專利名稱：具有一個在受到人頭部撞擊時屈服變形的前蓋板的汽車的車頭結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車的車頭結(jié)構(gòu)，該汽車具有一個在受到人頭部撞擊時產(chǎn)生屈服變形的前蓋板以及一些變形元件，這些變形元件以一個阻抗力對抗一種靜負(fù)荷，使得在承受這樣一個靜載荷的情況下能避免所述前蓋板上出現(xiàn)不可逆的壓痕，以及這些變形元件當(dāng)其在受到一個撞擊力作用的情況下所承受載荷達(dá)到一定值時會發(fā)生屈服變形。
在DE 199 02 311 A1中公開了這樣一種車頭結(jié)構(gòu)。在這篇文獻(xiàn)中尤其提供了一種具有一層頂蓋殼層和一層安置在該頂蓋殼層下面的支承殼層的雙殼層的前蓋板，該前蓋板兩側(cè)安放在所述車頭結(jié)構(gòu)的兩個橫梁上。在所述兩個殼層之間構(gòu)造一個接收能量的中間層。所述中間層的結(jié)構(gòu)是由大量的具有一個圓形或橢圓形橫截面的蜂窩式的腔室構(gòu)成。這些蜂窩室是這樣設(shè)計的，使得它們在一定的力從上面作用在所述前蓋板上時發(fā)生斷裂并且通過一個變形行程發(fā)生屈服變形。
因為這個中間層具有接收能量的特點，以此為基礎(chǔ)，這樣來設(shè)計所述蜂窩室，使得它們在整個變形行程上產(chǎn)生一個反作用力。在這篇文獻(xiàn)中還相應(yīng)地指出了，應(yīng)該將所述前蓋板設(shè)計成在所述中間層發(fā)生變形時出現(xiàn)一個矩形的變形標(biāo)志。
但是實驗表明，一個持續(xù)的、在一個更長的時間段上起作用的緩沖減速度在其所引起的傷害程度方面對于一個撞擊頭部來說可能并不是最好。為了評估傷害程度需要采用所謂的HIC值，該HIC值在所述緩沖減速度與其所作用時間之間建立了一種關(guān)系。所述HIC值在專業(yè)著作中已有詳細(xì)的論述和定義。為了避免發(fā)生嚴(yán)重傷亡，該值應(yīng)小于1000。從其定義來看，當(dāng)緩沖減速度只作用足夠短的時間時，也可以接受更高的緩沖減速度。
因此業(yè)已指出，從達(dá)到臨界值為1000的HIC值方面來看，要比一個恒定不變的緩沖減速度在一個較長時間段內(nèi)作用更加有利的是這樣一個緩沖減速度變化曲線。按照該緩沖減速度變化曲線，在頭部撞擊開始時只在一個短時間段內(nèi)作用一個較高的緩沖減速度，而后緩沖減速度降到一個低水平值。
在上述文獻(xiàn)中所提到的蜂窩應(yīng)該具有這樣的特性，在通過所述變形行程的受擠壓過程中產(chǎn)生一個相對恒定的反作用力，這在上述考慮到損傷程度方面是極為不利的。
因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種具有一個前蓋板的車頭結(jié)構(gòu)，這樣設(shè)計前蓋板的變形元件，使得這些變形元件在其所承受的負(fù)載超過一個規(guī)定的負(fù)荷時突然斷裂并且產(chǎn)生一個基本上無阻力的變形行程。
上述技術(shù)問題通過一種汽車的車頭結(jié)構(gòu)得以解決，該車頭結(jié)構(gòu)除了具有權(quán)利要求1前序部分所述特征外，其特征在于，所述車頭結(jié)構(gòu)的特征在于，所述變形元件由兩個或多個分別通過一個失效部位相互連接的部段構(gòu)成，其中，這樣固定或設(shè)置這些部段，使得它們在所述失效部位由于受到撞擊力的作用屈服變形后占據(jù)一個確定的新的位置。
失效部位這一概念表示，所述變形元件的允許承受靜載荷的結(jié)構(gòu)基本上取決于存在所述失效部位。當(dāng)這些失效部位屈服變形時，亦即斷裂、彎曲或以其他方式失去其功能時，所述結(jié)構(gòu)也就失去了建立一個反作用力的可能性并因此基本上無阻力地斷裂破碎。因此，必須要這樣設(shè)置所述變形元件的各單個部段，使得它們在所述失效部位屈服變形后無阻力地通過一個變形行程并且占據(jù)一個新的確定的位置。由于所述各單個部段在所述失效部位屈服變形后的位置已清楚地被確定，因此，不會由于所述自由部段的鉤掛而形成一個出乎意料的、以一個另外的非預(yù)料中的阻力來對抗所述頭部撞擊的新結(jié)構(gòu)。
