保險(xiǎn)杠組件及方法
【專利摘要】一種保險(xiǎn)杠組件，包括保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒，保險(xiǎn)杠橫梁具有沿保險(xiǎn)杠平面X延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面，碰撞盒包括沿碰撞盒平面Y延伸的碰撞盒表面。保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒中的一者包括對(duì)準(zhǔn)接頭以使保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒配合并且將表面設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿平面X、Y線性地延伸的線性載荷路徑。裝配保險(xiǎn)杠組件的方法包括下述步驟：使保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒關(guān)于對(duì)準(zhǔn)接頭配合并且將保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒沿對(duì)準(zhǔn)接頭連接在一起。連接保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的步驟包括將保險(xiǎn)杠盒和碰撞盒沿對(duì)準(zhǔn)接頭摩擦攪拌焊接在一起。
【專利說(shuō)明】保險(xiǎn)杠組件及方法
[0001]在先申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本PCT專利申請(qǐng)要求于2012年6月20日提交的、名稱為“保險(xiǎn)杠組件及方法”的美國(guó)實(shí)用專利申請(qǐng)序列N0.13/527，776的和于2011年6月29日提交的、名稱為“保險(xiǎn)杠組件及方法”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列N0.61/502, 410的權(quán)益，這些申請(qǐng)的全部公開內(nèi)容被認(rèn)為是本申請(qǐng)的公開內(nèi)容的一部分并因此通過(guò)參引并入本文。
【背景技術(shù)】
[0003]1.發(fā)明領(lǐng)域
[0004]本主題發(fā)明涉及一種包括保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的車輛保險(xiǎn)杠組件。本主題發(fā)明還涉及一種裝配該保險(xiǎn)杠組件的方法。
[0005]2.現(xiàn)有技術(shù)的描述
[0006]車輛保險(xiǎn)杠組件已知用于提供能量吸收特性。車輛的車身結(jié)構(gòu)設(shè)置有所謂的碰撞盒。這些碰撞盒被設(shè)置在車身結(jié)構(gòu)的框架構(gòu)件的端部上以便吸收具有一定預(yù)定值的碰撞載荷，從而消除車身的框架構(gòu)件的變形。
[0007]保險(xiǎn)杠組件包括保險(xiǎn)杠橫梁，該保險(xiǎn)杠橫梁通常橫向地延伸跨過(guò)車輛的前部或后部并且通常設(shè)置用于在前部或后部碰撞期間吸收能量。這些保險(xiǎn)杠橫梁設(shè)置在裝飾或儀表盤保險(xiǎn)杠下方并且借助于上面提到的所謂的碰撞盒而安裝至車架。碰撞盒設(shè)計(jì)成在這些前部或后部碰撞時(shí)折疊。
[0008]碰撞盒通過(guò)許多不同的方式安裝至車架和保險(xiǎn)杠橫梁，該方式包括但不限于焊接、粘合、緊固件等。這些碰撞盒和保險(xiǎn)杠橫梁可由許多不同類型的材料制成，這些材料包括但不限于鋼、鋁和/或鎂。
[0009]仍然存在對(duì)碰撞盒和保險(xiǎn)杠橫梁的下述簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的顯著和持續(xù)性需要:碰撞盒和保險(xiǎn)杠橫梁的該簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)允許低的制造和裝配成本以及改進(jìn)的能量吸收性能。仍然存在對(duì)用于裝配車輛保險(xiǎn)杠橫梁與碰撞盒的改進(jìn)方法的顯著和持續(xù)需要，該改進(jìn)方法具有成本效益并且能夠產(chǎn)生具有改進(jìn)的能量吸收性能的裝配產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本主題發(fā)明包括保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒中的一者，該保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒中的一者包括用于使保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒配合的對(duì)準(zhǔn)接頭。該對(duì)準(zhǔn)接頭允許保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒通過(guò)例如并且尤其是摩擦攪拌焊接而容易地彼此附接。保險(xiǎn)杠橫梁包括沿保險(xiǎn)杠平面X延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面，碰撞盒包括沿碰撞盒平面Y延伸的碰撞盒表面，并且對(duì)準(zhǔn)接頭使這些表面設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿平面X、Y線性地延伸的線性載荷路徑。線性載荷路徑將保險(xiǎn)杠組件的能量吸收性能改進(jìn)為超過(guò)了現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠組件。
