將保險(xiǎn)杠橫梁安裝到車輛結(jié)構(gòu)上的附接裝置的制造方法
【專利說明】將保險(xiǎn)杠橫梁安裝到車輛結(jié)構(gòu)上的附接裝置
[0001]本發(fā)明涉及用于將保險(xiǎn)杠橫梁安裝到車輛結(jié)構(gòu)上的附接裝置。更具體地，本發(fā)明涉及所述附接裝置的端部的設(shè)計(jì)和形成方法，所述端部待要固定到保險(xiǎn)杠橫梁。這樣的附接裝置有利地是變形元件，也被稱作“碰撞盒(Crash-box) ”或“C-盒(C_boX) ”，其被設(shè)計(jì)成在車輛碰撞的情況下通過塑性變形吸收盡可能多的動(dòng)能。
[0002]保險(xiǎn)杠橫梁包括大體上豎直的前壁和后壁，所述前壁和后壁在撞擊的情況下分別起壓縮支柱和拉伸支柱的作用并且前壁和后壁由于橫向壁或側(cè)翼壁(flanking wall)而間隔開。這些側(cè)翼壁通常是水平的上壁和下壁。保險(xiǎn)杠橫梁經(jīng)常是有利地用鋁合金擠出的型材，包括具有至少一個(gè)室的中空截面構(gòu)件，該室由所述豎直的前壁和后壁以及水平的上側(cè)翼壁和下側(cè)翼壁界定。因?yàn)檐囕v被運(yùn)送到不同國家并且以不同變型，中空截面構(gòu)件應(yīng)被安置在相對(duì)于車輛結(jié)構(gòu)(尤其是縱向梁)的多個(gè)不同高度處。為了符合由評(píng)價(jià)保險(xiǎn)杠性能的汽車修理研究協(xié)會(huì)(RCAR)規(guī)定的測(cè)試程序，保險(xiǎn)杠橫梁的中空截面構(gòu)件應(yīng)被安置成與RCAR測(cè)試的障礙物充分接合并且應(yīng)具有有效高度(significant height)，該有效高度典型地高于10mm0
[0003]保險(xiǎn)杠橫梁被設(shè)計(jì)成使得它們開始塑性變形的力低于使車輛結(jié)構(gòu)不可逆變形需要的力。在較小撞擊的情況下，僅使保險(xiǎn)杠橫梁變形，其結(jié)果是僅須更換此單獨(dú)部件。在過去，提出變形元件(也被稱作“碰撞盒”)來增加車輛結(jié)構(gòu)仍沒有塑性變形時(shí)的最大沖擊力。定位在橫梁和車輛結(jié)構(gòu)(例如，其縱向梁)之間，變形元件還被用作附接裝置。它們被設(shè)計(jì)成一旦在撞擊時(shí)車輛的動(dòng)能高于臨界值就被塑性變形。它們的塑性變形有利地是漸進(jìn)折疊，其至少部分地吸收沖擊能量。變形元件通常是中空截面型材形式，一般是多室的中空截面型材，由此它們的縱向軸線位于車輛的縱向軸線的方向上。
[0004]美國專利US 7401825描述了一種具有保險(xiǎn)杠橫梁的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，該保險(xiǎn)杠橫梁具有一個(gè)中空截面構(gòu)件和兩個(gè)擠出的多室的中空截面型材形式的附接裝置。該多室的中空截面型材的截面的周緣包括相對(duì)的豎直的側(cè)壁和相對(duì)的水平的外壁。該中空截面型材包括由中間室分開的相對(duì)的外圍室，其中每個(gè)外圍室至少由所述外壁之一和一個(gè)水平內(nèi)壁界定，該水平內(nèi)壁平行于所述外壁且在所述相對(duì)的側(cè)壁之間延伸。該附接裝置的意在與保險(xiǎn)杠橫梁附接的端部包括相對(duì)的水平的上雙壁凸緣和下雙壁凸緣，該上雙壁凸緣和該下雙壁凸緣與保險(xiǎn)杠橫梁的水平的側(cè)翼壁搭接且被可松脫地附接至所述側(cè)翼壁。這些雙壁凸緣是通過如下方式獲得的:使外圍室塌縮且通過在所述端的邊緣附近移除界定中間室的相對(duì)的側(cè)壁部件的部分，使得保險(xiǎn)杠橫梁的中空截面構(gòu)件至少部分地接合在這些相對(duì)的雙壁凸緣之間的空間內(nèi)。
