CN1946577A - 包括牵引环衬套的车辆保险杠 - Google Patents

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Abstract

一种车辆保险杠(2)，具有包括至少一种合成材料的横梁(4)。该保险杠包括牵引环衬套(6)。

Description

包括牵引环衬套的车辆保险杠
本发明涉及车辆保险杠。通常在车辆保险杠上设置一个刚性固定到金属保险杠横梁上的牵引和海运系泊环(maritime mooring ring)。在这种情况中，规范目录(specification schedule)规定了横梁可以通过将其拧入固定到横梁上的衬套而容纳可拆除环。在这种规范目录中，三种负载情况用于确定该环和其固定衬套的尺寸：
-用车辆重量的一半作为负载在衬套轴线上的牵引力和压缩力；
-从沟渠中拉出：这包括用车辆重量的一半作为负载沿着方向Y(水平横向)和方向Z(垂直方向)的角度牵引力；和
-海运系泊，其包括用牵引力等于空载车辆重量的40％的力向下牵引。
本发明的一个目的是允许牵引环固定到保险杠上，该保险杠的横梁由合成材料制成。为了达到这一点，本发明提出了一种车辆保险杠，包括具有至少一种合成材料的横梁，其中该保险杠包括容纳牵引环的衬套。
本发明的保险杠还可以具有下列特征中的至少一种：
-衬套直接固定到横梁上；
-衬套容纳在由合成材料制成的壳体中；
-合成材料与衬套在全部壳体上接触；
-壳体为套筒形式；
-衬套具有较小的凸盘；
-衬套的一端卷边；
-衬套包括金属；
-横梁由至少一种合成材料组成；
-横梁包括加强纤维；
-衬套固定到横梁上的缓冲器上；和
-衬套固定到横梁上的杆上。
本发明还提出了一种用于制造车辆保险杠的方法，其中衬套在保险杠中布置成容纳牵引环，该保险杠包括具有至少一种合成材料的横梁。本发明的方法还可以具有下列特征中的至少一种：
-衬套直接固定到横梁上；
-用于形成横梁的材料(或每种材料)被加热，然后置于模具中；
-当模具合模后，压缩该材料(或每种材料)；
-空间成形部件在模具中运动以形成壳体；
-该运动发生在模具合模后；
-衬套布置在壳体中；
-当横梁处于高于环境温度的温度时，衬套布置在壳体中；以及
-衬套卷边到横梁上。
最后，本发明提出了一种用于生产车辆保险杠横梁的模具，包括底盘和安装成在模具腔体中可相对于底盘运动的空间成形部件。
参考附图，阅读下面通过非限制性的例子给出的三种实施方法的说明，本发明的其它特点和优点将变得显而易见，附图中：
-图1和2是两个表示根据本发明第一种实施方法的保险杠横梁的局部透视图；
-图3是用于容纳在图1和2中横梁的衬套里的环的透视图；
-图4、5和6是三个类似于图1和2的视图，表示根据本发明的横梁的第二种实施方法；
-图7和8是两个类似于图1和2的视图，表示横梁的第三种实施方法；
-图9是图1和2及图4-8中横梁的衬套成形部件轴向部分的视图；
-图10是壳体轴向部分的视图，该壳体产生在图1和2及图4-8中的横梁内，用于容纳图9中的衬套；以及
-图11是用于形成根据本发明的横梁的局部正视图。
图1和2表示根据本发明的保险杠2的第一种实施方法。该保险杠在这种情况下是前保险杠。该保险杠包括横梁4和固定到横梁上的衬套6。
该横梁包括在横梁的中间部分延伸超过横梁大部分长度的杆5。对着杆5的两个纵向端8，该横梁包括两个缓冲器10，其底部由板12形成，板12具有垂直于车辆行驶方向13的大致扁平的形状。缓冲器10包括向前延伸的本体14，从板12突出，且在平行于板12的平面中具有交叉部分，且比板12窄。这意味着板的边缘在垂直于方向13的平面中从壳体14突出。
总体上，该横梁将根据文献FR-2 835 793中的说明组成和制造。从而将由至少一种热塑性材料组成，例如用诸如玻璃纤维的纤维加强。这些纤维可以是单向性的，聚集成团或实际上彼此编织在一起。横梁4全部位于单独的块中，并在单次模制操作中通过压缩制造，如下面所述。作为选择地，该横梁可以由热硬化材料制成。
每个缓冲器10的板12设计成固定到车辆结构中的拉伸横梁的一端上。
该保险杠包括一层合成材料外皮(图中未显示)，用于从车辆外侧隐藏该横梁。
衬套6由诸如钢的金属制成。其容纳在横梁的壳体16中，恰好，形成于缓冲器10中的一个。如图10中所示，壳体16具有大致类似于套筒的形状，其在轴线18上为圆柱形。如图9和10中所示，横梁4的合成材料与衬套6在整个壳体上接触。特别地，衬套6具有圆柱形外表面20，形成与壳体16圆柱形表面22接触的接触面。
该衬套具有大致类似于套筒的形状，如图9中详细表示。其具有圆柱形壁24，其表面20构成外表面。这里衬套以金属柱的形状形成。其具有多个圆柱形内表面26、28和30，从衬套6的第一轴向端32向第二端34沿着衬套轴线18彼此连续布置。表面26、28和30具有各自的直径，从端部32到端部34变大。表面26，具有较小的直径，在本实施例中延伸超过衬套6的一半长度。其还可以制出螺纹，从而能够通过螺母和螺栓连接安装到牵引和系泊环上，如图3中表示的环40。在其端部32上，衬套6具有轴向延伸的凸盘，从表面20突出并对着缓冲器的后表面。
衬套的端部34卷边到缓冲器的中间表面42上，球形延伸到板12前表面44和缓冲器前表面46中间。
