CN101421093B - 车辆的冲击吸收元件及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆尤其是汽车的冲击吸收元件，所述冲击吸收元件包括：主体，包含热塑性聚合物材料；细长的加强结构，设置在主体中，并包括基本平行延伸的多个金属加强绳和布置在绳之间用于在制造工艺之前和制造工艺期间保持金属加强绳彼此基本平行的多个定位元件。定位元件确保绳在制造工艺之前、在制造工艺期间和在制造工艺之后保持正确定位，而不管在制造工艺中出现的力。

Description

车辆的冲击吸收元件及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种车辆尤其是汽车的冲击吸收元件。本发明还涉及一种根据这样的元件制造的车辆的前端模块和缓冲器。本发明还涉及制造用于这样的冲击吸收元件的加强结构的方法，并涉及制造设置有一个或多个这样的加强结构的冲击吸收元件的方法。
背景技术
在汽车制造工业中，近年来，已经出现了这样的发展，即，越来越多的金属车辆组件由全部或部分地由塑料制造的组件代替。塑料的应用具有一些优点。在许多情况下，塑料组件相对较轻并且制造相对便宜。因此，车辆容易损坏的部件通常由塑料组件制造，在碰撞之后，可快速并容易地更换这些塑料组件。
车辆缓冲器是例如公知为由玻璃纤维或其它聚合物纤维加强的聚合物基体组成的。然而，这样公知的缓冲器的缺点在于，它们会破坏在由碰撞导致的冲击发生的位置处的各个部件，其中，所述这些部件向所有的方向弹射出去。这会导致车辆附近的人和物体受到伤害。此外，从长远的观点来看，由于不断增加的测试速度，预期的是，仅由玻璃纤维加强的车辆缓冲器的市场会消失。
此外，公知的是，由塑料主体构成车辆的缓冲器，在塑料主体中，布置了加强带或细长的加强结构。在其它部件中，所述加强结构包括多条平行钢丝绳。这里，钢丝绳嵌入在可以与上述塑料相同或不相同的塑料中。例如，在申请人的国际专利申请WO 03/076234A1中描述了这样的缓冲器。这样的缓冲器具有改善的对由碰撞导致的冲击的抵抗力，并在冲击过程中和冲击之后具有改善的完整性。然而，公知的缓冲器确实具有一些缺点。
第一个缺点是，当通过压缩模制技术来制造缓冲器时，在模制期间加强绳会在模具中移位，因此，在最终产品中，缓冲器中的加强绳很有可能不再位于期望的位置。这会导致缓冲器提供的冲击抵抗力不足。这样的在制造工艺中缺乏再现性是不期望出现的。
在另一方面，当利用注入模制技术来制造缓冲器时，会发生不同性质的问题。例如，已经发现的是，难以在周围的塑料主体中牢固地锚固(anchor)所述加强结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善的冲击吸收元件，其中，克服了至少一个上述现有技术的缺点。
本发明的目的还在于提供一种用于制造加强结构的方法。
本发明的另一目的在于提供一种制造设置有这样的加强结构的冲击吸收元件的方法。
根据本发明的第一方面，为此目的，提供了一种用于车辆尤其是汽车的冲击吸收元件，其中，冲击吸收元件包括：
主体，包含热塑性聚合物材料；
细长的加强结构，设置在主体中，并包括基本平行延伸的多个金属加强绳和布置在绳之间用于在制造工艺之前和制造工艺期间保持金属加强绳彼此基本平行的多个定位元件。在优选实施例中，由纬编线形成定位元件，在更优选的实施例中，由耐温的纬编线形成定位元件以确保加强绳在制造工艺之前、在制造工艺期间和在制造工艺之后保持正确定位，而不管在制造工艺中出现的(横向)力。因此，冲击吸收元件的制造方法已经变为容易再现的工艺，即便是在利用压缩模制技术时。与加强绳缺少这样的定位元件的冲击吸收元件相比，这样的冲击吸收元件还具有改善的冲击吸收性质。
根据第一优选实施例，加强结构还包括：基体，设置在加强绳和定位元件周围，基体包含热塑性聚合物材料。一旦被嵌入在这样的基体中，加强结构就可以以简单的方式被包括在冲击吸收元件中。
根据更优选的实施例，加强结构的基体还包括：一个或更多随机纤维结构，例如，玻璃纤维的随机结构，用于锚固金属绳的目的。已经发现的是，这样的随机纤维结构可以导致绳的定位改善，尤其是在经压缩模制工艺来制造所述冲击吸收元件的情况下。这里，随机纤维结构可以设置在由金属绳和定位元件限定的表面的一侧上，尽管在大多数的情况下推荐的是，随机纤维结构设置在所述表面的两侧中的任意侧上。