[0011]本主題發(fā)明也包括一種將保險(xiǎn)杠橫梁以下述方式接合至碰撞盒的方法:保險(xiǎn)杠橫梁的平面X和碰撞盒的平面Y設(shè)置成呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。更具體地，該方法開始于使碰撞盒與保險(xiǎn)杠橫梁關(guān)于對(duì)準(zhǔn)接頭配合，使得保險(xiǎn)杠橫梁的保險(xiǎn)杠橫梁表面和碰撞盒的碰撞盒表面設(shè)置成沿平面X、Y相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。該方法繼續(xù)進(jìn)行將保險(xiǎn)杠盒和碰撞盒沿對(duì)準(zhǔn)接頭連接在一起的步驟，并且沿平面X、Y延伸的線性載荷路徑將保險(xiǎn)杠組件的能量吸收性能改進(jìn)為超過(guò)了現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠組件。此外，表面的鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系提供了至少一個(gè)附加連接器的使用，而這在現(xiàn)有技術(shù)的用于將保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒彼此固定的保險(xiǎn)杠組件中是不可行的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)將更容易理解，因?yàn)槠湓诮Y(jié)合附圖考慮時(shí)通過(guò)參考以下詳細(xì)說(shuō)明變得更好理解，其中:
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的車輛保險(xiǎn)杠組件的立體圖；
[0014]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的具有保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的車輛保險(xiǎn)杠組件的局部立體圖；
[0015]圖3是在圖2中示出的現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的截面圖；
[0016]圖4是圖3的一部分的分解截面圖；
[0017]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的具有保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的車輛保險(xiǎn)杠組件的局部立體圖；
[0018]圖6是在圖5中示出的保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的截面圖；
[0019]圖7是圖6的一部分的分解截面圖；
[0020]圖8A是圖7的分解截面圖，其中，示出了固定保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的連接器；
[0021]圖SB是圖7的分解截面圖，其中，示出了固定保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的連接器的另一布置;
[0022]圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方式的具有保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的車輛保險(xiǎn)杠組件的局部立體圖；
[0023]圖10是在圖9中示出的保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的截面圖；
[0024]圖11是圖10的一部分的分解截面圖；以及
[0025]圖12是在圖10中示出的保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的一部分的分解截面圖，其中，示出了固定保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的連接器。
【具體實(shí)施方式】
[0026]參照附圖，其中，貫穿若干視圖，相同的附圖標(biāo)記指示相應(yīng)的部件，圖1是車輛保險(xiǎn)杠組件的立體圖，該車輛保險(xiǎn)杠組件總體上以10標(biāo)示并具有保險(xiǎn)杠橫梁12和附接至保險(xiǎn)杠橫梁12的碰撞盒14。這樣的車輛保險(xiǎn)杠組件10已知用于提供能量吸收特性。保險(xiǎn)杠橫梁12通常橫向地延伸跨過(guò)車輛(未示出)的前部或后部并且通過(guò)使用所謂的碰撞盒14被安裝至車架。
