專利名稱：包括用于附接至少一件機動車輛輔助設備的前保險杠保護罩的機動車輛前部組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機動車輛前部組件，其包括至少兩對機動車輛底盤前部縱向構 件，以及定位在縱向構件的前端處的支撐和附接板。
背景技術：
現(xiàn)代機動車輛設計成對可能存在的不同類型的正面碰撞作出適當響應，例如速度 在2. 5至4km/h之間(ECE42)的低速碰撞或“停車撞擊”、速度大約為16km/h (Darmer)的中 速碰撞或“可修復的碰撞”以及速度包括在56至65km/h之間的高速碰撞?，F(xiàn)代機動車輛還設計成在行人碰撞中保護行人，并且特別是用于保護行人的腿部 和臀部?？商峁┮环N包括上部金屬保險杠縱向構件和下部保險杠梁的前部組件，該上部 金屬保險杠縱向構件通過增加到上部保險杠梁上的第一金屬碰撞吸收器附接到高處通道 (主軸)的前上部縱向構件的端部上，該下部保險杠梁通過增加在下部保險杠梁上的第二 金屬或塑性材料碰撞吸收器附接到前下部縱向構件(例如支架延伸部)的端部上。然而，這種前部組件的制造和安裝復雜、昂貴。此外，這種組件不能以最佳方式與機動車輛前部設備中的其余設備進行結合，該 其余設備為這樣的設備，例如位于前部組件周圍的冷卻系統(tǒng)、光學部件或其它部件等，該組 件和這些設備之間無任何特定連接。不得不另外增加復雜的連接裝置用于這些不同元件間 的相互連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種前部組件，其能夠對行人碰撞和低速、中速碰撞作出 適當響應，并且該前部組件允許車輛前部其它設備容易結合，同時結構簡單，制造成本低。為此，本發(fā)明涉及一種上述類型的前部組件，其包括前保險杠保護罩，其包括用塑性材料制成的整體框架，該框架形成有上部保險杠 梁和下部保險杠梁以及連接上部保險杠梁與下部保險杠梁的兩個豎立件，框架的豎立件被 構造成作為碰撞吸收器，并且附接且直接抵靠附接板，保護罩進一步包括與框架材料相同 的附加梁，所述附加梁包括用于附接至少一件機動車輛輔助設備的附接裝置。根據(jù)其它實施例，單獨地考慮或者根據(jù)所有可能的技術組合，前部組件包括一個 或多個下列特征附加梁在上部保險杠梁的上方延伸，并且包括朝著框架后部大致垂直于該框架延 伸的至少兩個分支，所述分支包括用于附接一件機動車輛輔助設備的附接裝置；附加梁具有至少在所述梁的前面上延伸的肋；附加梁進一步具有位于其上面上的肋，所述肋進一步在分支上方延伸；下部保險杠梁包括用于附接至少一件機動車輛輔助設備的附接裝置；
豎立件具有蜂窩結構，該蜂窩結構形成有縱向延伸通過豎立件的室，所述的室在 保護罩的后面和/或前面上開口；每個豎立件都包括在后面?zhèn)壬戏忾]而在前面?zhèn)壬祥_口的第一盲室和在后面?zhèn)壬?開口而在前面?zhèn)壬戏忾]的第二盲室；上部保險杠梁是雙重的，并且包括兩個豎直地間隔開的橫向構件；該組件進一步包括面向保護罩的背面延伸的一件輔助設備，通過所述附加梁的所 述連接裝置將所述設備至少附接到所述保護罩的附加梁上；該輔助設備通過至少一個連接元件附接到附加梁上，該至少一個連接元件附接到 附加梁的附接裝置上，所述連接元件布置成用于吸收該件輔助設備和保護罩之間的振動。本發(fā)明還涉及一種用于機動車輛的前保險桿保護罩，其包括整體框架和用與該框 架相同的材料制成的附加梁，該整體框架形成有上部保險杠梁和下部保險杠梁以及連接上 部保險杠梁與下部保險杠梁的兩個豎立件，所述附加梁包括用于附接至少一件機動車輛輔 助設備的附接裝置，該保護罩被設置成結合到如上所述的機動車輛前部組件中，該保護罩 的豎立件被構造成用作碰撞吸收器，使其適合于附接且直接抵靠附接板。