如在上述文獻(xiàn)中已提到過的，所述變形元件也可以安置在所述前蓋板的一個外側(cè)的頂蓋殼層與一個在該殼層下方設(shè)置的支撐殼層之間。這種結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點是，所述前蓋板可以作為一個整體被預(yù)先裝配好并且這樣被集成組裝在所述車頭結(jié)構(gòu)中。以這種方式尤其是所述前蓋板的所有關(guān)鍵區(qū)域、首先是汽車的發(fā)動機(jī)機(jī)組位于其下面的那個區(qū)段，按照本發(fā)明可以被支撐加固。安置所述變形元件的另一種可能性在于，可以將它們安裝在所述前蓋板與汽車的車頭結(jié)構(gòu)的一個縱梁之間。由此，這些變形元件構(gòu)成車身的一部分并因此可與該車身一起共同制造。
一個特別關(guān)鍵的部段位于向所述擋泥板過渡的部位。在一個嵌裝式前蓋板中該前蓋板與一個在所述擋泥板的邊緣處的凸緣搭接，所述擋泥板又在邊緣區(qū)域中與一個在其下方延伸的縱梁固定連接。在此為了在受到人頭部撞擊時實現(xiàn)一個所期望的緩沖減速度變化曲線，本發(fā)明建議，這個凸緣與所述縱梁的連接是通過一種下文描述的變形元件來實現(xiàn)的。
如果所述失效部位設(shè)計為一些額定的斷裂部位，可以獲得一個明確的、具有一個清楚突出的起始階段緩沖減速度峰值的緩沖減速度變化曲線，其中，一個變形元件由至少兩個相互錯開的、通過一個具有所述額定斷裂部位的連橋相互連接的部段構(gòu)成，以及所述部段在所述失效部位斷裂后基本上保持其相對于所述載荷方向的定向方向。在此，這樣設(shè)計所述額定斷裂部位，使得它們在一個精確確定的力的作用下斷裂。由于相對于所述載荷方向錯開地定向設(shè)置所述部段，在所述額定斷裂部位失效后這些部段從彼此旁邊滑過并相互并列布置，由此產(chǎn)生一個較大的變形行程。因為在所述額定斷裂部位斷裂后所述結(jié)構(gòu)失效了，因此所述部段基本上無阻力地通過上述變形行程。由于在所述結(jié)構(gòu)中為各部段提供了新的定位位置，因此不會引起鉤掛或類似的情況。通過額定斷裂部位相互連接的部段越多，所釋放的變形行程就越大。所述各單個部段優(yōu)選從一個平面到另一個平面分別沿一個方向相互錯開地設(shè)置，因此一個中間的部段可被兩個其他的部段導(dǎo)引。在各平面之間的額定斷裂部位可以設(shè)計成，要么基本上同時斷裂、要么相繼斷裂，后者可形成所述起始緩沖減速度峰值的一個呈階梯狀的上升坡段和下降坡段。
另一種設(shè)置所述變形元件的部段的可能性是，這些部段會合成一個角并且在角的頂點處通過一個構(gòu)成一個失效部位的拐點相互連接。
當(dāng)所述變形元件例如由兩個可相對翻轉(zhuǎn)并相互平面疊合的部段構(gòu)成時，會產(chǎn)生一個相對于所述變形元件的高度較大的變形行程。在此，也可以將所述失效部位設(shè)計為額定斷裂部位，為此可得到一個清楚確定的引起所述變形元件屈服變形的負(fù)載值。
在這個解決方案中，幾個部段也可以分別通過一個拐點相互連接，因此形成了一個手風(fēng)琴的形式，按照在各拐點處的額定斷裂力的具體設(shè)計情況，各部段在受到?jīng)_擊負(fù)荷時可同時或逐個地斷裂。
通常并列地設(shè)置幾個變形元件，由此使得與頭部的具體撞擊部位無關(guān)地總有一個變形元件直接地起作用。尤其是在所述各單個部段相互設(shè)置成一個角度的結(jié)構(gòu)中，可以這樣來構(gòu)造，使得所述拐點相互對接并形成一個構(gòu)成所述失效部位的交叉點。然后總體上形成一個蜂窩形的結(jié)構(gòu)，其中，各蜂窩的連接部位分別構(gòu)成了失效部位。