[0027]碰撞盒被設(shè)計(jì)成在發(fā)生這些前部或后部碰撞時(shí)折疊或坍縮，從而連同保險(xiǎn)杠橫梁一起提供一些能量吸收特性。碰撞盒通過(guò)許多不同的方式安裝至車架和保險(xiǎn)杠橫梁，這些方式包括但不限于焊接、粘合劑、緊固件等。這些碰撞盒和保險(xiǎn)杠橫梁可以由許多不同類型的材料制成，這些材料包括但不限于鋼、鋁和/或鎂。應(yīng)該理解的是本發(fā)明也可以與下述標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)杠支承托架一起使用:該標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)杠支承托架不提供任何潰縮區(qū)域/特征并且主要設(shè)置用于支承保險(xiǎn)杠橫梁。[0028]圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)車輛保險(xiǎn)杠組件，該現(xiàn)有技術(shù)車輛保險(xiǎn)杠組件總體上以110標(biāo)示并且包括保險(xiǎn)杠橫梁112和安裝至保險(xiǎn)杠橫梁112的碰撞盒114。如在圖3中最佳示出的，保險(xiǎn)杠橫梁112包括在保險(xiǎn)杠平面X中延伸的表面116，碰撞盒114包括在碰撞盒平面Y中延伸的表面118。在現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠組件110中，如在圖3中最佳不出的，保險(xiǎn)杠平面X未設(shè)置成與碰撞盒平面Y呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。這樣，沿平面X施加至保險(xiǎn)杠橫梁112的載荷不在與碰撞盒114的平面Y相同的線性平面中延伸一在下文中被稱作偏移載荷路徑。此外，如圖4所示，保險(xiǎn)杠橫梁112在120處焊接至碰撞盒114。
[0029]圖5至圖7示出了本主題發(fā)明的第一實(shí)施方式。圖5示出了總體上以210標(biāo)示的車輛保險(xiǎn)杠組件。該保險(xiǎn)杠組件包括保險(xiǎn)杠橫梁212和安裝至保險(xiǎn)杠橫梁212的碰撞盒214。如在圖6中最佳示出的，該保險(xiǎn)杠組件210包括保險(xiǎn)杠橫梁212和碰撞盒214，保險(xiǎn)杠橫梁212具有沿保險(xiǎn)杠平面X延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面216，碰撞盒214具有沿碰撞盒平面Y延伸的碰撞盒表面218。如上所述，碰撞盒214被附接至車架的一部分(未示出)，保險(xiǎn)杠橫梁212以橫向地延伸跨過(guò)或者車輛的前部或者車輛的后部的方式而安裝至碰撞盒214。碰撞盒214和保險(xiǎn)杠橫梁212設(shè)計(jì)成在碰撞期間吸收能量。在該實(shí)施方式中，碰撞盒214和保險(xiǎn)杠橫梁212優(yōu)選地由6000系列或7000系列的鋁制成，然而，應(yīng)該理解的是可以選擇其他類型的金屬和/或金屬合金以用于本主題發(fā)明。保險(xiǎn)杠橫梁212和碰撞盒214中的一者包括對(duì)準(zhǔn)接頭220以使保險(xiǎn)杠橫梁212與碰撞盒214配合并且將表面216、218設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿平面X、Y線性地延伸的線性載荷路徑。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是具有線性載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件的能量吸收性能比具有偏移載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件更有利。如在圖7中最佳示出的，對(duì)準(zhǔn)接頭220限定了對(duì)準(zhǔn)表面222，用于接合保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒中的另一者以建立表面216、218的對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。因此，對(duì)準(zhǔn)接頭220也允許碰撞盒214的碰撞盒表面218設(shè)置成鄰近保險(xiǎn)杠橫梁212的保險(xiǎn)杠表面216以改進(jìn)接合碰撞盒214的碰撞盒表面218和保險(xiǎn)杠橫梁212的保險(xiǎn)杠表面216的方法。
[0030]在如圖6中最佳示出的，保險(xiǎn)杠組件210可以包括保險(xiǎn)杠橫梁212，該保險(xiǎn)杠橫梁212具有頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面216和底部保險(xiǎn)杠橫梁表面224，頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面216沿保險(xiǎn)杠平面X延伸，底部保險(xiǎn)杠橫梁表面224沿第二保險(xiǎn)杠橫梁平面X2以與頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面216呈平行和等距關(guān)系的方式延伸。保險(xiǎn)杠組件210也可以包括碰撞盒214，該碰撞盒214具有頂部碰撞盒表面218和底部碰撞盒表面226，頂部碰撞盒表面218沿碰撞盒平面Y延伸，底部碰撞盒表面226沿第二碰撞盒平面Y2以與頂部碰撞盒表面218呈平行和等距關(guān)系的方式延伸。保險(xiǎn)杠橫梁212和碰撞盒214中的一者包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)接頭220以使保險(xiǎn)杠橫梁212和碰撞盒214配合并且將頂部表面216、218和底部表面224、226設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿相應(yīng)的平面X、Y和平面\、Y2線性地延伸的線性載荷路徑。