通過閱讀下列僅僅作為例子給出的描述以及參考附圖，將更好地理解本發(fā)明及其 優(yōu)點，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的前部組件的分解示意透視圖；圖2是圖1所示的細件的側面剖視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的前部組件保護罩的示意性透視圖，以及圖4是圖1和2所示前部組件的四分之三后部透視圖，所述組件的保護罩上附接 了一件輔助設備。
具體實施例方式隨后，參照機動車輛常用方位來理解方位術語，如“縱向”，“橫向”，“前部”，“后部”， “上部”，“下部”等，圖1中，箭頭S沿著機動車輛的縱向方向水平地指向前方。如圖1和2中所示，機動車輛2包括具有前部部分6的底盤4 ；定位在前部部分6 的前端處以在碰撞的情況下保護前部部分6的前保險杠保護罩8 ；和用于覆蓋保護罩8的 保險杠殼體9。前部部分6包括高處通道10和低處通道14，該高處通道包括一對上部縱向構件 12或軸，該低處通道包括一對下部縱向構件16或支架延伸部。上部縱向構件12縱向延伸，并且彼此橫向間隔開。下部縱向構件16縱向延伸，并且彼此橫向間隔開。下部縱向構件16之間的橫向 距離與上部縱向構件12之間的橫向距離基本相等。校準上部縱向構件12以在沒有任何彎曲(buckling)的情況下吸收在SOkN至 IOOkN之間的最大軸向力。校準下部縱向構件16以在沒有任何彎曲的情況下吸收在25kN 至45kN之間的最大軸向力。在一些具有非平均尺寸規(guī)格的車輛上，在不脫離本發(fā)明的范圍 的情況，所提出的校準范圍可以稍微不同。
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上部縱向構件12被設置成在它們之間接收前面18并且至少部分地支撐該前面 18。在圖1中前面18用點劃線表示的長方形示意性地示出。在已知的方式中，前面18包 括支撐框架，支撐框架支承車輛動力傳動系冷卻系統(tǒng)和/或空氣調節(jié)系統(tǒng)的功能性單元， 例如一個或多個散熱器或電扇單元。如圖4所示以及如隨后進行描述的，冷卻系統(tǒng)包括附 接到保護罩8上的散熱器19。前面18設定成背向上部縱向構件12和下部縱向構件16的前端的后部。前部部分6包括一對定位在上部縱向構件12和下部縱向構件16的前端處的附接 板20。每個附接板20把上部縱向構件12的前端連接到位于相同側的相鄰的下部縱向構件 16的前端上。每個附接板20都具有在基本豎直的橫向平面內(nèi)延伸的金屬板的形狀。附接 板20可通過沖壓、輥軋、壓折鋼板制成，或進一步由輕質合金制成。殼體9是車輛的前部主體元件，并且限定了車輛的外部曲線。保護罩8定位在殼體9和前部部分6之間，用殼體9來覆蓋保護罩8。該保護罩8 的功能是吸收低速碰撞和中速碰撞(Darmer)的能量以便保護底盤4以及在行人碰撞的情 況中保護行人。保護罩8定位在上部縱向構件12和下部縱向構件16的前端處，同時附接到附接 板20并且縱向地抵靠附接板20。保護罩8定位在前面18的前方，以便保護該前面18以及 保護罩所支承的功能性單元。保護罩8包括整體框架22，該框架形成有位于高處通道10的高度處的上部保險杠 梁對、位于低處通道12的高度處的下部保險杠梁沈和將保險杠梁MJ6相互連接的兩個 豎立件沘。保險杠梁MJ6基本上橫向地且水平地延伸。它們彼此沿豎直方向間隔開。豎立 件28在保險杠梁MJ6之間基本上豎直地延伸。保險杠梁MJ6的功能是在發(fā)生碰撞的情況下將碰撞能量引導向豎立件觀。下部 保險杠梁沈或“行人保險杠梁”還具有在行人碰撞的情況下保護行人腿部的功能。下部保險杠梁沈定位成在膝部以下碰撞行人的腿部，同時上部保險杠梁M設置 成與膝部基本垂直地碰撞行人的腿部。