對于所述各部段來說，優(yōu)選由一些在一個棱邊上相互線形地連接的薄片構(gòu)成，其中，所述各連接線構(gòu)成了所述失效部位。以這種方式一個變形元件可以搭接一個較大的寬度。同時，可以通過所述連接部位的長度確定使所述失效部位斷裂或屈服變形的額定力。此外，也可以較簡單地通過擠壓成型制造這樣的變形元件。
為了避免所述薄片本身未按規(guī)定地斷裂，本發(fā)明建議，所述薄片朝向所述失效部位地逐漸變薄。
尤其是在所述薄片相互從旁邊滑過的結(jié)構(gòu)中，一個變形元件也可以具有一個閉合的環(huán)形的形狀，使得所述部段可以伸縮式地相互插套。
所述額定斷裂部位的形狀可以有多種實施方式。例如，所述額定斷裂部位可以由一個在受到撞擊載荷時撕裂的薄的唇形片(Lippe)構(gòu)成。可以通過所述唇形片的厚度或長度來相對精確地調(diào)整所述斷裂力，因此產(chǎn)生了一個清楚確定的緩沖減速度變化曲線。
另一種可能性是，所述額定斷裂部位由一個構(gòu)成在一個部段上的、并位于另一個部段的一個可剪下的凸耳上的、且也可能具有一個薄的與該另一個部段連接區(qū)段的刃棱構(gòu)成。在受到載荷沖擊時，所述刃棱切斷所述凸耳。對此還需要有確定的切斷作用力，以便在結(jié)構(gòu)上很好地形成所述額定斷裂部位。
代替所具有的薄片形狀，所述部段也可以是橫向于所述載荷方向設(shè)置的弧段，這些弧段交替地以它們的凸出或凹下的側(cè)端相互貼靠并因此形成大致圓形的蜂窩。
所述過渡到一個短的反向弧段的弧段的端部摩擦連接地相互貼靠并且只是輕微地相互連接。在受到沿所述載荷方向的載荷時所述端部相互擠壓并且通過附著摩擦連接被固定在一起。只有在克服這種附著摩擦力時，所述連接才能斷開，但此時還保留了一個決定在變形行程中的緩沖減速度水平值的滑動摩擦力。
另一個實現(xiàn)變形元件的可能性是，所述變形元件具有一個充氣的、可破壞的殼膜，該殼膜安置在一個由一個上殼層和一個下殼層構(gòu)成的可變小的腔室中。在所述殼膜是完整封閉時，所述殼層只能稍微相互靠近以及所述變形元件保持剛性。只要殼膜破裂，所述變形元件就失去阻力，使得所述殼層可以無阻力地相互靠近。為此，在其中一個殼層上設(shè)置了一個頂頭，該頂頭在所述殼層克服填充在所述殼膜中的氣體阻力的情況下相對移動靠近時壓入到該殼膜中，使其破裂。在此時刻，殼膜中的氣體阻力突然消失，使得兩個殼層實際上可以無阻力地相互移動靠近。
為了使所述氣體也可以逸出以及所述頂頭不是密封地插入到由其穿透的孔中，所述頂頭設(shè)有一個在其頂部與底部之間的氣體通道，由此可以使氣體通過該氣體通道流出。因為該通道同時又構(gòu)成了一個節(jié)流閥，因此在一定程度上可以調(diào)整所述流出速度，由此可以調(diào)整初期緩沖減速度值的下降坡段。
下面借助于多個在附圖中所示的實施方式詳細(xì)闡述本發(fā)明。附圖中

圖1表示一些具有多級階梯式的片狀部段的變形元件，圖2表示一些多級金字塔形的變形元件，圖3表示一些具有單級階梯式的片狀部段的變形元件，圖4表示由兩個組合成一個圓圈的弧形部段構(gòu)成的變形元件以及具有相交成一個角度的片狀部段的變形元件，圖5表示帶有一個在一個可變小的腔室中的可破壞的充氣殼膜的變形元件，圖6表示變形元件設(shè)置在一個汽車車身的縱梁與擋泥板的棱邊之間，一個前蓋板位于所述擋泥板上。
圖7表示圖3所示多個變形元件原理性示意圖，圖7a至圖7c表示圖7所示變形元件的各部段之間的連橋的不同的設(shè)計結(jié)構(gòu)，圖8表示圖1所示多個變形元件的原理性示意圖，圖8a至圖8c表示圖8所示變形元件的各部段之間的連橋的不同的設(shè)計結(jié)構(gòu)，圖9表示由一些變形元件構(gòu)成的一個箱盒形的組合結(jié)構(gòu)，圖10表示由一些變形元件構(gòu)成的一個墻體形式的組合結(jié)構(gòu)，圖10a是從圖10中截取的一個局部的放大圖，圖11由弧形的變形元件構(gòu)成的一個蜂窩形式的組合結(jié)構(gòu)，