[0031]如在圖7和圖8中最佳示出的，在第一實(shí)施方式中，對(duì)準(zhǔn)接頭220包括凸緣228，該凸緣228從保險(xiǎn)杠橫梁表面216延伸至凸緣端部230以限定以與平面X、Y呈平行關(guān)系的方式延伸的對(duì)準(zhǔn)表面222，從而使對(duì)準(zhǔn)表面222與碰撞盒表面218在保險(xiǎn)杠橫梁與碰撞盒的配合位置中重疊。盡管如圖7和圖8所示的實(shí)施方式示出了包括凸緣228的保險(xiǎn)杠橫梁212，但可替代地，碰撞盒214可以包括凸緣228。
[0032]如在圖7和圖8中最佳示出的，保險(xiǎn)杠橫梁212的保險(xiǎn)杠平面X和碰撞盒214的碰撞盒平面Y設(shè)置成呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿平面X、Y線性地延伸的線性載荷路徑。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，保險(xiǎn)杠橫梁212的保險(xiǎn)杠平面X沿水平的保險(xiǎn)杠橫梁平面X延伸，碰撞盒214的碰撞盒平面Y也沿水平的碰撞盒平面Y延伸。這樣，沿保險(xiǎn)杠平面X施加至保險(xiǎn)杠橫梁212的載荷沿與碰撞盒214的碰撞盒平面Y相同的水平平面延伸以建立水平的線性載荷路徑。如先前所提到的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是利用了線性載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件210的能量吸收性能被充分地改善為超過(guò)了現(xiàn)有技術(shù)的具有偏移載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件110。
[0033]此外，參照?qǐng)D7，當(dāng)凸緣228的對(duì)準(zhǔn)表面222設(shè)置成與碰撞盒214的碰撞盒表面218呈重疊關(guān)系時(shí)，凸緣端部230也設(shè)置成鄰近碰撞盒214的碰撞盒表面218。如在圖8A和圖8B中最佳示出的，鄰近凸緣端部230設(shè)置有連接器232，并且連接器232延伸穿過(guò)凸緣228并且穿入碰撞盒表面218以將保險(xiǎn)杠橫梁212和碰撞盒214固定在配合位置中。如果凸緣228設(shè)置在碰撞盒214上，則凸緣228的對(duì)準(zhǔn)表面222將重疊保險(xiǎn)杠橫梁212的保險(xiǎn)杠橫梁表面216，并且凸緣端部230被設(shè)置成鄰近保險(xiǎn)杠橫梁212的保險(xiǎn)杠橫梁表面216。在任一實(shí)施方式中，連接器232可以包括粘合劑、緊固件和焊接件，其中，緊固件諸如為鉚釘或螺栓，焊接件諸如為MIG焊接件、摩擦攪拌焊接件等。然而，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是摩擦攪拌焊(如接下來(lái)更詳細(xì)公開的)能夠在節(jié)省成本的同時(shí)提供高質(zhì)量接頭。在該實(shí)施方式中，摩擦攪拌焊接件沿凸緣228和保險(xiǎn)杠橫梁212的保險(xiǎn)杠橫梁表面216延伸以固定保險(xiǎn)杠橫梁212和碰撞盒214。如果采用粘合劑，則粘合劑可以沿凸緣228的對(duì)準(zhǔn)表面222應(yīng)用以接合碰撞盒表面218并且固定保險(xiǎn)杠橫梁212和碰撞盒214。如果采用鉚釘或螺栓，則鉚釘或螺栓穿入并延伸穿過(guò)整個(gè)碰撞盒表面。
[0034]圖9至圖12示出了主題發(fā)明的第二實(shí)施方式。圖9示出了總體上以310標(biāo)示的車輛保險(xiǎn)杠組件。保險(xiǎn)杠組件310包括保險(xiǎn)杠橫梁312和安裝至保險(xiǎn)杠橫梁312的碰撞盒314。如上所述，碰撞盒314被附接至車架的一部分(未示出)，并且保險(xiǎn)杠橫梁312以橫向地延伸跨過(guò)或者車輛前部或者車輛的后部的方式安裝至碰撞盒314。碰撞盒314和保險(xiǎn)杠橫梁312被設(shè)計(jì)成在碰撞期間吸收能量。在該實(shí)施方式中，碰撞盒314和保險(xiǎn)杠橫梁312優(yōu)選地由6000系列鋁或7000系列鋁制成，然而，應(yīng)該理解的是可以選擇其他類型的金屬和/或金屬合金用于本主題發(fā)明。
[0035]如在圖10中最佳示出的，保險(xiǎn)杠組件310包括保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314，保險(xiǎn)杠橫梁312具有沿保險(xiǎn)杠平面X延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面316，碰撞盒314具有沿碰撞盒平面Y延伸的碰撞盒表面318。如在圖10和圖11中最佳示出的，保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314中的一者包括對(duì)準(zhǔn)接頭320以使保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314配合并且使表面316、318設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿平面X、Y線性地延伸的線性載荷路徑。如先前所提到的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是具有線性載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件的能量吸收性能比具有偏移載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件更有利。如在圖11中最佳示出的，對(duì)準(zhǔn)接頭320限定了用于接合保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314中的另一者的對(duì)準(zhǔn)表面322以建立表面316、318的對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。因此，對(duì)準(zhǔn)接頭320也允許碰撞盒314的碰撞盒表面318設(shè)置成鄰近保險(xiǎn)杠橫梁316的保險(xiǎn)杠表面316以改進(jìn)接合碰撞盒314的碰撞盒表面318與保險(xiǎn)杠橫梁312的保險(xiǎn)杠表面316的方法。