上部保險杠梁M的豎直高度在IOOmm至200mm之間，優(yōu)選地在120mm至150mm之 間，與高度通常在70mm至90mm之間的傳統(tǒng)金屬上部保險杠梁的豎直高度相比增加了 30% 至80%。結果使得與行人的膝部有更好的適應性(減小剪切力)，這是因為對行人身體(脛 骨尺寸)的變化(dispersion)或對車輛姿態(tài)(負載程度、制動狀態(tài))的靈敏度低。停車碰 撞或低速兼容碰撞構造中優(yōu)點是相同的。有利地是，為了確保對行人的適當保護，下部保險 杠梁沈相對于上部保險杠梁M更加剛性并且更加靠前。在該例中，上部保險杠梁M是雙重的并且包括至少兩個沿豎直方向隔開的平行 的水平弦桿件(chord member) 30。每個弦桿件30都具有向后水平地敞開的U形截面。當 彎曲和扭曲時弦桿件30增加上部保險杠梁M的慣量。它們可具有間隙，特別是具有足夠 的高度，以便于保護罩的注塑和脫模(高度通常在30mm至40mm之間)?；蛘?，上部保險杠 梁M包括單個弦桿件。任選地，每個弦桿件30都包括內(nèi)部縱向豎直加強肋(未示出)，以用于使得弦桿 件30具有期望的剛度。在優(yōu)選的可替代實施例中，弦桿件30中的肋沿這些弦桿件的整個寬度分布，使得在沿著車輛的橫向軸線運動的情況下，在弦桿件30的中心區(qū)域中的每單位 長度上肋的密度大于在弦桿件30的位于中心區(qū)域任一側上的側部區(qū)域中的密度。因此，例如中心區(qū)域在弦桿件30的中心的任一側上延伸大約200mm的側向范圍。 例如該中心區(qū)域的肋的數(shù)量多于4個。在中心的行人碰撞中，當行人的腿部撞上這個中心區(qū)域之后，該中心區(qū)域中存在 大量的肋允許通過弦桿件30在50mm至70mm的縱向行進上的純彎曲來降低減速度。這種 響應與傳統(tǒng)的泡沫吸收器的響應完全不同，傳統(tǒng)的泡沫吸收器通過在相當?shù)男羞M上的純壓 縮進行操作。每個側部區(qū)域都在中心區(qū)域和豎立件28之間延伸例如距弦桿件30的中心200mm 至300mm之間的距離。每個周邊區(qū)域中的肋的數(shù)量少于4個。因此，對于中間的行人碰撞， 當行人的腿撞擊到該側部區(qū)域時，通過該區(qū)域在接近50mm的行進上的局部彎壓組合來實 現(xiàn)減速度的降低。下部保險杠梁沈具有向后水平地敞開的U形截面。下部保檢杠梁沈的高度大于 上部保險杠梁M的各個弦桿件30的高度。任選地，下部保險杠梁沈包括內(nèi)部加強肋(未示出)，以用于使得下部保險杠梁 26具有上述的期望剛度。保護罩8的豎立件觀可設置成用作殼體9和附接板20之間的能量吸收器，并且 在低速碰撞或中速碰撞(Darmer)時用于吸收保護罩8上的沖擊能量。因此，豎立件觀能夠直接地附接到附接板20上并且剛性地抵靠附接板20，而不需 要插入加在豎立件觀和附接板20之間的額外撞擊吸收器。對于質量在800至1200kg之間的機動車輛，在中速碰撞(Darmer)的情況下待消 耗的能量通常在6至12kJ之間，有利地是在7kJ至IOkJ之間。優(yōu)選地，每個豎立件28都 設置成在中速碰撞(Darmer)的情況下吸收多于^J、優(yōu)選地在6至IOkJ之間的能量。每個豎立件28都具有蜂窩結構，該蜂窩結構包括在豎立件28的后面36和前面38 之間縱向延伸的室32、34。每個豎立件28都包括倒置的盲室，該盲室包括在后面?zhèn)?6上封閉而在前面?zhèn)?8 上敞開的第一盲室32和在后面?zhèn)?6上敞開而在前面?zhèn)?8上封閉的第二盲室34。第一室 32和第二室34定位成交錯排列的行(或者如棋盤上的形式)。防護罩8進一步包括附加梁40，該附加梁用與框架22相同的材料制成并且在上部 保險杠梁M上方大致與該上部保險杠梁M平行地延伸。附加梁40包括用于附接至少一 件機動車輛輔助設備的附接裝置。