[0005]德國專利申請(qǐng)DE 102008022564也描述了一種具有保險(xiǎn)杠橫梁的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，該保險(xiǎn)杠橫梁具有一個(gè)中空截面構(gòu)件和兩個(gè)多室的中空截面型材形式的附接裝置。中空截面型材也包括豎直相對(duì)的側(cè)壁、水平相對(duì)的上外壁和下外壁以及由中間室分開的相對(duì)的上室和下室。該附接裝置的待要固定到保險(xiǎn)杠橫梁的端部具有非對(duì)稱形狀，使得一旦被附接到車輛結(jié)構(gòu)(縱向梁)該保險(xiǎn)杠橫梁可以具有相對(duì)于縱向梁的至少兩個(gè)可能保持位置。這些端部的每個(gè)包括相對(duì)的凸緣，所述相對(duì)的凸緣與保險(xiǎn)杠橫梁的水平側(cè)翼壁搭接且被可松脫地附接至所述水平側(cè)翼壁。這些相對(duì)的凸緣不是以相同方式制造的:它們中的一個(gè)是由通過使相應(yīng)的外圍(下或上)室塌縮造成的雙壁，另一個(gè)是在典型地通過機(jī)械加工、模切或模具加工移除另一個(gè)外圍(上或下)外圍室的其他壁之后該另一個(gè)外圍室的外壁的剩余部件。
[0006]在US 7401825的情況下，雙壁凸緣的端部的對(duì)稱機(jī)械特性允許與保險(xiǎn)杠橫梁的穩(wěn)定且剛性連接且在沖擊的情況下允許可靠的能量吸收能力。然而，這些附接裝置(其是極好的變形元件)具有可以僅與保險(xiǎn)杠橫梁配合的端部，保險(xiǎn)杠橫梁的中空截面構(gòu)件具有小高度，即，側(cè)翼壁之間的低距離，這是因?yàn)樗鼍嚯x被限制到中間室的高度。因?yàn)楸ｋU(xiǎn)杠橫梁的中空截面構(gòu)件應(yīng)具有有效高度以符合評(píng)價(jià)保險(xiǎn)杠性能的RCAR測(cè)試程序，所以碰撞盒應(yīng)具有盡可能高的中間室，這會(huì)導(dǎo)致提供具有不適當(dāng)?shù)男螤畹呐鲎埠校乙虼藢?dǎo)致不必要的重量。
[0007]在DE 102008022564的情況下，碰撞盒端部的不對(duì)稱幾何結(jié)構(gòu)允許與具有較高中空截面構(gòu)件的保險(xiǎn)杠的配合。然而，碰撞盒的凸緣的不對(duì)稱機(jī)械特性使得附接裝置和保險(xiǎn)杠之間的連接不那么穩(wěn)定，尤其是在涉及扭矩和/或彎矩的碰撞載荷情況下。因此，在碰撞期間附接裝置會(huì)具有較不可靠的無壓曲塑性折疊并且從而吸收比預(yù)期少的能量。
[0008]因此，仍存在提供如下附接裝置的需要，所述附接裝置允許與保險(xiǎn)杠橫梁的穩(wěn)定且剛性連接，可以配合具有高中空截面構(gòu)件的保險(xiǎn)杠橫梁，充當(dāng)可靠的變形元件且通過該附接裝置所述保險(xiǎn)杠橫向構(gòu)件可以以簡單的方式被安置在相對(duì)于車輛結(jié)構(gòu)的不同的高度。
