[0002] 本PCT国际
专利申请要求于2016年12月21日提交的序列号为15/386,135的部分继续专利申请的权益，该申请的全部公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分并由此通过参引并入本文。
技术领域
[0003] 本
发明涉及一种包括保险杠横梁和冲撞盒的车辆保险杠系统。本发明还涉及一种制造该保险杠系统的方法。
背景技术
[0004] 已知车辆保险杠组件被用于提供
能量吸收特性。车辆的
车身结构设置有所谓的冲撞盒。这样的冲撞盒布置在车身结构的
框架构件的端部上以吸收某预定值的冲击
载荷，从而消除车身的框架构件的
变形。
[0005] 保险杠组件包括保险杠横梁，该保险杠横梁通常横跨车辆的前部或后部横向地延伸并且通常设置成用于在受到
正面冲击或背面冲击期间吸收能量。这样的保险杠横梁布置在装饰保险杠或饰带保险杠下面并且通过使用以上提到的所谓的冲撞盒安装至车架。冲撞盒设计成在受到这种正面冲击或背面冲击时折叠。
[0006] 冲撞盒通过包括但不限于
焊接、
粘合剂、
紧固件等的许多不同的方式安装至车架和保险杠横梁。这样的冲撞盒和保险杠横梁可以由包括但不限于
钢、
铝和/或镁的许多不同类型的材料制成。另外，这样的冲撞盒和保险杠横梁通过挤出、钢辊轧成形或
热冲压制造工艺的方式制造。
[0007] 仍存在对这种冲撞盒和保险杠横梁的设计的显著且持续的需求，即，允许较低的制造成本和组装成本并且具有改进的能量吸收性能。还存在对这种车辆保险杠系统的改进的制造方法的显著且持续的需求，即成本有效、减少制造步骤、并且还能够生产具有改进的能量吸收性能和其他性能属性的组装产品。
发明内容
[0008] 本发明包括一种保险杠横梁系统，该保险杠横梁系统包括保险杠横梁，该保险杠横梁由
金属铸造而成并且具有至少第一部分和第二部分，第一部分包含第一
合金，第二部分包含与第一合金不同的第二合金。本发明还包括一种制造保险杠横梁系统的方法，该方法包括金属铸造保险杠横梁，保险杠横梁至少具有包含第一合金的第一部分和包含与第一合金不同的第二合金的第二部分。
[0009] 本发明还包括一种冲撞盒，该冲撞盒包括至少第一部分和第二部分，第一部分和第二部分各自由金属一体地铸造而成。第一部分包含第一合金，并且第二部分包含与第一合金不同的第二合金。本发明还包括一种制造冲撞盒的方法，该方法包括将冲撞盒的第一部分和第二部分一体地金属铸造，其中，冲撞盒的第一部分包含第一合金，并且冲撞盒的第二部分包含与第一合金不同的第二合金。
[0010] 本发明还包括一种保险杠横梁系统，该保险杠横梁系统具有保险杠横梁和冲撞盒，保险杠横梁和冲撞盒各自由金属一体地铸造而成。保险杠横梁包括至少第一保险杠横梁部分，该第一保险杠横梁部分包含第一保险杠横梁合金，并且冲撞盒包括至少第一冲撞盒部分，该第一冲撞盒部分包含与第一保险杠横梁合金不同的第一冲撞盒合金。本发明还包括一种制造保险杠系统的方法，该方法包括将保险杠横梁和冲撞盒彼此成一体地金属铸造，其中，保险杠横梁包括包含第一保险杠横梁合金的第一保险杠横梁部分，并且冲撞盒包括包含与第一保险杠横梁合金不同的第一冲撞盒合金的第一冲撞盒部分。
[0011] 根据本发明的保险杠系统或冲撞盒是有利的，原因在于制造不同合金的保险杠系统或冲撞盒允许保险杠系统或冲撞盒的不同区域或部分专用于预定的性能和
质量特性。例如，保险杠系统和/或冲撞盒的意在在受到冲击期间
挤压的第一区域或部分可以包括具有卓越的挤压特性和能量吸收特性的合金，并且意在在受到冲击期间传递能量的第二区域或部分可以包括具有更高强度和不同的能量吸收特性的合金。
附图说明
[0012] 通过参照在结合附图考虑时的以下详细描述，本发明的其他优点将会被容易地理解并且变得更好理解，在附图中：
[0013] 图1是铸造保险杠横梁的立体图；
[0014] 图2是铸造保险杠横梁的俯视图，其图示了与铸造保险杠横梁一体地铸造的多个加强筋；
[0015] 图3是保险杠系统的第一实施方式的立体图，其图示了固定至冲撞盒的铸造保险杠横梁；
[0016] 图4是保险杠系统的第二实施方式的立体图，其图示了固定至保险杠横梁的铸造冲撞盒；
[0017] 图5是保险杠系统的第三实施方式的立体图，其图示了与铸造冲撞盒成一体的铸造保险杠横梁；
[0018] 图6是保险杠系统的第三实施方式的俯视图，其图示了与铸造保险杠横梁一体地铸造的多个加强筋；