根據(jù)附圖中所示的實施例，這些附接裝置設置在分支42 上，該分支延伸到附加梁40的兩端。分支42與附加梁材料相同，朝著框架22的后部與附 加梁40大致垂直地延伸。因此，分支42朝著保護罩8的后部沿著大致縱向方向延伸。如圖4所示，分支42具有用于固定一件機動車輛輔助設備(如散熱器19)附接裝 置44。附接裝置由例如槽口形成，該槽口用于接收設置在散熱器19上的互補附接裝置46。 互補附接裝置46由例如銷形成，該銷設置在散熱器上且裝配到分支42的相應槽口中。根 據(jù)另一個實施例，每個分支42上的附接裝置44形成有至少一個孔口(未示出)，該孔口用 于接收設置在散熱器19上的互補銷或者用于接收設置成接合到散熱器19的互補孔口中的 銷。圖1-3中未示出用于附接散熱器19的附接裝置，該附接裝置可以是適合于接收機動車輛的輔助設備部件的任何類型。根據(jù)可選實施例，散熱器19通過至少一個連接元件(未示出)附接到分支42上， 該連接元件布置成吸收能夠在保護罩8和散熱器19之間傳播的振動。該連接元件由例如 具有一定撓度的彈性體材料制成，同時該彈性體具有足夠的剛度，以用于保持散熱器19與 保護罩8的相對位置。更具體地，這種連接元件稱為“阻尼器(silent block)”。這樣的元 件例如具有用于接收散熱器19的銷的孔口和用于接收設置在附加梁40的形成附接裝置44 的分支42上的銷的孔口。根據(jù)實施例，設置有兩個連接構件，每個連接構件將散熱器19相 應地附接到附加梁40的分支42中的一個分支上。根據(jù)另一個實施例，附加梁40不包括任 何分支42，并且連接構件附接在附加梁40的末端上。根據(jù)可選實施例，附加梁40進一步包括用于附接另一個機動車輛輔助設備的附 接裝置，例如用于附接光學支撐件的裝置或者用于附接設置在機動車輛的車身殼體上的翼 狀縱向構件的裝置。附加梁40還可包括用于接收機動車輛機罩鎖的裝置。附加梁40被布置成沿著豎直方向呈現(xiàn)一定的彎曲，以吸收由于機動車輛的機罩 上的碰撞而產(chǎn)生的能量。此外，機動車輛正面碰撞時，該附加梁也具有能量吸收特征。為此， 附加梁40包括至少在所述梁40的前面上延伸的肋48，如圖1和3所示。根據(jù)圖3所示的 實施例，肋48進一步在梁40的上表面上一直延伸到分支42上。如圖1所示，肋48例如分 布在彼此縱向間隔開的豎直肋50之間和在豎直肋50之間沿對角線延伸的“X”形肋52之 間。根據(jù)圖3中所示的實施例，附加梁40的上表面的肋M呈“鋸齒狀”延伸。根據(jù)圖1中的實施例，附加梁40還包括在附加梁40的前面的兩側沿豎立件觀延 伸的室55。圖4中所示的散熱器19還通過上述諸如連接構件56或“阻尼器”的附接裝置附 接到下部保險杠梁26上。根據(jù)未示出的可選實施例，下部保險杠梁沈包括能夠接收設置 在散熱器19上的互補附接裝置的豎立件支承附接裝置。每個豎立件觀都直接附接到相應的附接板20上，與附接板20接觸，并且沿縱向 剛性地抵靠在附接板20上。每個豎立件觀都覆蓋由相應的附接板20所提供的支撐表面 的大部分。每個豎立件觀都通過螺紋連接或粘合劑粘接而附接在相應的附接板20上。該第二解決方案有利的是提供了良好的力的分配，。實際上，涉及通過螺紋連接的
組裝(金屬插入件，孔件，加強基部(sole)，用于螺旋式油槍的空間......)的設計約束被