当说明随机纤维结构时，在更优选的实施例中，这被理解为是指由相互勾挂的纤维，例如，玄武岩纤维，或优选地，玻璃纤维组成的层或带。当加强绳由例如两条或更多条相互缠绕的金属丝构成时并且当玻璃纤维具有的尺寸使得玻璃纤维充分加强基体时，这提供了随机纤维结构到绳的一定程度的机械锚固。
这样的随机纤维结构的纤维长度优选地在1cm和10cm之间。已经发现的是，随机纤维结构具有最大大约2mm的厚度，优选地，具有最大大约1mm的厚度。这些值适用于处于使用情况下的纤维结构。在初始状态下，纤维结构在被布置在产品中之前的厚度为最大大约2cm，优选地为最大大约1cm。
在更优选的实施例中，基体还包括设置在由金属绳和定位元件限定的表面的一侧上的至少一个玻璃织物，或者，在另一优选实施例中，基体包括设置在所述表面的两侧上的至少一个玻璃织物。这样的织物保护绳在压缩模制工艺中不会移位。
优选地，玻璃织物是玻璃纤维和塑料合捻纱，优选地，聚丙烯纱的织物。这样的织物允许由加强结构和/或主体的聚合物材料的相对良好的浸渍，例如，这样改善了保护，以不受在压缩模制制造工艺的条件下在材料流动中会出现的横向力。
在更优选的实施例中，一个或更多随机纤维结构布置在一侧上的金属加强绳与在另一侧上的上述玻璃织物之间。
在又一更优选的实施例中，聚合物层设置在具有定位元件的加强绳的两侧中的任意侧上，至少一个随机纤维结构在每个聚合物层上，至少另一个聚合物层在每个随机纤维结构上，至少一个玻璃织物在所述另外的聚合物层中的每个上，至少一个密封聚合物层在每个玻璃织物上。
在又一更优选的实施例中，加强结构具有沿轴向基本对称的形式，以防止所谓的双金属效应。
根据更优选的实施例，绳由具有0.5mm或更小的直径的不同的金属丝构成，优选地，由具有0.3mm或更小的直径的不同的金属丝构成，金属丝彼此捆绕(缠绕)，从而建立丝基本沿绳方向分布的结构。丝提供强度和刚度，因此，推荐的是，它们沿纵向(即，负载方向)分布。然而，丝的缠绕建立了稍微粗糙的表面，这允许更好的机械锚固。
根据更优选的实施例，安装件设置在所述冲击吸收元件上，用于将所述冲击吸收元件安装在车辆上。
在更优选的实施例中，主体的热塑性聚合物材料和/或基体的热塑性聚合物材料是从诸如例如聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯或它们的混合物的热塑性塑料的组中选择的聚合物材料。
具有如上面限定的冲击吸收元件的车辆尤其是汽车的缓冲器可以被制造为具有优良的冲击吸收性质。金属绳沿所述缓冲器的纵向方向延伸。缓冲器安装在具有安装装置的汽车的两侧中的任意侧上。加强结构确保在碰撞中缓冲器吸收冲击，并极大地降低缓冲器的部件飞溅并且潜在地导致对周围区域的伤害的可能性。
另一应用涉及一种车辆的前端模块。前端模块设置在车辆的前侧上，并作为安装在车辆的前端的两侧中的任意侧上的车辆组件，其中，例如，前端模块安装有前照灯、散热器和/或一个或更多缓冲器。这样的前端模块可以包括一个或更多冲击吸收元件，从而所述模块可以(部分地)吸收碰撞，但是可以被定为轻量形式并以相对低的成本来制造。
根据前端模块的优选实施例，前端模块包括：主体，设置有两个或更多的加强结构；下安装件和上安装件，用于将主体安装在车辆上的下安装装置和上安装装置上，其中，在安装状态下，所述模块适于使得第一加强结构在两个上安装件之间延伸，至少一个加强结构从第一加强结构倾斜地延伸到至少一个下安装件。
根据本发明的另一方面，提供一种制造用于车辆尤其是汽车的冲击吸收元件的主体的加强结构的方法，所述方法包括的步骤如下：
设置基本平行延伸的多个金属加强绳和布置在绳之间用于保持金属加强绳彼此基本平行的多个定位元件；
将聚合物材料的基体、一个或一个以上的随机纤维结构和一个或一个以上的玻璃织物中的至少一种布置在加强绳和定位元件周围。
根据本发明的另一方面，提供一种制造用于车辆的冲击吸收元件的方法，所述方法包括的步骤如下：
设置加强结构，加强结构包括设置有用于保持加强绳彼此基本平行的定位元件的基本平行的金属加强绳；
设置包含热塑性聚合物材料的一个或一个以上的层；
将预热的具有所述一个或一个以上的聚合物层的加强结构的叠层放置在压缩模中；
压缩加强结构和流体聚合物材料的整体，以将整体形成期望的形式；
冷却被形成期望的形状的加强结构和施加在加强结构周围的聚合物材料。
在该方法中，利用压缩模制技术。这里，将叠层加热到恰好高于聚合物材料的熔点的温度，用大约200bar的压强对叠层进行压缩。