圖11a表示圖11所示的兩個相鄰的蜂窩之間的連接部位的第一種設(shè)計結(jié)構(gòu)，圖11b表示圖11所示的兩個相鄰的蜂窩之間的連接部位的第二種設(shè)計結(jié)構(gòu)，圖12表示另一種由弧形的變形元件構(gòu)成的一個蜂窩形式的組合結(jié)構(gòu)，圖13表示圖12所示設(shè)計結(jié)構(gòu)的一個立體圖。
圖1至5分別表示一個在一個前橫梁4的區(qū)域內(nèi)具有一個頂蓋殼層2的前蓋板1。至少局部地在所述頂蓋殼層2下安裝一個支承殼層3。所述頂蓋殼層2和支承殼層3構(gòu)成一個剖面近似于透鏡形的空腔5。在所述空腔5內(nèi)具有多個固定在一個上支撐板7和下支撐板8上的、并且與這些支撐板設(shè)計成一體式的變形元件6。所述支撐板7、8面接觸地貼靠在所述頂蓋殼層2或支承殼層3上并且與它們粘接在一起，這通過所述點劃線表示的粘接層9表示。每個變形元件6均由多個片狀的、通過連橋11a至11c相互連接的部段10a至10d構(gòu)成。所述單個的部段10a至10d相互成階梯形地錯開安裝，由此，當(dāng)所述連橋11a至11c斷裂時，這些單個的部段10a至10d可以順利地相互滑過，另外，在圖7中又再一次原則性地對此作了表示。
以附圖標(biāo)記12表示一個為撞擊頭部或撞擊模擬體的球體。通過所述箭頭13表示撞擊方向?？梢钥吹?，所述各單個部段垂直于所述撞擊方向地相互錯開安裝。
在受到撞擊時，一方面，所述頂蓋殼層2靠近所述支承殼層3，另一方面，所述前蓋板1整體上被向下壓，直到所述支承殼層3貼靠在所述橫梁4上。只有當(dāng)所述前蓋板1被擠壓到不再移動，所述撞擊頭部12才壓在所述變形元件6上，使得所述連橋11a至11c被施加載荷。視這些連橋所具備的的阻力而定，可使所述撞擊頭部在剛發(fā)生撞擊時受到一個較高的緩沖減速度，直到所述連橋11a至11c斷裂、撕裂或被剪斷為止。在此時刻，所述變形元件6已失效，只能通過所述頂蓋殼層2彎曲變形或者在所述空腔5完全被壓縮后通過所述支承殼層3的彎曲變形來繼續(xù)進(jìn)行有效的緩沖減速。但是此時的緩沖減速度已明顯減弱，因此形成了這樣一個緩沖減速度變化曲線，它的特點在于在初始階段有一個高的但是短時的緩沖減速度值。
圖2基本上與圖1所示設(shè)計結(jié)構(gòu)相同。但是在此所述變形元件6由多級棱錐體15構(gòu)成，使得在出現(xiàn)一個外來載荷時，所述各部段10a至10d相互伸縮式地插套。所述各個多級棱錐體15可以以其頂部插入到在下支撐板8上的一個相應(yīng)的插座16中。
圖3表示另一個實施方式，其中，所述各變形元件6分別由兩個片狀的部段10a、10b構(gòu)成并且都是相同指向地呈階梯形狀，而在圖1中所示變形元件6交替地成相反指向的階梯形狀。由此在圖3所示的實施方式中在所述空腔5中更緊密地裝有所述變形元件6。此外，在該實施方式中，每個變形元件6只由兩個分別通過一個連橋11a相互連接的部段10a、10b構(gòu)成。因此最大的變形行程只有在未斷裂狀態(tài)中的變形元件6的一半高度。所述兩個支撐板7、8只能相互靠近到間隔一個堆積塊的尺寸(Blockmass)，這個尺寸由所述部段10a、10b中的其中一個的高度決定。但是在很多情況下這已經(jīng)足夠。
圖4表示所述變形元件6的另外兩種可能的實施方式。按照在左側(cè)示出的結(jié)構(gòu)，一個變形元件6由兩個可組合成一個圓的弧形部段20、21構(gòu)成，其中，各弧形部段的頂部與所述頂蓋殼層2或支承殼層3相連接。所述弧形部段20、21在其末端處在失效部位上相互連接，其中，這種連接是通過在外側(cè)面和內(nèi)側(cè)面上的橫截面是半圓形的槽22來實現(xiàn)的。