提升，而由螺紋連接所引起的局部應力和分裂風險顯著地減弱。此外，所選定的按行交錯排 列的倒置盲室所形成的幾何形狀顯著增加了豎立件觀后面的尺寸表面，并參與了力的有 利分布。將每個上部縱向構件12連接到下部縱向構件16上的這些非常高的附接板20，或 者大型板，通過在高處通道和低處通道之間延伸的豎立件觀允許由保護罩8吸收的力的分 布在車輛的很大高度范圍上展開。大型板20提供延伸至豎立件28的剛性支撐表面，使豎立件28在碰撞中能夠均勻 壓縮，而其豎直地位于高處通道10和低處通道14之間的中間部分不發(fā)生任何彎曲。該優(yōu) 點允許豎立件28均勻設計，從而具有均勻分布的相似的室，豎立件28可縱向地從模具中脫 出并用來主要進行壓縮。因此，該結構與不具有大型板的、其豎立件必須設計成能夠產(chǎn)生彎曲的結構完全不同。因此，設置有根據(jù)本發(fā)明的前部組件的車輛在與另一車輛接觸時具有較小的侵 入，這對低速和中速下的車輛之間的相容性是有利的。由附接板20所提供的支撐結構的尺寸優(yōu)選的是，寬度在100至180mm之間，高度 在350至450mm之間，相應的總體表面積在3. 5和8dm2之間。豎立件觀的蜂窩結構使其便于制造，并且在低深度(沿著縱向方向的尺寸)范圍 內(nèi)給予豎立件足夠的能量吸收能力?？蚣?2例如通過塑性材料注塑成型而制成為一體。當保護罩8附接在底盤4上 時，框架可沿著與機動車輛的縱向相對應的單一方向從模具中脫出。因此框架22加工簡 單、制造成本低。豎立件觀的蜂窩結構允許小的間隙或甚至零間隙，這限制了保護罩8的 重量和制造成本。因此，所獲得的部件重量輕并且節(jié)省材料。豎立件的蜂窩結構還能夠使得用來界定所述室32、34的壁的局部厚度減小。因 此，該局部厚度可減小到在2. 5至4mm之間的范圍中，有利地在3至3. 5mm之間。此外，通常地，由于小的間隙或者不具有間隙能夠允許保護罩通過兩個相對的半 模具沿著與車輛的縱軸線對應的軸線在相反方向上移動而從模具中移除，所以將保護罩8 從模具中脫出很方便。因此，不必在模具中提供抽出工具或可移動部分。此外，利用棋盤形構造的豎立件觀中的小間隙或甚至無間隙，能夠在縱向凹進的 情況下(例如在中速碰撞過程中)獲得均勻的剛度。因此，，根據(jù)位移量可得到基本恒定 的力水平，從而增加耗散的能量且減小吸收路徑，同時保持低于上述限定的縱向構件12、16 的校準力。結果是碰撞能量可在減小的行程中被消耗，且該解決方案非常緊湊。因此，該解決 方案特別適用于撞擊吸收縱向行程小于250mm，特別是小于200mm的小型發(fā)動機車輛。豎立 件觀具有在120至220mm之間的縱向厚度。這允許高效的能量吸收，同時限制了保護罩8 的位于附接板20與保護罩8的前端之間的懸置突出。此外，在橫向偏移的行人碰撞中，特別是離弦桿件30的中心的距離大于300mm時， 優(yōu)選地通過大約50mm的行程上棋盤形式的豎立件28的局部純壓縮來實現(xiàn)減速度的降低。附加梁40進一步允許保護罩8與圍繞它的輔助設備、用于附接該設備的支承裝置 進行最佳結合，同時保持特別簡單和經(jīng)濟的方法實施例。
權利要求
1.一種用于機動車輛的前部組件，其包括機動車輛O)的底盤(4)的至少兩對前部縱 向構件(12、16)以及位于前部縱向構件(12、16)的前端處的支撐和附接板(20)，其特征在 于，該前部組件包括前保險杠保護罩(8)，該前保險杠保護罩包括由塑性材料制成的整體框 架(22)，該整體框架形成有上部保險杠梁04)和下部保險杠梁06)以及連接該上部保險 杠梁04)與下部保險杠梁06)的兩個豎立件( )，框架02)的豎立件08)被構造成作 為碰撞吸收器并且附接且直接抵靠附接板(20)，保護罩(8)進一步包括與框架02)材料相 同的附加梁(40)，所述附加梁00)包括用于附接機動車輛的至少一件輔助設備的附接裝 置。
2.如權利要求1所述的前部組件，其特征在于，附加梁GO)在上部保險杠梁04)的上 方延伸，并且包括朝向框架后部基本垂直于框架02)延伸的至少兩個分支(42)，所述分支 (42)包括用于附接機動車輛的一件輔助設備的附接裝置04)。
3.如權利要求2所述的前部組件，其特征在于，附加梁00)具有至少在所述附加梁 (40)的前面上延伸的肋(48,50,52).