如图1中可见，当从车辆前方观察缓冲器时，缓冲器的本体14具有直到衬套6右侧的凹槽17，以提供为了定位环40而进入衬套的通道。
每一板12具有用于将该板固定到相应拉伸横梁一个侧面上的四个孔50。特别是从图2中可以看到，在该板的平面图中，衬套位于该板与杆5相反的外侧边缘52附近。孔50布置成矩形，该矩形在平面图中位于衬套和杆5之间，使得这些孔比衬套更靠近杆。
刚刚说明的衬套按照如下方式制造：
首先，加热用于构成横梁4的一个或多个合成材料坯件。加热温度设置成处于150-250℃之间，例如可以是200℃。
然后将该(或每一)坯件塞入如图11中所示的压缩模具60。该模具通常包括阴模和阳模(die and punch)，其可以彼此相对运动，并在模具中形成腔体61。通过将阴模和阳模合在一起实现模具合模。在合模过程中，该(或每种)材料受压，这使模具将其大致形状赋予横梁4。
在该实施例中，模具包括安装成可运动，并相对于模具60的底盘67沿着轴线64滑动的空间成形部件62。这里，部件62为圆柱形，并构成顶柱(jack)62。轴线64与圆柱的轴线一致。在合模后，顶柱62被运动以形成用于容纳衬套6的壳体16。从而在该模具浇注，安装，和定位后，该顶柱压缩模具中的材料。该顶柱具有大约为80mm的直径，并施加大约为80.106Pa的压力。
从而，该横梁用于容纳衬套6的区域在第一阶段中充满材料。然后这些材料被施压顶柱排出。这些多余的材料仍然很热，并能够流动，从而其可以占据部件剩余部分的位置。在该实施例中，顶柱形成壳体的运动相对于车辆沿着方向13朝前。
然后开模，且横梁从模具中脱离。
壳体通过可移动顶柱的成形在壳体16及横过壳体的高度构成材料腹板。该腹板可以在安装该衬套前钻孔。
当该部件从模具中移除后，当横梁仍然热时，即处于或多或少高于环境温度的温度时，将衬套6安装在横梁中。这将在横梁和衬套之间提供一个特定的组件。随后，随着材料冷却，材料将在衬套上变紧。
衬套布置成使凸盘32对着与可能的牵引力相对的板12的后表面布置。从而如果发生牵引，则这可以在横梁上提供一个良好的支撑表面。衬套的表面28和30，与其边缘，形成了一个导向区域，当其位于衬套中时，在存在方向不沿着轴线18的力时，其用于限制环上的扭矩。
下面是将衬套卷边到横梁上的操作。在向轴线18左侧延伸的半个视图中，图9表示了衬套处于卷边前的形式，而在向相反方向延伸的半个视图中，表示了衬套卷边后的形式。这种卷边包括通过折叠衬套的端部区域34加压，使其径向膨胀，从表面20突起，并作用在板的前表面42上。从而构成卷边，其能够对应于与轴线18成0°的压缩情况。
在该第一种实施方法中，可以在板中孔50的高度沿着方向13提供加厚的厚度78。这些加厚厚度可以导致8-17mm的总厚度。从而该加厚厚度构成围绕孔50的边。肋80还可以提供这些加厚厚度与缓冲器壳体之间的连接。由加厚厚度78和肋80构成的加强结构在受力或冲击的情况下降低了剪切撕裂的风险。特别地，由于最不利的负载情况是那些向下的负载，因此可以看到孔50应力最大的固定点是位于环上方和环附近的点。
根据本发明的横梁的第二种实施方法如图4-6中所示。其与前面那种方法不同，特别是衬套6相对于横梁的位置。从而，在本实施例中，容纳衬套6的缓冲器10具有中央腔体64，而没有缓冲器的前表面46。壳体在车辆的后方方向从构成该腔体64底部的表面42形成。
尤其是可以从图5中看到，衬套在这种情况下，在平面图中，位于由四个孔50组成的矩形内部。图6表示横梁及其缓冲器的后视图。可以看到缓冲器实际上凹陷在其主壁和形成壳体16的壁之间。为了使组件具有足够的硬度，提供相对于壳体轴线18朝向径向的隔板66。这些隔板有六个。
图4-6表示了缓冲器通过具有封闭前表面并形成壳体的第二缓冲器体68，在横梁纵向端的方向上延伸。
第三种实施方法如图7和8中所示。这里，每一缓冲器10由横梁向车辆后方延伸部分和肋70的网络形成，肋70的网络由一系列沿着车辆行驶方向延伸的肋和另一系列与前一系列垂直并横过该行驶方向延伸的肋组成。全部肋布置在垂直平面中，具有扁平形状。
在该实施方法中，衬套6在这里固定到杆上，而不是缓冲器10上。为了达到这一点，杆的前表面具有凹槽72，且该杆包括两个在平面图中为V形的壁74。V形的顶点朝向车辆后方，壁中的每一个在垂直平面中延伸且每一个具有扁平形状。与前面的实施方法一样，衬套6布置成使其轴线18在水平面中沿着车辆行驶方向延伸。
在该第三种实施方法中，杆具有H形横截面，从而其具有前壁82和后壁84，以及这两个壁之间的壁86。壁82和84基本为平的，和垂直的，并彼此对着布置。壁86基本为水平的，并从壁82延伸到壁84，从壁82到壁84略微起折皱。
从这些不同的实施方法可以看出，牵引衬套的位置选择成靠近将横梁固定到车辆结构的点。
但是本发明不阻止横梁符合关于停车冲击和维修应力常用规格的要求。
通过可运动顶柱实现的衬套壳体的优点是避免了产生将不可避免地在部件中造成薄弱区域的材料焊接区域。通过上述压缩方法，容纳该衬套的区域加强纤维分布均匀，具有良好的机械性能。其中可以使压缩顶柱恰当地布置成向前或向后运动，以形成壳体。
自然地可以对本发明进行很多改进，而不会超出本发明的范围。
例如其可以布置成使横梁由多种热塑性或热硬化材料制成。
其还可以是后保险杠。