[0036]如在圖10中最佳示出的，保險(xiǎn)杠組件310可以包括保險(xiǎn)杠橫梁312，該保險(xiǎn)杠橫梁312包括頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面316和底部保險(xiǎn)杠橫梁表面324，頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面316沿保險(xiǎn)杠平面X延伸，底部保險(xiǎn)杠橫梁表面324沿第二保險(xiǎn)杠橫梁平面X2以與頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面316呈平行和等距關(guān)系的方式延伸。保險(xiǎn)杠組件310也可包括碰撞盒314，該碰撞盒314包括頂部碰撞盒表面318和底部碰撞盒表面326，該底部碰撞盒表面326沿第二碰撞盒平面Y2以與頂部碰撞盒表面318呈平行和等距關(guān)系的方式延伸。保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314中的一者包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)接頭320以配合保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314并且使頂部表面316、318和底部表面324、326設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，以建立沿相應(yīng)的平面X、Y和平面X2、Y2線性地延伸的線性載荷路徑。
[0037]如在圖9和圖10中示出的，在第二實(shí)施方式中，碰撞盒314限定了內(nèi)部表面323，并且對(duì)準(zhǔn)接頭320包括肩部328，該肩部328從保險(xiǎn)杠橫梁表面316向內(nèi)延伸以限定以與平面X、Y呈平行關(guān)系的方式延伸的對(duì)準(zhǔn)表面322，從而使對(duì)準(zhǔn)表面322在保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314的配合位置中置于內(nèi)表面323之下。盡管如圖9至圖12所示的第二實(shí)施方式示出了包括肩部328的保險(xiǎn)杠橫梁312，但可替代地，碰撞盒314也可以包括肩部328，并且因此在該實(shí)施方式中，保險(xiǎn)杠橫梁312限定了內(nèi)表面323。
[0038]如在圖10中最佳示出的，保險(xiǎn)杠橫梁312的保險(xiǎn)杠平面X和碰撞盒314的碰撞盒平面Y被設(shè)置成呈對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿平面X、Y線性地延伸的線性載荷路徑。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，保險(xiǎn)杠橫梁312的保險(xiǎn)杠平面X沿水平的保險(xiǎn)杠橫梁平面X延伸，碰撞盒314的碰撞盒平面Y也沿水平的碰撞盒平面Y延伸。這樣，沿保險(xiǎn)杠橫梁平面X施加至保險(xiǎn)杠橫梁312的載荷將在與碰撞盒314的平面Y相同的水平平面中延伸以建立水平的線性載荷路徑。如先前所提到的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是采用線性載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件310的能量吸收性能被充分地改善為超過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的具有偏移載荷路徑的保險(xiǎn)杠組件110。
[0039]此外，如在圖11中最佳示出的，肩部328限定沿鄰接和對(duì)準(zhǔn)表面316、318延伸的接縫330，使得保險(xiǎn)杠橫梁312的保險(xiǎn)杠橫梁表面316被設(shè)置成鄰近碰撞盒314的碰撞盒表面318。該布置有利于將碰撞盒314固定至保險(xiǎn)杠橫梁312的改進(jìn)方法。如在圖12中最佳示出的，沿接縫330設(shè)置有連接器332，并且連接器332穿入碰撞盒表面318和保險(xiǎn)杠橫梁表面316以及內(nèi)表面323和對(duì)準(zhǔn)表面322中的每一者，以將保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314固定在配合位置中。盡管未示出，在替代性實(shí)施方式中，連接器332將無(wú)需穿入保險(xiǎn)杠橫梁表面316，而是可以穿入碰撞盒表面318和內(nèi)表面323以及對(duì)準(zhǔn)表面322以固定保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314。在任一實(shí)施方式中，連接器332可以包括粘合劑、緊固件以及焊接件，其中，緊固件諸如為鉚釘或螺栓，焊接件諸如為MIG焊接件或摩擦攪拌焊接件。然而，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是摩擦攪拌焊(如接下來(lái)更詳細(xì)公開的)能夠在節(jié)省成本的同時(shí)提供高質(zhì)量接頭。而且，如果采用粘合劑，粘合劑可被夾在對(duì)準(zhǔn)表面322與內(nèi)表面323之間以將保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314固定在配合位置中?？商娲鼗蚋郊拥?，粘合劑也可以沿接縫330設(shè)置以將保險(xiǎn)杠橫梁312和碰撞盒314固定在配合位置中。而且，如果采用鉚釘或螺栓，鉚釘或螺栓應(yīng)穿入并延伸通過(guò)整個(gè)表面。
