或8中的横截面图示出根据本发明的横梁1的一个实施例的细节图。那里的横梁1构造为挤压出的具有空腔6的中空型材并且具有前壁2和后壁3，所述前壁和后壁与这里未示出的上连接壁和下连接壁连接。在空腔6内布置有碰撞盒插件12。在此，碰撞盒插件12构造为具有第一空腔13和第二空腔14的双腔中空型材。在此，第一空腔13在车辆横梁1的纵向方向上由第一壁23和中间壁25限界，而碰撞盒插件12的第二空腔14则由中间壁25和第二壁24限界。在此，空腔13从横梁1的后壁3延伸到前壁2，这尤其通过以下方面看出，不但第一壁23而且中间壁25都从横梁1的后壁3延伸至前壁2。与此不同，碰撞盒插件12的第二空腔14并不是完全地从横梁1的后壁3延伸到前壁2，这尤其通过以下方面看出，这里仅中间壁25从横梁1的后壁3延伸到该横梁的前壁2，而第二壁24仅与横梁1的后壁3齐平地终止并且不引至横梁1的前壁2。而碰撞盒插件12的空腔14朝横梁1的前壁2的方向这样敞开地构造，使得斜切29从第二壁24延伸到横梁1的前壁2。
47.此外，图7的图示中还示出用于在横梁1的空腔6内的碰撞盒插件12的止动部19。通过该止动部19可以使碰撞盒插件12准确地像规划的那样定位在横梁1的空腔6中。为了使碰撞盒插件12在发生碰撞时不移动，在止动部19的区域中也设置碰撞盒插件12的固定装置20。这例如可以借助止动部19与碰撞盒插件12的接合技术上的连接来实现。
48.图8中现在示出根据本发明的横梁1的一个实施例的俯视图。在该图示中能特别好地看出，横梁1连同其后壁3直接紧固到车辆纵梁27上。在此，横梁1在车辆纵梁27上的紧固在横梁1的附接区域7、8或端部区域9、8中实现。也能清楚地看到，在横梁1的空腔6中在横梁
1的前壁2和后壁3之间在相对于车辆纵梁的延长部中布置碰撞盒插件12。在此特别好地看出，横梁1连同碰撞盒12可以预先制造并且被提供给与车辆纵梁27的最终装配。因此，根据本发明可以省去布置在横梁1和车辆纵梁27之间的单独的碰撞盒。
49.图9中以前视图示出图8的横梁1。在横梁1的该实施例中，在此，延长部28在横梁1的附接区域7、8或端部区域9、10和中间区域11中布置在横梁1的前壁2上。在横梁1的附接区域7、8或端部区域9、10中的布置在横梁1的空腔6内的碰撞盒插件12在此用虚线表示。前壁12的延长部28在此延伸超出下连接壁5，而上连接壁4在前壁2的区域构造为平坦的。在方法技术方面，延长部28这样制造，使得前壁2的延长部在挤压横梁1时在该横梁的整个纵向延伸尺度上延伸并且接下来该延长部被相应地切掉，使得产生前壁2的部分的延伸部28。
50.附图标记列表
[0051]1ꢀꢀ
横梁
[0052]2ꢀꢀ
前壁
[0053]3ꢀꢀ
后壁
[0054]4ꢀꢀ
连接壁
[0055]5ꢀꢀ
连接壁
[0056]6ꢀꢀ
空腔
[0057]7ꢀꢀ
附接区域
[0058]8ꢀꢀ
附接区域
[0059]9ꢀꢀ
端部区域
[0060]
10 端部区域
[0061]
11 中间区域
[0062]
12 碰撞盒插件
[0063]
13 空腔
[0064]
14 空腔
[0065]
15 纵轴线
[0066]
16 纵轴线
[0067]
17 螺钉开口
[0068]
18 螺钉开口
[0069]
19 止挡部
[0070]
20 固定装置
[0071]
21 壁
[0072]
22 壁
[0073]
23 壁
[0074]
24 壁
[0075]
25 中间壁
[0076]
26 开口
[0077]
27 车辆纵梁
[0078]
28 延长部
[0079]
29 斜切