根据本发明的另一方面，提供一种制造冲击吸收元件的方法，所述方法包括的步骤如下：
设置包括基本平行的金属加强绳的加强结构，所述金属加强绳设置有用于保持金属加强绳彼此基本平行的定位元件；
将一个或一个以上的固定开口布置在加强结构中的金属加强绳之间；
将设置有固定开口的加强结构放置到注入模中；
在注入模中注入模制热塑性聚合物材料，用于将聚合物材料的主体布置在加强结构周围，其中，聚合物材料还进入固定开口，用于将加强结构固定在主体中的目的。在确定的实施例中，开口不延伸穿过加强结构的整体。然而，在其它的实施例中，固定开口形成穿过加强结构的通路。
在另一实施例中，突起部件设置在注入模中，用于定位加强结构。形成在突起部件之间的是加强结构的两侧之间的连接，该连接设置有上述对应的固定开口以使两种材料流动能够融和。
突起优选地设置在注入模中，以在冲击吸收元件的主体中设置对应的凹陷。例如，当块状突起布置在注入模中时，它们将块状凹陷设置在冲击吸收元件的主体中，这对冲击吸收元件的重量具有有利效果。
根据本发明的另一方面，提供一种制造车辆尤其是汽车的前端模块的方法，所述方法包括的步骤如下：
制造细长的第一加强结构；
制造一个或一个以上的细长的第二加强结构；
相对于第一加强结构倾斜地放置第二加强结构；
在第一加强结构和第二加强结构周围形成热塑性聚合物材料的主体；
设置用于将第一加强结构安装在车辆中的上安装装置上的上安装件；
设置用于将所述一个或一个以上的第二加强结构安装在车辆中的下安装装置上的下安装件。
在上述方法中，优选地，根据这里限定的加强结构的优选实施例之一来构成加强结构。
一种用于车辆的冲击吸收元件(1)，包括：主体(2)，包含热塑性聚合物材料；细长的加强结构(3、20、34)，设置在主体中，并包括基本平行延伸的多个金属加强绳(6)和布置在金属加强绳(6)之间用于在制造工艺之前和制造工艺期间保持金属加强绳(6)彼此基本平行的多个定位元件，其特征在于，锚固元件布置在细长的加强结构上，用于进一步锚固主体中的加强结构，其中，锚固元件被实现为将加强结构(3、20、34)固定地夹持在锚固元件中，并设置有至少一个开口，紧固栓能够布置在所述至少一个开口中，利用所述至少一个开口和紧固栓能够将所述冲击吸收元件(1)安装在车辆上。
加强结构(3、20、34)还包括基体，基体设置在金属加强绳(6)和定位元件周围，基体包含热塑性聚合物材料。
基体还包含：一个或一个以上的随机纤维结构，用于锚固金属加强绳(6)。
随机纤维结构设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的至少一侧上。
随机纤维结构设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的两侧中的任意侧上。
随机纤维结构由相互勾挂的玻璃纤维构成。
金属加强绳(6)由两条或两条以上的金属丝构成，随机纤维结构的玻璃纤维具有的尺寸使得玻璃纤维锚固在金属加强绳(6)的连续的丝之间。
纤维长度在1cm和10cm之间。
随机纤维结构具有最大2mm的厚度。
基体还包括设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的至少一侧上的至少一个玻璃织物。
玻璃织物设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的两侧中的任意侧上。
玻璃织物包括玻璃纤维和塑料合捻纱。
一个或一个以上的随机纤维结构布置在金属加强绳(6)与玻璃织物之间。
加强结构(3、20、34)具有沿轴向基本对称的形式。
金属加强绳(6)由钢制造。
金属加强绳(6)由具有0.5mm或更小的直径的不同的缠绕金属丝构成。
安装件设置在所述冲击吸收元件上，用于将所述冲击吸收元件(1)安装在车辆上。
定位元件由塑料纬编线形成。
纬编线由耐受温度高于热塑性聚合物材料的熔化温度的材料制造。
主体的热塑性聚合物材料和/或基体的热塑性聚合物材料是从聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯或它们的混合物的热塑性塑料的组中选择的聚合物材料。
一种车辆的缓冲器，包括如上限定的冲击吸收元件。
一种车辆的前端模块，包括一个或一个以上的如上限定的冲击吸收元件。