在圖中右側(cè)表示出了另一種設(shè)計方案。所述兩個部段10a、10b相互傾斜設(shè)置并且匯合到一個拐點25，形成一個略大于90°的角。這個拐點25就構(gòu)成為失效部位，也就是說，這個失效部位設(shè)計成逐漸變薄并且設(shè)有一個切口26。在受到撞擊負(fù)荷的作用時所述拐點25首先起到鉸鏈的作用，使得兩個部段10a、10b相互靠近以及使所述閉合角變小。此時，所述拐點25被加載，直至其斷裂。此后，所述緩沖減速度基本上取決于所述部段10a、10b的根部與所述各支撐板7、8的連接處的強(qiáng)度到底有多大。
圖5表示所述變形元件6的一種近似氣動式作用的設(shè)計結(jié)構(gòu)。每個支撐板7、8都設(shè)有一些可部分地相互插套的隔板30，因此形成一些封閉的腔室31。在這些腔室中分別在一個殼膜32中安裝空氣墊或氣體墊32。
上述支撐板7總是帶有一個凹槽34，一個頂頭35位于該凹槽中。所述殼膜32被鼓囊囊地充滿空氣或氣體，因此該支撐板7只有通過一個明顯付出更大的力克服在所述殼膜32中的氣壓才能被壓縮。
如果在所述頂蓋殼層2上以及進(jìn)而在上支撐板7上施加一個撞擊力，所述腔室31就變小，由此將帶有氣體的殼膜32壓入到所述凹槽34中。超過一定的作用力后，所述頂頭35被壓入到所述殼膜32中，使得該殼膜32破裂，從而不再形成阻力。所述支撐板7、8以及所述頂蓋殼層2和支承殼層3可以無阻力地相互移近。
圖6表示一個用于一個變形元件6的略有不同的設(shè)置情況。為此，該附圖還表示出了一個汽車的擋泥板40和一個鄰接的前蓋板1的橫截面。所述汽車車身的一個縱梁位于所述擋泥板40的下方。該擋泥板40具有一個下沉的凸緣42，所述前蓋板1的棱邊沿該凸緣延伸。一個或多個變形元件6位于所述下沉的凸緣42與所述縱梁41之間。
當(dāng)一個象征性地以所述球體12表示的撞擊頭部撞擊在所述前蓋板1與所述擋泥板40之間的過渡區(qū)域內(nèi)時，首先，所述前蓋板1的棱邊就與所述凸緣42的向上的棱邊鉤掛在一起。所述變形元件6就如上文已闡述的那樣首先對此次撞擊形成一個阻力，由此大大地提高了對頭部的緩沖減速度。當(dāng)達(dá)到一定的撞擊力時，所述變形元件6斷裂以及所述前蓋板1靠近所述縱梁41。在所述變形元件6屈服變形后的阻力基本上是由擋泥板40和前蓋板1的鉤掛結(jié)構(gòu)形成。當(dāng)出現(xiàn)所述頭部對所述縱梁的第二次間接撞擊，該頭部的沖擊速度已被大大地降低，因而同樣不會出現(xiàn)很高的緩沖減速度以及因此預(yù)計不會出現(xiàn)嚴(yán)重的傷害。
下面再通過一些附圖所示實施例對變形元件6的原理性結(jié)構(gòu)以及這些變形元件如何組合成一個變形結(jié)構(gòu)予以詳細(xì)說明。
圖7表示幾個分別由多個部段10a至10f組合而成的變形元件6，這些部段分別相互錯開地安置。在頭部撞擊在所述上支撐板7上時所述各部段10a至10f之間的連橋11a至11e斷裂以及所述部段10a至10f相互相鄰地滑移，使得出現(xiàn)在圖中間區(qū)域中以點劃線表示的那樣的情形。所產(chǎn)生的堆積塊高度由一單個的部段10a至10f的高度決定。對應(yīng)于部段10a至10f的數(shù)量，變形行程是一個變形元件6的高度減去其中一個部段的高度。
圖7a、7b和7c表示幾種額定的斷裂部位。如在圖7a中所表示的那樣，所述額定的斷裂部位由一個連接兩個相互上下安置的部段10a、10b的相對的端部的連橋11a構(gòu)成。一個這樣的連橋11a可以如圖7a所示的那樣被設(shè)計得相對短一些。此外，如在圖7b和7c中所表示的那樣，所述部段10a、10b的一個或兩個端部可以是傾斜的，由此可以使所述端部流暢地過渡到所述連橋11a。