[0019] 图7A是包括与铸造冲撞盒成一体的W形铸造保险杠横梁的保险杠系统的第四实施方式的立体图；
[0020] 图7B是保险杠系统的第四实施方式的俯视图；
[0021] 图7C是保险杠系统的第四实施方式的正视图；
[0022] 图7D是沿着图7A中的A-A截取的横截面图；
[0023] 图8A是保险杠系统的第五实施方式的立体图，该保险杠系统包括与铸造冲撞盒成一体的H形铸造保险杠横梁，并且铸造保险杠横梁和铸造冲撞盒中的每一者均具有敞开的顶部表面和底部表面；
[0024] 图8B是保险杠系统的第五实施方式的俯视图；
[0025] 图8C是保险杠系统的第五实施方式的正视图；
[0026] 图8D是沿着图8A中的B-B截取的横截面图；
[0027] 图8E是保险杠系统的第五实施方式的局部立体图；
[0028] 图9A是保险杠系统的第六实施方式的立体图，该保险杠系统包括与具有封闭的顶部表面和底部表面的铸造冲撞盒成一体的H形铸造保险杠横梁；
[0029] 图9B是保险杠系统的第六实施方式的俯视图；
[0030] 图9C是保险杠系统的第六实施方式的正视图；
[0031] 图9D是沿着图8A中的C-C截取的横截面图；
[0032] 图9E是保险杠系统的第六实施方式的局部立体图；
[0033] 图10A是图8A中示出的保险杠系统的俯视图，其图示了由H形铸造保险杠横梁和铸造冲撞盒限定的多个减重孔；
[0034] 图10B是图9A中示出的保险杠系统的俯视图，其图示了由H形铸造保险杠横梁限定的多个减重孔；
[0035] 图11是保险杠系统的第七实施方式的立体图，其中，该保险杠系统包括若干区域或部分，每个区域或部分包含不同的金属合金；以及
[0036] 图12是保险杠系统的第八实施方式的立体图，其中，铸造保险杠横梁包括至少两个区域或部分，冲撞盒包括至少两个区域或部分，并且其中，所述区域或部分中的每个区域或部分包含不同的合金。
具体实施方式
[0037] 参照附图，其中，贯穿若干视图，相同的附图标记表示对应的零部件，图1是用于在车辆保险杠系统/组件中使用的铸造保险杠横梁的立体图，该铸造保险杠横梁总体上以附图标记12示出。这样的车辆保险杠组件被公知用于提供能量吸收特性，并且铸造保险杠横梁12通常横跨车辆(未示出)的前部或后部横向地延伸并且通过使用冲撞盒安装至车架。铸造保险杠横梁12由金属材料比如铝或镁铸造而成，并且具有能够调节以满足保险杠系统(未明确地示出)整体的能量吸收需求和重量需求的特定的几何结构设计。然而，在不脱离本公开的范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。尽管未明确地示出，但铸造保险杠横梁12能够具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。
[0038] 如图2中最佳地示出的，铸造保险杠横梁12可以包括呈“V”形的多个加强筋14，各个加强筋与保险杠横梁12一体地铸造并且布置成有助于保险杠系统(未明确地示出)整体的受控制的冲撞性能。应当理解的是，“V”形加强筋14还可以是根据
选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。如图3中最佳地示出的，铸造保险杠横梁12可以安装至冲撞盒16或与冲撞盒16组合以形成总体上以附图标记10示出的保险杠系统的第一实施方式，其中冲撞盒16根据传统的制造工艺比如挤出、钢辊轧成形、热冲压(等制造。在优选的布置中，铸造保险杠横梁12被焊接至冲撞盒16，然而，在不脱离本公开的范围的情况下也可以使用包括但不限于粘合剂、紧固件等的许多其他不同的方式。
[0039] 图4图示了保险杠系统的第二实施方式，该保险杠系统总体上以附图标记20示出，在该保险杠系统20中，铸造冲撞盒26安装至保险杠横梁22或与保险杠横梁22组合，该保险杠横梁22根据传统的制造工艺比如挤出、钢辊轧成形、热冲压等制造。铸造冲撞盒26由金属材料比如铝或镁铸造而成，并且具有能够调节以满足保险杠系统20整体的能量吸收需求和重量需求的特定的几何结构设计。然而，在不脱离本公开的范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。与第一实施方式相似，铸造冲撞盒26可以被焊接至保险杠横梁22，然而，在不脱离本公开的范围的情况下也可以使用包括但不限于粘合剂、紧固件等的许多其他不同的方式。