Claims (22)

1、一种用于车辆的保险杠(2)，包括具有至少一种合成材料的横梁(4)，其特征在于其包括容纳牵引环(40)的衬套(6)。
2、根据权利要求1所述的保险杠，其特征在于，所述衬套(6)直接固定到横梁(4)上。
3、根据上述权利要求中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述衬套(6)容纳在由合成材料制成的壳体(16)中。
4、根据权利要求3所述的保险杠，其特征在于，所述合成材料与衬套(6)在整个壳体(16)上接触。
5、根据权利要求3-4中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述壳体(16)为套筒形式。
6、根据上述权利要求中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述衬套(6)具有较小的凸盘(32)。
7、根据上述权利要求中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述衬套(6)的一端卷边(34)。
8、根据上述权利要求中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述衬套(6)包括金属。
9、根据上述权利要求中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述横梁(4)由至少一种合成材料组成。
10、根据上述权利要求中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述横梁(4)包括加强纤维。
11、根据上述权利要求中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述衬套(6)固定到横梁(4)上的缓冲器(10)上。
12、根据权利要求1-10中任意一项所述的保险杠，其特征在于，所述衬套(6)固定到横梁(4)上的杆(5)上。
13、一种用于制造车辆保险杠(2)的方法，其特征在于衬套(6)在保险杠中布置成容纳牵引环(40)，该保险杠包括具有至少一种合成材料的横梁(4)。
14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述衬套(6)直接固定到横梁(4)上。
15、根据权利要求13或14中任意一项所述的方法，其特征在于用于形成横梁的材料(或每种材料)被加热，然后置于模具(60)中。
16、根据权利要求15所述的方法，其特征在于当模具(60)合模后，压缩该材料(或每种材料)。
17、根据权利要求15-16中任意一项所述的方法，其特征在于空间成形部件(62)在模具中运动以形成壳体(16)。
18、根据权利要求17所述的方法，其特征在于该运动发生在模具合模后。
19、根据权利要求17-18中任意一项所述的方法，其特征在于，所述衬套(6)布置在壳体(16)中。
20、根据权利要求17-19中任意一项所述的方法，其特征在于当横梁(4)处于高于环境温度的温度时，所述衬套(6)布置在壳体(16)中。
21、根据权利要求13-20中任意一项所述的方法，其特征在于，所述衬套(6)卷边到横梁(4)上。
22、一种用于生产用于车辆保险杠(2)的横梁(4)的模具，包括底盘(67)，其特征在于其包括安装成在模具腔体(61)中可相对于底盘运动的空间成形部件(62)。
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