所述前端模块包括：前端模块主体，设置有两个或两个以上的加强结构；下安装件和上安装件，用于将前端模块主体安装在车辆上的下安装装置和上安装装置上，其中，在安装状态下，所述模块适于使得第一加强结构在两个上安装件之间延伸，并且至少一个加强结构从第一加强结构延伸到至少一个下安装件。
在安装模式下，所述模块适于使得第一加强结构在两个上安装件之间延伸，至少一个加强结构从第一加强结构的中间倾斜地延伸到两个下安装件。
一种制造用于车辆的冲击吸收元件(1)的方法，所述方法包括的步骤如下：设置加强结构(3、20、34)，其中，加强结构包括基本平行的金属加强绳(6)，金属加强绳(6)设置有用于保持金属加强绳(6)彼此基本平行的定位元件；设置包含热塑性聚合物材料的一个或一个以上的层；将预热的所述一个或一个以上的聚合物层和加强结构(3、20、34)的叠层放置在压缩模中；压缩加强结构和流体聚合物材料的整体，以将整体形成期望的形式；冷却被形成期望的形式的加强结构和施加在加强结构周围的聚合物材料，其特征在于，锚固元件布置在加强结构上，用于进一步锚固加强结构，其中，锚固元件被实现为将加强结构(3、20、34)固定地夹持在锚固元件中，并设置有至少一个开口，所述方法还包括如下步骤：将紧固栓布置在所述至少一个开口中，利用所述至少一个开口和紧固栓能够将加强结构安装在车辆上。
所述方法包括：将叠层加热到恰好高于聚合物材料的熔点的温度，用200bar的压强压缩所述叠层。
一种制造冲击吸收元件的方法，所述方法包括的步骤如下：设置包括基本平行的金属加强绳(6)的加强结构，所述金属加强绳(6)设置有用于保持金属加强绳(6)彼此基本平行的定位元件；将一个或一个以上的固定开口布置在加强结构中的金属加强绳(6)之间；将设置有固定开口的加强结构放置到注入模中；在注入模中注入模制热塑性聚合物材料，用于将聚合物材料的主体布置在加强结构周围，其中，聚合物材料还进入固定开口，以将加强结构固定在主体中，其特征在于，锚固元件布置在加强结构上，用于进一步锚固主体中的加强结构，其中，锚固元件被实现为将加强结构(3、20、34)固定地夹持在锚固元件中，并设置有至少一个开口，所述方法还包括如下步骤：将紧固栓布置在所述至少一个开口中，利用所述至少一个开口和紧固栓能够将加强结构安装在车辆上。
突起设置在注入模中，用于在冲击吸收元件的主体中设置对应的凹陷。
一种用于车辆的冲击吸收元件(1)，包括：主体(2)，包含热塑性聚合物材料；细长的加强结构(3、20、34)，设置在主体中，并包括基本平行延伸的多个金属加强绳(6)和布置在金属加强绳(6)之间用于在制造工艺之前和制造工艺期间保持金属加强绳(6)彼此基本平行的多个定位元件，其特征在于，锚固元件布置在细长的加强结构上，用于进一步锚固主体中的加强结构。
附图说明
将基于本发明的一些优选的实施例的描述来阐述本发明的进一步的优点、特征和细节。在描述中参照了附图，其中：
图1A至图1C示出根据现有技术的冲击吸收元件的加强结构的不同的实施例的剖面；
图2A至图2C分别示出根据本发明的加强结构的第一、第二和第三优选实施例的剖面；
图3A至图3C分别示出根据本发明的加强结构的第四、第五和第六优选实施例的剖面；
图4A至图4C分别示出根据本发明的加强结构的第七、第八和第九优选实施例的剖面；
图5示出根据本发明的优选实施例之一的包括布置有加强结构的聚合物主体的缓冲器的示意性透视图；
图6A至图6C示出根据本发明的压缩模制方法的连续的阶段；
图7示出根据本发明的加强结构的又一实施例的部分切除透视图；
图8示出穿过设置有图7的实施例的冲击吸收元件的剖面；
图9示出根据本发明的前端模块的第一实施例的示图；
图10示出冲击吸收元件的透视图，其中，主体设置有多个块状凹陷；
图11示出根据本发明的设置有锚固元件的不同实施例的加强结构的透视图。
具体实施方式
图5示出在缓冲器的情况下冲击吸收元件1的示意图。缓冲器由塑料主体2构成，在塑料主体2中，布置有细长的加强结构3。主体2由诸如聚丙烯的热塑性聚合物材料构成。布置了加强结构3以为元件1提供正确的冲击吸收和完整性保持性质。示意性示出的是左手安装件4和右手安装件5，缓冲器可以通过左手安装件4和右手安装件5而被安装在汽车的对应的左手安装装置和右手安装装置上，所述左手安装装置和右手安装装置通常设置在车辆底盘的前端上。在示出的实施例中，加强结构3结合到安装件4和安装件5，但在其它的实施例(未示出)中，情况并非如此。在上述公布WO 03/076234A1(其内容应被认为包含于此)中，描述了与由加强结构加强的这样的车辆缓冲器的不同形式。