圖8表示一個按照圖1及圖2所示解決方案的原理性示意圖。所述各單個的部段10a至10f相互反向地呈階梯錯移，使得它們可以相互移動地插套，并且在連接它們的連橋11a至11f斷裂后可占據(jù)一個供變形元件6所用的以點劃線表示的位置。在此，所述堆積塊高度也等于其中一個部段10a至10f的高度。在圖8a、8b和8c中各表示出了一個可實施的額定斷裂部位。圖8a對應(yīng)于圖7a所示結(jié)構(gòu)，但具有一個更寬一些的連橋11a。圖8b表示一個唇形接板形式的連橋11a，該接板連接兩個逐漸成尖角的部段10a、10b。圖8c至8d表示在一個部段10a上有一刃棱45，該刃棱頂靠在下面的部段10b上。所述刃棱45可以設(shè)計成逐漸成尖角(如圖8c所示)或邊緣棱角(如圖8d所示)的形狀。如果在上部段10a上施加一個撞擊力，那么只要存在足夠大的力，所述凸耳46就被所述刃棱45從部段10b上切下來。
圖9表示不同變形元件6的一個箱盒形的組合結(jié)構(gòu)，這些變形元件通過一些水平的朝向所述變形元件延伸的連接板條50相互連接。一個箱盒51的每個豎直的側(cè)壁都構(gòu)成了一個具有圖4所示拐點25(見右側(cè)局部圖)的變形元件6。因此，一個箱盒51的每個側(cè)壁通過一個缺口被分成兩個部段10a、10b，其中，這兩個部段10a、10b如圖中所示的那樣也可以相互形成一個180°角。
圖10表示一種所述各單個變形元件6組合成一個蜂窩式的結(jié)構(gòu)，其中，一個變形元件6的每個部段10a至10f在其兩側(cè)分別通過一個連續(xù)的連接板條50與一個相鄰變形元件6′的處于相同高度的部段連接，因此形成一種如示意圖所示的墻體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)斷裂以及進(jìn)而失去作用是發(fā)生在所述部段向各連接板條50的過渡處。此外，所述部段10a至10f逐漸成尖角形狀并且支撐在在這些部段10a至10f下方制有切口的連接板條50上，如圖10a中放大地表示的那樣。
圖11表示一種設(shè)計結(jié)構(gòu)，其中，所述部段10a至10f成弧形地延伸，而且一個部段的一個凸出的側(cè)面與下一個部段的一個凹下的側(cè)面相對置。所述部段10a至10f的端部分別通向一個反向弧段55a至55f，這些反向弧段55a至55f又過渡到一個處于同樣高度的相鄰部段的相應(yīng)反向弧段中。由此形成了具有四條分叉線的節(jié)點。這些節(jié)點56設(shè)計為失效部位。此外，這些失效部位或者通過一個孔57被削弱(見圖11a)，或者通過附著摩擦連接被固定在一起(見圖11b)，在這后面一種情況下，所述各單個的部段10a至10f的端部附加地略微粘接在一起。通過所述弧形結(jié)構(gòu)在受到頭部撞擊時所述各節(jié)點56被施加負(fù)荷。在該負(fù)荷達(dá)到一個規(guī)定的值時，所述節(jié)點56斷開，致使該結(jié)構(gòu)失效。在失效后，在節(jié)點56中的摩擦連接中還保留有一種滑動摩擦連接，這個摩擦連接決定了在初始階段的緩沖減速度峰值之后對頭部形成的緩沖減速度。
圖12所示設(shè)計結(jié)構(gòu)與圖11所示設(shè)計結(jié)構(gòu)的不同之處在于，具有一些在所述弧的頂部中的額定斷裂部位形式的失效點，它們是由所述部段10a、10a′或10b、10b′形成的。所述弧的相互連接部位可以設(shè)計成彎折處，使得在所述額定斷裂部位60斷裂時所述部段10a、10b或10a′、10b′相對折疊。此外，一個圓圈的弧段也可以相互錯開地設(shè)置，如在圖13中以立體圖所表示的那樣。在所述變形元件6失效時構(gòu)成各弧段的部段10a、10a′或10b、10b′不是相互疊合，而是并排相連，這形成一個非常小的堆積塊高度，因此所形成的變形行程特別大。
附圖標(biāo)記清單1 前蓋板2 頂蓋殼層3 支撐殼層4 橫梁5 空腔6 變形元件7 支撐板8 支撐板9 粘接層10a至10f 部段11a至11e 連橋12 球體13 箭頭14 支座15 多級棱錐體16 支座20 弧形部段21 弧形部段22 槽25 拐點26 切口30 隔板31 腔室32 殼膜33 空氣/氣體墊34 凹槽35 頂頭40 擋泥板41 縱梁
42 凸緣45 刃棱46 凸耳50 連接板條51 箱盒55 反向弧段56 節(jié)點57 孔60 額定斷裂部位61 拐點