[0040]應(yīng)該是明顯的是在本主題發(fā)明的前述實(shí)施方式中，保險(xiǎn)杠橫梁設(shè)置有大致水平延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面以鄰近于碰撞盒的同樣大致水平延伸的碰撞盒表面，從而允許:(i)保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒通過(guò)例如并且尤其是摩擦攪拌焊而容易地彼此附接，以及(i i )保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒二者的平面X、Y被對(duì)準(zhǔn)以建立線性載荷路徑。為闡明起見，即使保險(xiǎn)杠組件設(shè)計(jì)包括偏移載荷路徑設(shè)計(jì)，下述本發(fā)明也對(duì)將保險(xiǎn)杠橫梁接合至碰撞盒是有利的:其中，保險(xiǎn)杠橫梁設(shè)置有大致水平延伸以鄰近于碰撞盒的大致水平的碰撞盒表面的保險(xiǎn)杠橫梁表面。
[0041]參照本主題發(fā)明的前述實(shí)施方式，摩擦攪拌焊接方法是一種固態(tài)焊接方法(非熔化)，其中，機(jī)器旋轉(zhuǎn)，插入，然后沿形式為焊接件的接頭在旋轉(zhuǎn)筒狀工具上來(lái)回移動(dòng)。工具的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作和具體幾何形狀產(chǎn)生材料的機(jī)械加工和摩擦，材料的機(jī)械加工和摩擦又產(chǎn)生將材料從線的一側(cè)移動(dòng)至另一側(cè)所需要的熱和混合。在圖8A和圖SB中，對(duì)于第一實(shí)施方式，摩擦攪拌焊接接頭以232標(biāo)示。在圖12中，對(duì)于第二實(shí)施方式，摩擦攪拌焊接接頭以332標(biāo)不。
[0042]本主題發(fā)明也包括裝配保險(xiǎn)杠組件的方法，該保險(xiǎn)杠組件包括保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒，該保險(xiǎn)杠橫梁具有沿保險(xiǎn)杠平面X延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面，該碰撞盒具有沿碰撞盒平面Y延伸的碰撞盒表面。該方法開始為使保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒關(guān)于布置在保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒中的一者上的對(duì)準(zhǔn)接頭而配合，以使表面設(shè)置成沿平面X、Y相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，保險(xiǎn)杠橫梁平面X和碰撞盒平面Y設(shè)置在相同的水平平面中，并且因此保險(xiǎn)杠橫梁被構(gòu)造成提供保險(xiǎn)杠橫梁表面以允許碰撞盒中的至少一部分定位成鄰近水平的保險(xiǎn)杠橫梁表面。之后，該方法繼續(xù)進(jìn)行為通過(guò)將保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒鄰近對(duì)準(zhǔn)接頭連接在一起。在第一實(shí)施方式——其中，對(duì)準(zhǔn)接頭包括凸緣——中，使保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒配合的步驟包括將凸緣的對(duì)準(zhǔn)表面置于保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒中的另一者的表面上。也就是說(shuō)，如果保險(xiǎn)杠橫梁包括凸緣，則凸緣的對(duì)準(zhǔn)表面將置于碰撞盒表面上?？商娲?，如果碰撞盒包括凸緣，則凸緣的對(duì)準(zhǔn)表面將置于保險(xiǎn)杠橫梁表面上。在第二實(shí)施方式——其中，對(duì)準(zhǔn)接頭包括肩部——中，使保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒配合的步驟包括將對(duì)準(zhǔn)接頭的對(duì)準(zhǔn)表面置于保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒中的另一者的內(nèi)表面之下。也就是說(shuō)，如果保險(xiǎn)杠橫梁包括肩部，則碰撞盒將包括內(nèi)表面并且肩部的對(duì)準(zhǔn)表面被置于碰撞盒的內(nèi)表面之下?？商娲?，如果碰撞盒包括肩部，則保險(xiǎn)杠橫梁將包括內(nèi)表面并且肩部的對(duì)準(zhǔn)表面將被置于保險(xiǎn)杠橫梁的內(nèi)表面之下。