根据由冲击吸收元件和制造所述元件的方法做出的应用和相关要求，加强结构3可以采用不同的形式。图1至图4示出的加强结构的不同形式。
图1A示出了仅由多个平行的钢丝绳6构成的加强结构3的剖视图。已经发现的是，如果以这种方式来实现加强结构并且利用压缩模制技术来制造冲击吸收元件，则在制造工艺期间加强绳会移位，从而没有保持绳的期望的图案。例如，当意图使绳均匀地分布在整个结构中时，在模制期间均匀分布很可能会失去。这对于元件的质量，尤其是其冲击吸收性质来说是不利的。因此，发现的是，以这样的方式来制造具有期望性质的冲击吸收元件在实践中是不可行的。对于在图1B和1C中示出的加强结构的实施例，情况相同。在图1B中示出的实施例中，金属加强绳布置在围绕绳6的基体7中，优选地，金属加强绳布置在热塑性聚合物材料的基体中。在图1C中，基体8包含玻璃纤维加强的热塑性聚合物材料。在这些加强结构的实施例中，已经发现的是，至少利用压缩模制技术来制造具有期望的冲击吸收性质的冲击吸收元件也是不可能的。
当利用诸如注入模制工艺的可选择技术来制造冲击抵抗元件1时，会发生其它的问题。在注入模制的情况下，主体2的塑料聚合物材料和加强结构3之间的粘结性经常不尽如人意，已经发现的是，难以制造具有合适性质的冲击吸收元件。
图2A至图2C分别示出根据本发明的加强结构的第一、第二和第三优选实施例。
图2A示出了第一实施例，其中，加强结构3的基本平行的加强绳6利用多条线(也被称为纬编线(weft thread))10彼此连接。纬编线10倾斜或横向于绳10的纵向方向延伸，并具有将加强绳6保持在一起的主要功能。
示出的是，纬编线10以一种波形图案布置在加强绳6周围，然而，这只是利用纬编线10将绳彼此结合的许多可选方法之一。
当使用如图2A至图2C中的任一个示出的加强结构3的实施例利用压缩模制技术制造冲击吸收元件1时，在元件被模制为正确的形式时加强绳6将出现程度较小的移位。这在图5中更详细的示出。
图6A示出根据图2B中示出的优选实施例的加强结构3，其中，如根据第二优选实施例，布置了结合到纬编线10(为简明起见，没有在图6A至图6C中示出)的加强绳6。热塑性聚合物材料的层11(例如，箔)放置在加强结构3的顶部上。箔11和加强结构3的叠层12放置在模具13中(图6B)，模具13的内部14具有用于冲击吸收元件(诸如缓冲器等)的期望形式。利用模元件15，叠层12被压入模13内。例如通过加热模具13来加热叠层12，使得叠层达到大约210摄氏度的温度。这样的提高温度的结果是，热塑层11(以及图2B和图2C中示出的实施例中加强结构的热塑性材料7、热塑性材料8)变为塑性的，并开始分布在加强绳6周围。整体被加压(处于大约200bar的特定的压强)，从而得到期望形式的主体2。当加强绳6没有相互连接时，在模制工艺期间，模元件15的模制力将导致绳6移位，这会导致元件1中的绳的不期望的分布。然而，当加强绳6利用纬编线10以正确的方式保持彼此对齐时，在压缩模制工艺之后，元件1具有加强结构3，其中，加强绳6以期望的方式分布，如图6C中所示。
在实践中发现的是，在一些情况下，纬编线10提供的对于当主体和/或加强结构3本身的热塑性材料开始流动时模制压导致的横向移位的保护仍然太小。因此，在图3A至图3C和图4A至图4C中示出的实施例中，玻璃织物16被加入加强结构3的基体。在图3A至图3C中示出的实施例中，玻璃织物布置在基体7中并位于加强绳6的一侧上，而在图4A至图4C中示出的实施例中，玻璃织物16布置在基体8中并位于加强绳6的两侧上。当在加强结构3的制造中，玻璃织物16设置在一侧上时，即在图3A至图3C中示出的实施例的情况下，发现的是，玻璃织物正面地影响加强结构3被压制到模具中而引起的移位的程度。
当玻璃织物由玻璃纤维和塑料合捻纱(co-mingled plastic yarn)(优选地，由聚丙烯或类似的塑料制造的纱)的织物构成时实现了特别良好的效果。这样的织物可以相当好地浸渍主体2和/或加强结构3的其余部分的热塑性聚合物材料，其中，对移位提供了良好的保护。
如果玻璃织物16布置在加强绳的两侧上，如在图4A至图4C中所示的实施例中，则进一步减少在制造工艺期间加强绳的不期望的移位的可能性。