[0040] 图5图示了保险杠系统的第三实施方式，该保险杠系统总体上以附图标记30示出并且包括与铸造冲撞盒36成一体的铸造保险杠横梁32。换言之，在保险杠系统30的第三实施方式中，铸造保险杠横梁32和铸造冲撞盒36在同一铸造工艺期间彼此成一体地制造。铸造保险杠横梁32和铸造冲撞盒36中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开的范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造保险杠横梁32和铸造冲撞盒36中的每一者均具有能够调节以满足保险杠系统30整体的能量吸收需求和重量需求的特定的几何结构设计，其中，这些部件中的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。
[0041] 与保险杠系统10的第一实施方式和保险杠系统20的第二实施方式不同，保险杠系统的第三实施方式有利的是不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒36至铸造保险杠横梁32的固定。因此，保险杠系统30的第三实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于
现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的保险杠系统。在示例性实施方式中，保险杠系统30可以比现有技术的保险杠系统设计轻大约0.5kg。
[0042] 如图5中最佳地示出的，铸造冲撞盒36还可以包括与铸造冲撞盒36一体地铸造的安装板38，该安装板38用于将保险杠系统30安装至车架(未明确地示出)。如图6中最佳地示出的，铸造保险杠横梁32还可以包括呈“V”形的多个加强筋34，所述多个加强筋34各自与铸造保险杠横梁32一体地铸造并且布置成有助于保险杠系统(未明确地示出)整体的受控制的冲撞性能。应当理解的是，“V”形加强筋34还可以是根据选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。
[0043] 图7A至图7D图示了保险杠系统的第四实施方式，该保险杠系统总体上以附图标记40示出并且包括与铸造冲撞盒46成一体的铸造保险杠横梁42。与第三实施方式相似，保险杠系统40的第四实施方式的铸造保险杠横梁42和铸造冲撞盒46也是在同一铸造工艺期间彼此成一体地制造。铸造保险杠横梁42和铸造冲撞盒46中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开的范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造保险杠横梁42和铸造冲撞盒46中的每一者具有能够调节以满足保险杠系统40整体的能量吸收需求和重量需求的特定几何结构设计，其中，这些部件中的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。保险杠系统的第四实施方式有利的是也不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒46至铸造保险杠横梁42的固定。因此，保险杠系统30的第四实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的保险杠系统。
[0044] 如图7A中最佳地示出的，铸造冲撞盒46中的每个铸造冲撞盒46限定有内部腔47，并且铸造保险杠横梁42限定有多个前开口44，所述多个前开口44各自布置成与铸造冲撞盒46的相应的内部腔47相邻且相连通。前开口44结合到铸造保险杠横梁42中的设置改善了铸造保险杠系统40的可制造性。如图7D中最佳地示出的，铸造保险杠横梁还可以被铸造成沿着铸造保险杠横梁的长度的至少一部分呈“W”形延伸以有助于保险杠系统40的受控制的冲撞性能。