權(quán)利要求
1.一種汽車的車頭結(jié)構(gòu)，其具有一個在受到人頭部撞擊時進(jìn)行屈服變形的前蓋板(1)和一些變形元件(6)，所述變形元件以一個阻力對抗一個靜載荷，使得在承受這樣一個靜載荷的情況下能避免所述前蓋板上出現(xiàn)不可逆的壓痕，以及這些變形元件當(dāng)其在受到一個撞擊力作用的情況下所承受載荷達(dá)到一定值時會發(fā)生屈服變形，其特征在于，所述變形元件(6)由兩個或多個分別通過一個失效部位相互連接的部段(10a至10f)構(gòu)成，其中，這樣固定或設(shè)置這些部段(10a至10f)，使得它們在所述失效部位由于受到撞擊力的作用屈服變形后而占據(jù)一個確定的新的位置。
2.按照權(quán)利要求1所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述車頭結(jié)構(gòu)具有一個外側(cè)的頂蓋殼層(2)和一個在該殼層下方設(shè)置的支撐殼層(3)，以及在這兩個殼層(2、3)之間安置所述變形元件(6)以用于加固強(qiáng)化所述前蓋板(1)。
3.按照權(quán)利要求1所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變形元件安置在汽車的車頭結(jié)構(gòu)的所述前蓋板(1)與一個縱梁(41)之間。
4.按照權(quán)利要求3所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述車頭結(jié)構(gòu)具有兩個向內(nèi)彎曲的擋泥板(40)，所述前蓋板(1)在這兩個擋泥板之間延伸，其中，所述擋泥板(40)朝向所述前蓋板(1)的內(nèi)側(cè)棱邊分別具有一個下沉的凸緣(42)，所述前蓋板(1)的對應(yīng)棱邊位于該凸緣上，以及在所述下沉的凸緣(42)和所述縱梁(41)之間安裝有一個變形元件(6)。
5.按照上述任一項權(quán)利要求所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述失效部位設(shè)計為一些額定斷裂部位，以及一個變形元件(6)由至少兩個相互錯開的、通過一個具有所述額定斷裂部位的連橋(11a至11e)相互連接的部段(10a至10f)構(gòu)成，其中，所述部段(10a至10f)在所述失效部位斷裂后基本上保持其相對于所述載荷方向的定向方向。
6.按照權(quán)利要求5所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，一個變形元件(6)由三個以上的相互錯開的、并分別通過一個具有所述額定斷裂部位的連橋(11a至11e)相互連接的部段(10a至10f)構(gòu)成，其中，所述部段(10a至10f)相互設(shè)置成，在所述額定斷裂部位斷裂后一個中間的部段被其他的部段導(dǎo)引。
7.按照權(quán)利要求1至4之一所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，一個變形元件(6)由至少兩個部段(10a至10f)構(gòu)成，這兩個部段在相互背離的末端處可彎曲或可傾斜地被固定并以它們相互面對的末端分別通過一個構(gòu)成所述失效部位的拐點(25)相互連接，該拐點允許所述部段(10a至10f)折疊。
8.按照權(quán)利要求7所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述拐點(25)處的失效部位是一個額定斷裂部位。
9.按照權(quán)利要求7或8所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，兩個相鄰的變形元件(6)在所述拐點(25)處相互對接并且形成一個構(gòu)成所述失效部位的節(jié)點(56)。