已经发现的是，当基体8设置有玻璃纤维，具体地讲，如根据对应的附图2C、3C和4C的第三、第六和第九实施例以一个或更多的随机纤维结构17的形式设置有玻璃纤维时，也可以实现改善的结果。图4C中示出的第九实施例可以得到最好的结果，其中，不仅玻璃织物16布置在加强绳6的两侧上，而且随机纤维结构17还布置在每个玻璃织物16和加强绳6之间。
随机纤维结构17由有限纤维长度的短切玻璃纤维(chopped glass fibre)组成。通过在利用切碎器的每种情况下将玻璃纤维切为预定纤维长度并将它们放置在传送带上来制造随机纤维结构17。放置在传送带上的玻璃纤维被导入所谓的“nadelbak”，从而提供厚度为最大2cm、优选1cm的相互勾挂的玻璃纤维的毡(重量为大约900gr/m2，然而，也可以期望为其它的重量)。随机纤维结构确保了加强绳6和加强结构3的其余部分之间的额外的机械锚固。这是单独的玻璃纤维保持“勾挂”在构成加强绳的丝的后方的情况的结果。
当利用注入模制技术来制造冲击吸收元件时，由于在这样的制造工艺期间出现的压强低得多，所以加强绳的移位问题更少。在冲击吸收元件1的制造中，按公知的方式将加强结构3布置在注入模中，其中，塑料材料，优选地，热塑性聚合物材料经入口注入到模中。这里，模的内壁和加强结构3之间的空间填充有完全包围加强结构3的塑料。在将整体冷却之后，建立了设置有期望的加强结构3的塑料主体2。然而，在这样的制造工艺中出现的问题是，加强结构3较差地锚固在布置在加强结构3周围的主体中。然而，为了在主体和加强结构之间建立足够程度的锚固，应用图7和图8中示出的技术。
图7示出根据图1B中示出的本身为已知实施例的加强结构。然而，也可以应用图1C中或图2至图4中示出的实施例。示出了基体20，其中，按已知方式布置加强绳6。然而，加强绳6在中间距离处，从而为在加强结构3中的一些位置处的开口21建立空间。开口21提供穿过加强结构的通路，可以在生产工艺中利用这样的通路。
图8示出利用注入模制工艺制造的冲击吸收元件的示意性剖面。首先，加热图8中示出的加强结构20并布置模，使得加强结构20获得随机形式，例如，图8中示出的形式。当将如此形成的加强结构20放置在注入模(未示出)中并注入热塑性材料时，热塑性材料将不仅包围加强结构3而且形成在通路连接片22的位置，其中，加强结构20利用通路连接片22被固定在元件1的主体2内部。
图9示出本发明更优选的实施例。该实施例涉及车辆的前端模块30。这样的前端模块30由横置的冲击吸收元件31和支撑元件31的支撑元件32构成。如根据这里描述的这种结构的实施例中的任意一个，冲击吸收元件31由包括多个绳33的加强结构34构成。塑料主体35布置在加强结构34周围。支撑元件32同样由加强结构37组成，加强结构37包括基本以V形布置的多个加强绳，上述的塑料主体35布置在加强结构37周围。加强结构34和支撑元件32的加强结构37不相互结合，或者包括它们可以彼此结合的设置。在横置的部件31的两侧中的任意侧上设置有上安装件40和41以及下安装件42和43，用于将前端模块30对应地安装在车辆的上安装装置和下安装装置(未示出)上。
车辆的其它组件，诸如缓冲器、散热器、前照灯等，可以以已知的方式安装在前端模块30上。横置的冲击吸收元件31在与物体碰撞的情况下具有吸收冲击的主要功能，同时，支撑元件32具有支撑或“支护”上述横置的元件31的主要功能。
在示出的前端模块的实施例中，应用根据这里所述的优选实施例之一的加强结构，从而整体可以具有相对低的重量，同时刚度保持恒定。更具体地讲，横置的元件31设置有根据图2至图4中示出的实施例之一的加强结构，优选地，横置的元件31设置有根据图3B、图3C、图4B或图4C中示出的实施例之一的加强结构。支撑元件32可以具有相同实施例的加强结构，但是支撑元件32也可以具有图1A至图1C中示出的实施例的加强结构。甚至可以部分省略通常存在于加强结构周围的塑料主体。这样的优点是，进一步降低所述构造的重量和价格。
在另一实施例中，如图10中所示，主体仍然形成在加强结构周围以防止模块30中的扭转(torsion)。然而，在图11中示出的实施例中，一些凹陷44布置在主体中，以使整体重量更轻。在利用注入模制工艺来制造这样的支撑元件的情况下，可以通过将多个块放置在注入模中而在加强结构3的两侧中的任意侧上(其中，加强结构3放置在注入模中)以简单的方式来布置这些凹陷44。然后，当模注入有塑料时，没有塑料材料将置于块的位置处，这导致了所述的凹陷44。