[0009]本發(fā)明的第一目標(biāo)是一種用于將保險(xiǎn)杠橫梁安裝到車輛結(jié)構(gòu)上的附接裝置，所述附接裝置具有第一端部和第二端部，所述第一端部待要固定到所述車輛結(jié)構(gòu)，所述第二端部被設(shè)計(jì)成附接至所述保險(xiǎn)杠橫梁，所述第二端部包括分別被稱為上雙壁凸緣和下雙壁凸緣的相對(duì)的雙壁凸緣，所述相對(duì)的雙壁凸緣彼此間隔開一個(gè)距離H，所述附接裝置由中空截面型材制成，所述中空截面型材的周緣包括相對(duì)的側(cè)壁和相對(duì)的外壁，所述相對(duì)的外壁分別被稱為上外壁和下外壁，其中所述相對(duì)的外壁是基本平行的，其中所述中空截面型材包括分別被稱為下室和上室的相對(duì)的外圍室，所述下室至少由下外壁和下內(nèi)壁界定，該下內(nèi)壁基本平行于所述下外壁且在所述相對(duì)的側(cè)壁之間延伸，所述上室至少由上外壁和上內(nèi)壁界定，該上內(nèi)壁基本平行于所述上外壁且在所述相對(duì)的側(cè)壁之間延伸，其中所述上內(nèi)壁和所述下內(nèi)壁間隔開一個(gè)距離Hi，其特征在于，所述距離H嚴(yán)格大于所述距離Hi。
[0010]該附接裝置被設(shè)計(jì)成用于將所述保險(xiǎn)杠橫梁安裝到車輛結(jié)構(gòu)上，典型地安裝在其縱向梁上。該附接裝置由中空截面型材制成，該中空截面型材具有待要固定到所述車輛結(jié)構(gòu)的第一端部和包括相對(duì)的雙壁凸緣的第二端部，所述雙壁凸緣被設(shè)計(jì)成與保險(xiǎn)杠橫梁的相對(duì)的壁搭接且被設(shè)計(jì)成可松脫地附接至所述相對(duì)的壁。有利地，所述中空截面型材是用鋁合金擠出的多室中空截面型材，所述鋁合金典型地是屬于6XXX鋁業(yè)協(xié)會(huì)系列的合金。有利地，所述附接裝置是被設(shè)計(jì)成通過使其無壓曲漸進(jìn)塑性折疊來至少部分地吸收沖擊能量的變形元件。
[0011]為了便于描述附接裝置，相對(duì)的雙壁凸緣在此分別被稱作“下雙壁凸緣”和“上雙壁凸緣”，因?yàn)樵谝粋€(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中它們與保險(xiǎn)杠橫梁的水平側(cè)翼壁搭接，豎直的后壁和前壁由于該水平側(cè)翼壁而間隔開。顯然，本發(fā)明的附接裝置可以不同方式安置。例如，它們可以具有待要附接到設(shè)置在保險(xiǎn)杠橫梁上的豎直的縱向肋的相對(duì)的豎直的雙壁凸緣。中空截面型材的截面的周緣包括相對(duì)的側(cè)壁和基本平行的相對(duì)的外壁，出于上述原因，所述外壁被稱作“上外壁”和“下外壁”。中空截面型材包括相對(duì)的外圍室，出于相同的原因，所述相對(duì)的外圍室分別被稱作“下室”和“上室”。每個(gè)外圍室至少由所述相對(duì)的外壁之一和內(nèi)壁界定，所述內(nèi)壁基本平行于所述外壁且在相對(duì)的側(cè)壁之間延伸。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，多室中空截面型材包括由中間室分開的上室和下室。在這些實(shí)施方案中，除了所述相對(duì)的外壁和內(nèi)壁之外，完成所述外圍室的界定的壁是所述相對(duì)的側(cè)壁的部件。由于多室中空截面型材可以包括不止三個(gè)室，例如，附加的側(cè)向室，除了所述相對(duì)的外壁和內(nèi)壁之外，完成所述外圍室的界定的壁可以是將所述外圍室與所述側(cè)向室分開的壁。
[0012]參考中空截面型材，在圖2b例示了中空截面型材的截面，下室(30)至少由下外壁
(27)和下內(nèi)壁(