4.如權利要求3所述的前部組件，其特征在于，附加梁00)的上面上進一步具有肋 (M)，且所述肋進一步在分支0 上延伸。
5.如權利要求1至4中任一項所述的前部組件，其特征在于，下部保險杠梁06)包括 用于附接機動車輛的至少一件輔助設備的附接裝置。
6.如權利要求1至5中任一項所述的前部組件，其特征在于，豎立件08)具有蜂窩結 構，該蜂窩狀結構形成有縱向延伸通過豎立件08)的室，該室開口到保護罩(8)的后面和 /或前面上。
7.如權利要求6所述的前部組件，其特征在于，每個豎立件08)都包括在后面?zhèn)?36) 上封閉且在前面?zhèn)?38)上開口的第一盲室(3 和在后面?zhèn)?36)上開口且在前面?zhèn)?38) 上封閉的第二盲室(34)。
8.如權利要求1至7中任一項所述的前部組件，其特征在于，上部保險杠梁04)為雙 重的，并且包括兩個豎直地間隔開的橫向構件(30)。
9.如權利要求1至8中任一項所述的前部組件，其特征在于，該前部組件進一步包括與 保護罩(8)的后面相反地延伸的一件輔助設備(19)，該件設備通過所述附加梁00)的附接 裝置至少附接到所述保護罩⑶的附加梁GO)上。
10.如權利要求9所述的前部組件，其特征在于，該件輔助設備(19)通過至少一個連接 構件附接到附加梁GO)上，該至少一個連接構件附接到附加梁GO)的附接裝置上，所述連 接構件被布置成吸收該件輔助設備(19)和保護罩(8)之間的振動。
11.一種用于機動車輛的前保險杠保護罩，其包括整體框架02)和與框架02)材料相 同的附加梁(40)，該整體框架形成有上部保險杠梁(M)、下部保險杠梁06)以及連接上部 保險杠梁04)和下部保險杠梁06)的兩個豎立件( )，所述附加梁GO)包括用于附接至 少一件機動車輛輔助設備的附接裝置，其特征在于，該前部保險杠保護罩設置成結合到如 權利要求1至10中任一項所述的機動車輛的前部組件中，該保護罩的豎立件08)被構造 成用作碰撞吸收器，并且用于附接且直接抵靠附接板00)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種機動車輛前部組件，其包括至少兩對前部縱向構件(12、16)以及位于縱向構件(12、16)前端的支撐和附接板(20)，前保險桿保護罩(8)包括由塑性材料制成的整體框架(22)，該框架形成有上部保險杠梁(24)、下部保險杠梁(26)以及連接該上部保險杠梁(24)與下部保險杠梁(26)的兩個豎立件(28)，保護罩(8)進一步包括用與框架(22)相同材料制成的附加梁(40)，所述附加梁(40)包括用于附接至少一件機動車輛輔助設備的裝置。
文檔編號B60R19/04GK102107634SQ201010625019
公開日2011年6月29日 申請日期2010年11月12日 優(yōu)先權日2009年11月12日
發(fā)明者V·戈南 申請人:佛吉亞汽車前端模塊公司