技术特征：

1.用于机动车的保险杠系统的横梁(1)，所述横梁具有前壁(2)和后壁(3)，所述前壁和后壁借助至少两个连接壁(4，5)相互连接，其中，这些壁(2，3，4，5)形成至少一个空腔(6)，该空腔至少在所述横梁(1)的端部区域(9，10)中在该横梁的纵向延伸尺度中延伸并且该空腔具有封闭的横截面，其中，所述横梁(1)在该横梁的端部区域(9，10)中具有两个附接区域(7，8)用以附接到车辆纵梁上，其中，在所述两个附接区域(7，10)之间布置有所述横梁(1)的中间区域(11)，并且其中，所述前壁(2)和所述后壁(3)之间的间距在所述附接区域(7，8)中比在所述中间区域(11)中大，其特征在于，在所述横梁(1)的所述至少一个空腔(6)中在所述横梁的端部区域或附接区域(7，8)中分别固定地布置碰撞盒插件(12)。2.根据权利要求1所述的横梁，其特征在于，在所述横梁(1)的后壁(3)上布置有螺钉开口(17，18)，用于将所述横梁(1)直接旋紧在车辆纵梁上。3.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，该横梁构造为优选由铝合金制成的挤压出的中空型材。4.根据权利要求1或2所述的横梁，其特征在于，该横梁构造为单腔中空型材，优选构造有在所述横梁(1)的整个纵向延伸尺度中的封闭的空腔(6)。5.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于所述前壁(2)和所述后壁(3)之间在所述附接区域(7，8)中的间距至少是40毫米并且优选为所述前壁(2)和所述后壁(3)之间在所述中间区域(11)中的间距的1.2倍，特别优选两倍。6.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，所述碰撞盒插件(12)构造为挤压出的中空型材，优选构造有至少两个空腔(13，14)。7.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，所述碰撞盒插件(12)的纵轴线(15)横向于所述横梁(1)的纵轴线(16)延伸。8.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，所述中间区域(11)由居中地布置的插件来加固，该插件优选在所述中间区域(11)的总长度的10％至40％的总长度上延伸。9.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，该横梁在横截面中至少纵向区段地设置有法兰，用以横向于所述横梁(1)的纵向方向地延长或使所述前壁(2)沿车辆高度方向(z)增高。10.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，为所述碰撞盒插件(12)设置止挡部(19)。11.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，为所述碰撞盒插件(12)设置固定装置(20)。12.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，所述碰撞盒插件(1)在该碰撞盒插件的整个横截面上与所述横梁(1)的所述前壁(2)和所述后壁(3)齐平地终止。13.根据前述权利要求中任一项所述的横梁，其特征在于，所述碰撞盒插件(1)构造为相对于所述前壁(2)和/或所述后壁(3)斜切或呈梯级。14.机动车，所述机动车具有根据前述权利要求中任一项所述的横梁。

技术总结

本发明涉及一种用于机动车的保险杠系统的横梁(1)，所述横梁具有前壁和后壁，所述前壁和后壁借助至少两个连接壁相互连接，其中，这些壁形成至少一个空腔(6)，该空腔至少在所述横梁(1)的端部区域在该横梁的纵向延伸尺度中延伸并且该空腔具有封闭的横截面，其中，所述横梁在其端部区域中具有两个附接区域用于连接到车辆纵梁傻瓜，其中，在所述两个附接区域之间布置有所述横梁(1)的中间区域(11)，并且其中，所述前壁(2)和后壁(3)之间的间距在所述附接区域中比在所述中间区域(11)中大，其特征在于，在所述横梁(1)的至少一个空腔(6)中在所述横梁的端部区域或附接区域中分别固定地布置碰撞盒插件。置碰撞盒插件。置碰撞盒插件。