10.按照上述任一項權(quán)利要求所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述部段(10a至10f)是一些薄片，以及所述失效部位是在一條平行于所述薄片的側(cè)邊的直線上分布。
11.按照權(quán)利要求10所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述薄片朝向所述失效部位地逐漸變薄。
12.按照權(quán)利要求5或6所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變形元件(6)具有一個閉合的環(huán)形形狀，使得所述部段(10a至10f)可以伸縮式地相互插套。
13.按照權(quán)利要求5所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述額定斷裂部位由一個在受到一定載荷時撕裂的唇形片構(gòu)成。
14.按照權(quán)利要求5所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述額定斷裂部位由一個處于其中一個部段(10a至10f)上的刃棱(45)和一個位于另一個部段上的可剪下的凸耳(46)構(gòu)成。
15.按照權(quán)利要求1所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述部段(10a至10f)橫向于所述載荷方向地設(shè)置并且按一個凸起或凹下的弧段(55)延伸，以及所述弧段的末端摩擦連接地相疊置。
16.按照權(quán)利要求1所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變形元件(6)具有至少一個充氣的、并可被破壞的殼膜(32)。
17.按照權(quán)利要求16所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述殼膜(32)安置在一個由一個上殼層和一個下殼層構(gòu)成的可變小的腔室(31)中。
18.按照權(quán)利要求16或17所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加長變形元件(6)具有至少一個能夠穿透所述殼膜(32)的頂頭(35)。
19.按照權(quán)利要求18所述的車頭結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述頂頭(35)具有一個在其頂部與底部之間的氣體通道。
全文摘要
本發(fā)明的目的是，在行人與汽車相撞時提高對行人的保護(hù)。這一目的通過下述方法來實現(xiàn)這樣來設(shè)計所述車頭結(jié)構(gòu)以及尤其是所述前蓋板，使得在典型的以確定的模擬方式再現(xiàn)的事故狀態(tài)中，所述用于表示頭部撞擊嚴(yán)重程度的HIC值不高于1000。業(yè)已證明，當(dāng)所述緩沖減速度變化曲線在起始階段具有一個高的緩沖減速度峰值時，是可以達(dá)到這一點的。通過一種按照本發(fā)明的車頭結(jié)構(gòu)來確保這一點，即，所述車頭結(jié)構(gòu)具有一些由多個分別通過失效部位(11a至11c)相互連接的部段(10a至10d)構(gòu)成的變形元件(6)。在受到動載荷撞擊時，如受到行人頭部撞擊時，所述失效部位斷裂，使得所述各部段(10a至10d)無阻力地相對滑移。
文檔編號B60R21/34GK1529667SQ02813974
公開日2004年9月15日 申請日期2002年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月28日
發(fā)明者拉茲洛·克雷思, 英戈·倫尼森, 克里斯托夫·柯克林, 拉杜-米黑爾·維西尼斯卡, 倫尼森, 托夫 柯克林, 拉茲洛 克雷思, 綴詼 の 髂崴箍 申請人:亞當(dāng)·奧佩爾有限公司, 亞當(dāng) 奧佩爾有限公司