[0043]在任一實(shí)施方式中，優(yōu)選的連接步驟包括將保險(xiǎn)杠盒和碰撞盒鄰近對(duì)準(zhǔn)接頭摩擦攪拌焊接在一起。在該連接的該優(yōu)選的實(shí)施方式中，摩擦攪拌焊的步驟包括以沿對(duì)準(zhǔn)接頭延伸的并在保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒的鄰近表面之間的角度對(duì)準(zhǔn)焊接組件的步驟。接著，該方法繼續(xù)進(jìn)行下述步驟:將保險(xiǎn)杠橫梁的材料焊入碰撞盒中，或相反地，將碰撞盒的材料焊入保險(xiǎn)杠橫梁中，以產(chǎn)生至少在保險(xiǎn)杠橫梁與碰撞盒之間延伸的摩擦焊縫。前述的焊接能夠借助于摩擦攪拌焊接方法(如上所述)或MIG焊方法或激光焊接方法或混合式激光焊方法而實(shí)現(xiàn)。
[0044]已經(jīng)根據(jù)相關(guān)法律標(biāo)準(zhǔn)對(duì)上述發(fā)明進(jìn)行了描述，因而該描述本質(zhì)是是示例性的而不是限制性的。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)所公開的實(shí)施方式的變型和修改可以變得明顯并落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種保險(xiǎn)杠組件，包括: 保險(xiǎn)杠橫梁，所述保險(xiǎn)杠橫梁包括沿保險(xiǎn)杠平面X延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面； 碰撞盒，所述碰撞盒包括沿碰撞盒平面Y延伸的碰撞盒表面；以及 所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的一者包括對(duì)準(zhǔn)接頭以使所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒配合并且將所述表面設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿所述平面X、Y線性地延伸的線性載荷路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述對(duì)準(zhǔn)接頭限定對(duì)準(zhǔn)表面，所述對(duì)準(zhǔn)表面用于接合所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的所述另一者以建立所述表面的所述對(duì)準(zhǔn)關(guān)系O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述對(duì)準(zhǔn)接頭包括凸緣，所述凸緣從所述表面中的一個(gè)表面延伸至凸緣端部以限定以與所述平面X、Y呈平行關(guān)系的方式延伸的所述對(duì)準(zhǔn)表面，從而使所述對(duì)準(zhǔn)表面與所述表面中的所述另一個(gè)表面在所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒的所述配合位置中重疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述保險(xiǎn)杠橫梁包括所述凸緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的保險(xiǎn)杠組件，還包括連接器，所述連接器鄰近所述凸緣端部設(shè)置并且延伸穿過(guò)所述凸緣并且穿入所述表面中的所述另一個(gè)表面以將所述保險(xiǎn)杠盒和所述碰撞盒固定在所述配合位置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述連接器包括摩擦攪拌焊接接頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述碰撞盒和所述保險(xiǎn)杠橫梁中的所述另一者限定內(nèi)表面并且所述對(duì)·準(zhǔn)接頭包括肩部，所述肩部從所述表面中的一個(gè)表面向內(nèi)延伸以限定以與所述平面X、Y呈平行關(guān)系的方式延伸的所述對(duì)準(zhǔn)表面，從而使所述對(duì)準(zhǔn)表面在所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒的所述配合位置中置于所述內(nèi)表面之下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述保險(xiǎn)杠橫梁包括所述肩部。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的保險(xiǎn)杠組件，還包括: 所述肩部，所述肩部限定沿所述鄰接和對(duì)準(zhǔn)表面延伸的接縫；以及 連接器，所述連接器沿所述接縫設(shè)置并穿入所述表面中的每個(gè)表面以將所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒固定在所述配合位置中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述連接器包括摩擦攪拌焊接接頭。