图11的下部示出根据如这里所述的任意的优选实施例的加强结构3。锚固元件，也被称为锚固扣45，布置在加强结构3的两端49(为简明起见，仅在图中示出一端)。锚固扣45由刚性的、塑性的或金属的板46构成，其中，布置有开口50和两个槽47和48。通过将加强结构的端部49引导穿过所述两个槽47和48来固定地夹持加强结构。开口50具有的形式和尺寸使得紧固栓，优选地，已经设置的紧固栓(利用所述已经设置的紧固栓将冲击吸收元件安装在车辆上)可以被引导通过开口50。通过将锚固扣45和被固定夹持到锚固扣45上的加强结构3紧固到所述栓(为简明起见，没有在附图中示出)，可以获得冲击吸收元件的主体中的加强结构3对车辆的改善锚固和冲击吸收元件对车辆的改善锚固。
图11的上部示出锚固扣的第二优选实施例。这样的锚固扣55横向于加强结构的纵向方向延伸。另外，开口60和槽56、57对应于上面限定的第一实施例的开口和槽。锚固扣55的操作主要与锚固扣45的操作对应，尽管当冲击被施加在冲击吸收元件上时，锚固扣55将不能立刻完全吸收张力而是首先必需旋转通过预定的角度。
本发明不限于这里描述的本发明的优选实施例。而是，要求的权利由权利要求书来限定，在权利要求书的范围内可以预料许多修改。

Claims (29)

1.一种用于车辆的冲击吸收元件(1)，包括：
主体(2)，包含热塑性聚合物材料；
细长的加强结构(3、20、34)，设置在主体中，并包括基本平行延伸的多个金属加强绳(6)和布置在金属加强绳(6)之间用于在制造工艺之前和制造工艺期间保持金属加强绳(6)彼此基本平行的多个定位元件，
其特征在于，
锚固元件布置在细长的加强结构上，用于进一步锚固主体中的加强结构，
其中，锚固元件被实现为将加强结构(3、20、34)固定地夹持在锚固元件中，并设置有至少一个开口，紧固栓能够布置在所述至少一个开口中，利用所述至少一个开口和紧固栓能够将所述冲击吸收元件(1)安装在车辆上。
2.如权利要求1所述的冲击吸收元件，其中，加强结构(3、20、34)还包括基体，基体设置在金属加强绳(6)和定位元件周围，基体包含热塑性聚合物材料。
3.如权利要求2所述的冲击吸收元件，其中，基体还包含：一个或多于一个的随机纤维结构，用于锚固金属加强绳(6)。
4.如权利要求3所述的冲击吸收元件，其中，随机纤维结构设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的至少一侧上。
5.如权利要求3所述的冲击吸收元件，其中，随机纤维结构设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的两侧中的任意侧上。
6.如权利要求3所述的冲击吸收元件，其中，随机纤维结构由相互勾挂的玻璃纤维构成。
7.如权利要求6所述的冲击吸收元件，其中，金属加强绳(6)由两条或多于两条的金属丝构成，随机纤维结构的玻璃纤维具有的尺寸使得玻璃纤维锚固在金属加强绳(6)的连续的丝之间。
8.如权利要求6或权利要求7所述的冲击吸收元件，其中，纤维长度在1cm和10cm之间。
9.如权利要求3至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，随机纤维结构具有最大2mm的厚度。
10.如权利要求2至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，基体还包括设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的至少一侧上的至少一个玻璃织物。
11.如权利要求10所述的冲击吸收元件，其中，玻璃织物设置在由金属加强绳(6)和定位元件限定的表面的两侧中的任意侧上。
12.如权利要求11所述的冲击吸收元件，其中，玻璃织物包括玻璃纤维和塑料合捻纱。
13.如权利要求10所述的冲击吸收元件，其中，一个或多于一个的随机纤维结构布置在金属加强绳(6)与玻璃织物之间。
14.如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，加强结构(3、20、34)具有沿轴向基本对称的形式。
15.如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，金属加强绳(6)由钢制造。