[0045] 图8A至图8E图示了保险杠系统的第五实施方式，该保险杠系统总体上以附图标记50示出并且包括与铸造冲撞盒56成一体的铸造保险杠横梁52。换言之，与第三实施方式和第四实施方式相似，保险杠系统50的第五实施方式的铸造保险杠横梁52和铸造冲撞盒56也在同一铸造工艺期间彼此成一体地制造。铸造保险杠横梁52和铸造冲撞盒56中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开的范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造保险杠横梁52和铸造冲撞盒56中的每一者具有能够调节以满足保险杠系统50整体的能量吸收需求和重量需求的特定几何结构设计，其中，这些部件中的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。保险杠系统50的第五实施方式有利的是也不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒56至铸造保险杠横梁52的固定。因此，保险杠系统50的第五实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的保险杠系统。
[0046] 如图8A以及图8D至图8E中最佳地示出的，铸造保险杠横梁52和铸造冲撞盒56中的每一者沿着顶部部分和底部部分是敞开的以改善铸造保险杠系统50的可制造性。如图8A至图8B以及图8E中最佳地示出的，铸造保险杠横梁52可以包括呈“V”形的多个加强筋54，各个加强筋54与保险杠横梁52一体地铸造，并且铸造冲撞盒58可以包括呈“X”形的多个加强筋58，各个加强筋58与冲撞盒56一体地铸造。加强筋54、58布置成有助于保险杠系统50的受控制的冲撞性能。应当理解的是，“V”形加强筋54和“X”形加强筋58还可以是根据选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。如图8D和图8E中最佳地示出的，铸造保险杠横梁52还可以被铸造成呈“H”形并且限定沿着铸造保险杠横梁52的长度的至少一部分延伸的附加的
水平或横向筋59以进一步控制保险杠系统50的冲撞性能。
[0047] 图9A至图9E图示了保险杠系统的第六实施方式，该保险杠系统总体上以附图标记60示出并且包括与铸造冲撞盒66成一体的铸造保险杠横梁62。与第三实施方式、第四实施方式和第五实施方式相似，保险杠系统60的第六实施方式的铸造保险杠横梁62和铸造冲撞盒66在同一铸造工艺期间彼此成一体地制造。铸造保险杠横梁62和铸造冲撞盒66中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开的范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造保险杠横梁62和铸造冲撞盒66中的每一者具有能够调节以满足保险杠系统60整体的能量吸收需求和重量需求的特定几何结构设计，其中，这些部件的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。保险杠系统60的第六实施方式有利的是也不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒66至铸造保险杠横梁62的固定或安装。因此，保险杠系统60的第六实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的保险杠系统。
[0048] 如图9A至图9B以及图9E中最佳地示出的，铸造保险杠横梁62沿着保险杠系统60的顶部部分和底部部分是敞开的，而铸造冲撞盒66沿着保险杠系统60的顶部部分和底部部分是封闭的。如图9A至图9B以及图9E中最佳地示出的，铸造保险杠横梁62可以包括呈“V”形的多个加强筋64，各个加强筋64与铸造保险杠横梁62一体地铸造。然而，应当理解的是，“V”形加强筋64还可以是根据选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。如图9D和图9E中最佳地示出的，与第五实施方式相似，铸造保险杠横梁62还可以被铸造成呈“H”形并且限定沿着铸造保险杠横梁62的长度的至少一部分延伸的附加的水平或横向筋69以进一步控制保险杠系统60的冲撞性能。
[0049] 图10A和图10B分别图示了保险杠系统50的第五实施方式和保险杠系统60的第六实施方式的替代性布置，在保险杠系统50和保险杠系统60中，保险杠横梁52、62的水平或横向筋59、69限定出多个减重孔70，以进一步减轻铸造保险杠系统50、60的整体重量。如图10A中示出的，在保险杠系统的第五实施方式的替代性布置中，铸造冲撞盒56还可以限定出多个减重孔，以更进一步减轻铸造保险杠系统50的整体重量。