11.一種保險(xiǎn)杠組件，包括: 保險(xiǎn)杠橫梁，所述保險(xiǎn)杠橫梁包括頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面和底部保險(xiǎn)杠橫梁表面，所述頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面沿保險(xiǎn)杠橫梁平面X延伸，所述底部保險(xiǎn)杠橫梁表面沿第二保險(xiǎn)杠橫梁平面X2以與所述頂部保險(xiǎn)杠橫梁表面呈平行和等距關(guān)系的方式延伸； 碰撞盒，所述碰撞盒包括頂部碰撞盒表面和底部碰撞盒表面，所述頂部碰撞盒表面沿碰撞盒平面Y延伸，所述底部碰撞盒表面沿第二碰撞盒平面Y2以與所述頂部碰撞盒表面呈平行和等距關(guān)系的方式延伸；以及 所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的一者包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)接頭以使所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒配合并且將所述頂部表面和所述底部表面設(shè)置成相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系，從而建立沿相應(yīng)的所述平面X、Y和所述平面x2、Y2線性地延伸的線性載荷路徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述對(duì)準(zhǔn)接頭中的每個(gè)對(duì)準(zhǔn)接頭均包括對(duì)準(zhǔn)表面，所述對(duì)準(zhǔn)表面用于接合所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的所述另一者以建立所述表面的所述對(duì)準(zhǔn)關(guān)系。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述對(duì)準(zhǔn)接頭中的每個(gè)對(duì)準(zhǔn)接頭均包括凸緣，所述凸緣從所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的一者的所述表面延伸至凸緣端部以限定以與所述平面X、Y和所述平面X2、Y2呈平行關(guān)系的方式延伸的所述對(duì)準(zhǔn)表面，從而使所述對(duì)準(zhǔn)表面在所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒的所述配合位置中置于所述表面中的所述另一表面上。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的保險(xiǎn)杠組件，其中，所述碰撞盒和所述保險(xiǎn)杠橫梁中的所述另一者限定多個(gè)內(nèi)表面，并且所述對(duì)準(zhǔn)接頭中的每個(gè)對(duì)準(zhǔn)接頭均包括肩部，所述肩部從所述表面中的一個(gè)表面向內(nèi)延伸以限定以與所述平面X、Y和所述平面X2、Y2呈平行關(guān)系的方式延伸的所述對(duì)準(zhǔn)表面，從而使所述對(duì)準(zhǔn)表面在所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒的所述配合位置中置于所述內(nèi)表面之下。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的保險(xiǎn)杠組件，還包括摩擦攪動(dòng)焊接接頭，所述摩擦攪動(dòng)焊接接頭沿所述對(duì)準(zhǔn)接頭中的每一個(gè)對(duì)準(zhǔn)接頭延伸以將所述保險(xiǎn)杠盒和所述碰撞盒固定在所述配合位置中。
16.一種裝配保險(xiǎn)杠組件的方法，其中，所述保險(xiǎn)杠組件包括保險(xiǎn)杠橫梁和碰撞盒，所述保險(xiǎn)杠橫梁具有沿保險(xiǎn)杠平面X延伸的保險(xiǎn)杠橫梁表面，所述碰撞盒具有沿碰撞盒平面Y延伸的碰撞盒表面，所述方法包括下述步驟: 將所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒關(guān)于設(shè)置在所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的一者上的對(duì)準(zhǔn)接頭而配合，以使所述表面設(shè)置成沿所述平面X、Y相對(duì)于彼此呈鄰接和對(duì)準(zhǔn)關(guān)系；以及 將所述保險(xiǎn)杠盒和所述碰撞盒鄰近所述對(duì)準(zhǔn)接頭連接在一起。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述連接的步驟包括沿所述對(duì)準(zhǔn)接頭將所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒摩擦攪拌焊接在一起。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述使所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒配合的步驟包括將所述對(duì)準(zhǔn)接頭的對(duì)準(zhǔn)表面置于所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的另一者的內(nèi)表面之下。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述使所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒配合的步驟包括將所述對(duì)準(zhǔn)接頭的對(duì)準(zhǔn)表面置于所述保險(xiǎn)杠橫梁和所述碰撞盒中的另一者的所述表面上。
【文檔編號(hào)】B60R19/02GK103596810SQ201280029274
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月29日
【發(fā)明者】托馬斯·詹姆斯·弗羅因德爾, 杰弗里·杰伊·梅利斯 申請(qǐng)人:麥格納國(guó)際公司