16.如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，金属加强绳(6)由具有0.5mm或更小的直径的不同的缠绕金属丝构成。
17.如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，安装件设置在所述冲击吸收元件上，用于将所述冲击吸收元件(1)安装在车辆上。
18.如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，定位元件由塑料纬编线形成。
19.如权利要求18所述的冲击吸收元件，其中，纬编线由耐受温度高于热塑性聚合物材料的熔化温度的材料制造。
20.如权利要求1至权利要求7中任意一项所述的冲击吸收元件，其中，主体的热塑性聚合物材料和/或基体的热塑性聚合物材料是从聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚碳酸酯或它们的混合物的热塑性塑料的组中选择的聚合物材料。
21.一种车辆的缓冲器，包括如权利要求1-20中任意一项限定的冲击吸收元件。
22.一种车辆的前端模块，包括一个或多于一个的如权利要求1-20中任意一项限定的冲击吸收元件。
23.如权利要求22所述的前端模块，包括：前端模块主体，设置有两个或多于两个的加强结构；下安装件和上安装件，用于将前端模块主体安装在车辆上的下安装装置和上安装装置上，其中，在安装状态下，所述模块适于使得第一加强结构在两个上安装件之间延伸，并且至少一个加强结构从第一加强结构延伸到至少一个下安装件。
24.如权利要求23所述的前端模块，其中，在安装模式下，所述模块适于使得第一加强结构在两个上安装件之间延伸，至少一个加强结构从第一加强结构的中间倾斜地延伸到两个下安装件。
25.一种制造用于车辆的冲击吸收元件(1)的方法，所述方法包括的步骤如下：
设置加强结构(3、20、34)，其中，加强结构包括基本平行的金属加强绳(6)，金属加强绳(6)设置有用于保持金属加强绳(6)彼此基本平行的定位元件；
设置包含热塑性聚合物材料的一个或多于一个的层；
将预热的所述一个或多于一个的聚合物层和加强结构(3、20、34)的叠层放置在压缩模中；
压缩加强结构和流体聚合物材料的整体，以将整体形成期望的形式；
冷却被形成期望的形式的加强结构和施加在加强结构周围的聚合物材料，
其特征在于，
锚固元件布置在加强结构上，用于进一步锚固加强结构，其中，锚固元件被实现为将加强结构(3、20、34)固定地夹持在锚固元件中，并设置有至少一个开口，
所述方法还包括如下步骤：
将紧固栓布置在所述至少一个开口中，利用所述至少一个开口和紧固栓能够将加强结构安装在车辆上。
26.如权利要求25所述的方法，包括：将叠层加热到恰好高于聚合物材料的熔点的温度，用200bar的压强压缩所述叠层。
27.一种制造冲击吸收元件的方法，所述方法包括的步骤如下：
设置包括基本平行的金属加强绳(6)的加强结构，所述金属加强绳(6)设置有用于保持金属加强绳(6)彼此基本平行的定位元件；
将一个或多于一个的固定开口布置在加强结构中的金属加强绳(6)之间；
将设置有固定开口的加强结构放置到注入模中；
在注入模中注入模制热塑性聚合物材料，用于将聚合物材料的主体布置在加强结构周围，其中，聚合物材料还进入固定开口，以将加强结构固定在主体中，
其特征在于，
锚固元件布置在加强结构上，用于进一步锚固主体中的加强结构，其中，锚固元件被实现为将加强结构(3、20、34)固定地夹持在锚固元件中，并设置有至少一个开口，
所述方法还包括如下步骤：
将紧固栓布置在所述至少一个开口中，利用所述至少一个开口和紧固栓能够将加强结构安装在车辆上。
28.如权利要求27所述的方法，其中，突起设置在注入模中，用于在冲击吸收元件的主体中设置对应的凹陷。
29.一种用于车辆的冲击吸收元件(1)，包括：
主体(2)，包含热塑性聚合物材料；
细长的加强结构(3、20、34)，设置在主体中，并包括基本平行延伸的多个金属加强绳(6)和布置在金属加强绳(6)之间用于在制造工艺之前和制造工艺期间保持金属加强绳(6)彼此基本平行的多个定位元件，
其特征在于，
锚固元件布置在细长的加强结构上，用于进一步锚固主体中的加强结构。
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