[0050] 根据本公开的一方面，可以制造本保险杠系统的前述实施方式中的任意实施方式，使得所述实施方式在金属铸造保险杠系统的不同区域或部分处包含多个等级的合金，以便允许保险杠系统有效地调节以满足某些车辆性能需求。更具体地，如图11和图12中所示，保险杠系统70、80可以被分成多个区域或部分A、B、C、D、E、F、G，其中，区域或部分A、B、C、D、E、F、G中的至少两个区域或部分包含彼此不同的合金，使得每个区域或部分A、B、C、D、E、F、G可以被专
门化并调节以用于预定的性能和质量特性。
[0051] 在图11的实施方式中，金属铸造保险杠横梁72构成第一区域A，金属铸造保险杠横梁72的多个铸造加强筋74或者金属铸造冲撞盒76的多个铸造加强筋78构成第二区域B，并且金属铸造冲撞盒76的一部分构成第三区域C。在该示例中，可以选择具有卓越的挤压特性和能量吸收特性的合金以用于第二区域B(加强筋74、78)或者用于系统的在受到冲击时将被挤压的其他部分。另外，可以选择具有更高强度的合金以用于第一区域A(保险杠横梁72)或者用于保险杠系统70的意在传递能量而非吸收能量的其他部分。如此，图11表明金属铸造保险杠系统70的不同部件可以包含彼此不同的合金。应当理解的是，在本发明的该实施方式和其他实施方式中，铸造的保险杠横梁72和冲撞盒76可以例如以机械连接的方式而彼此一体式连接或彼此非一体式连接。
[0052] 此外，金属铸造保险杠系统的各个部件可以包括不同合金的多于一个的区域或部分。例如，如图12中所示，铸造保险杠横梁82包括位于铸造保险杠横梁82的中央区域处的第一保险杠横梁部分E，并且该第一保险杠横梁部分E包含第一保险杠横梁合金。铸造保险杠横梁82还包括第二保险杠横梁部分D，该第二保险杠横梁部分D位于保险杠横梁82的中央区域E的相反两侧上的外部区域处并且包含第二保险杠横梁合金。第一保险杠横梁合金和第二保险杠横梁合金彼此不同，以改善并调节金属铸造保险杠系统80的性能特征。此外，一对铸造冲撞盒86各自包括第一冲撞盒区域F，该第一冲撞盒区域F位于冲撞盒86的后向区域处并且包含第一冲撞盒合金。该一对铸造冲撞盒86各自还包括第二冲撞盒区域G，该第二冲撞盒区域G位于冲撞盒86的前向区域处并且包含第二冲撞盒合金，该前向区域位于后向区域F与保险杠横梁82之间。第一冲撞盒合金和第二冲撞盒合金彼此不同并且与第一保险杠横梁合金和第二保险杠横梁合金不同，以改善并调节金属铸造冲撞盒86的性能特征。如此，金属铸造冲撞盒86构造成横跨金属铸造冲撞盒86的长度具有不同的性能特征。
[0053] 应当理解的是，各种其他部件和/或部件的组合可以包括不同合金的区域或部分，并且两个以上的不同区域或部分可以沿着金属铸造保险杠横梁延伸。还应当理解的是，可以使用不同的合金，所述不同的合金包括但不限于铝基合金、镁基合金和
铁基合金，铝基合金例如为5000系列、6000系列或7000系列的
铝合金。
[0054] 尽管在图中未明确地示出，但是在保险杠系统的前述实施方式中的任意实施方式中的保险杠横梁或冲撞盒中的一者或两者还可以被铸造成结合有各种设计特征，所述各种设计特征包括但不限于下述方面：前照灯、环境空气
传感器、行人
支架(pedestrian brackets)、防撞传感器、机罩闩、行人保护系统、喇叭、格栅、
雾灯、趾钩(toe hooks)、
螺纹插入件以及氯丁
橡胶震动
吸收材料。如此，铸造保险杠系统可以结合有原本将必须被焊接到现有技术的保险杠组件上或者拉伸弯折到现有技术的保险杠组件中的设计特征和形状。因而，铸造保险杠系统避免了需要将这些特征结合到通过挤出、钢辊轧成形、热冲压等方式制造的现有技术的保险杠组件中的
机械加工操作和焊接操作。
[0055] 尽管在图中未明确地示出，但是在保险杠系统的前述实施方式中的任意实施方式中的铸造保险杠横梁还可以被铸造成沿着其长度的一部分呈“U”形或“C”形延伸。
[0056] 尽管在图中未明确地示出，但是在保险杠系统的前述实施方式中的任意实施方式中的保险杠横梁或冲撞盒中的一者或两者还可以包括在保险杠系统内部或者沿着保险杠系统的任意地方安置的吸收嵌件。
[0057] 已根据相关法律标准对上述发明进行了描述，因而本
说明书本质上是示意性的而非限制性的。所公开的实施方式的变型和改型对于本领域技术人员而言将变得明显并且将落入本发明的范围内。
