專利名稱：結(jié)合有熱成形能量吸收體的保險(xiǎn)杠裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛保險(xiǎn)杠裝置，尤其是涉及用于客車的結(jié)合有熱成形能量吸收體的保險(xiǎn)杠裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代保險(xiǎn)杠裝置被設(shè)計(jì)成在規(guī)定的行程上吸收最多的沖擊能量。與此同時(shí)，它們被設(shè)計(jì)成負(fù)荷峰值最小化，并且以一種在經(jīng)歷車輛碰撞時(shí)促使發(fā)生均勻和可預(yù)測折皺的方式分配能量。對于能量吸收來說，每厘米的空間均非常重要，甚至是10毫米或者更小的空間。還有，能量吸收系統(tǒng)中的各個(gè)獨(dú)立組成部分必須與其它能量吸收組成部分很好地組合在一起，例如金屬的管狀橫梁和非管狀溝槽、注模成形的“蜂窩”狀能量吸收體、泡沫塑料的“塊”狀能量吸收體、液力減震器、皺縮塔(crush towers)和安裝件、以及它們的各種組合。還有，必須保持重量較輕。再有，所希望的是保持能夠定制在特定沖擊區(qū)域(例如在車輛拐角或者在碰撞中部，比如發(fā)生了二次碰撞)的能量吸收。此外，保險(xiǎn)杠裝置中的所有組成部分必須具有柔性，并且能夠與車輛前部的空氣動(dòng)力學(xué)流線形曲率(an aerodynamic sweeping curvature ofa vehicle front)一致。
值得注意的是，在用于現(xiàn)代客車的保險(xiǎn)杠裝置上，熱成形部件尚未過多使用，因?yàn)樵诰彌_體工業(yè)中通常接受的是，能量吸收體必須是相對較深的部件(比如大約40毫米或者更深)并且包括相當(dāng)大的壁厚(比如3毫米或者更厚)，以便在沖擊過程中提供良好的碰撞行程和能量吸收。還有，大多數(shù)由固體聚合物制成的注模成形能量吸收體是相對復(fù)雜的部件，帶有起伏的表面、變化的壁厚以及不同的壁間距，以便在能量吸收體的不同區(qū)域中提供最佳的能量吸收。這一點(diǎn)與熱成形部件相對，熱成形部件基本上局限于相對較小的深度、相對恒定和相對較小的壁厚(或者至少在拉伸區(qū)域中具有較小的壁厚)，并且沒有底切/盲孔表面。由此，多年來，客車的初級(jí)設(shè)備制造商均避免使用熱成形部件，盡管熱成形模具通常成本較低、需要較短的訂貨至交貨時(shí)間、提供更快的循環(huán)時(shí)間、具有較低的熱能消耗、產(chǎn)生較小的廢物以及工藝更為環(huán)保。在緩沖器設(shè)計(jì)方面的熟練技工顯然沒有完全認(rèn)識(shí)到，當(dāng)與其它能量吸收系統(tǒng)和組件組合起來時(shí)，熱成形部件可以提供預(yù)料不到的附加益處。
因此，希望提供一種具有前述優(yōu)點(diǎn)并且解決了前述問題的保險(xiǎn)杠裝置。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)方面，一種保險(xiǎn)杠裝置包括橫梁和一個(gè)熱成形能量吸收體，其中熱成形能量吸收體具有一個(gè)底部凸緣和垂直地形成于底部凸緣內(nèi)的熱成形皺縮盒(thermoformed crush boxes)，皺縮盒具有至少一個(gè)平整側(cè)壁和一個(gè)前壁，來形成盒子形狀。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種保險(xiǎn)杠裝置包括橫梁和一個(gè)熱成形能量吸收體，其中熱成形能量吸收體具有一個(gè)底部凸緣和大體垂直地形成于底部凸緣內(nèi)并且縱向細(xì)長的熱成形皺縮盒。具體來說，所述皺縮盒具有最大深度小于35毫米的橫剖面。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種保險(xiǎn)杠裝置包括橫梁和一個(gè)熱成形能量吸收體，其中熱成形能量吸收體具有一個(gè)底部凸緣和大體垂直地形成于底部凸緣內(nèi)的熱成形皺縮盒，皺縮盒的壁厚大約為3.0毫米或者更小，更為優(yōu)選的是，小于約2.0毫米，特別是在熱成形過程中受到拉伸的區(qū)域。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種保險(xiǎn)杠裝置包括在其表面上帶有凹槽的緩沖橫梁，和一個(gè)具有底壁的熱成形能量吸收體，其中所述底壁帶有用于與所述凹槽配合的熱成形功能部件。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種保險(xiǎn)杠裝置包括具有一表面的金屬管狀緩沖橫梁，一個(gè)具有選自于中空皺縮盒和泡沫塑料塊中的一種或者兩種的能量吸收塊的第一聚合物能量吸收體，以及一個(gè)覆蓋住第一聚合物能量吸收體的絕大部分的熱成形第二聚合物能量吸收體。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種保險(xiǎn)杠裝置包括具有一表面的緩沖橫梁和一個(gè)覆蓋住所述表面的能量吸收體。能量吸收體包括一塊用于形成皺縮盒的熱成形第一板材，其中皺縮盒帶有用于吸收能量的側(cè)壁，并且包括一塊在特定部位連接或者熔接在第一板材上的第二板材，來至少在某些皺縮盒中形成截留空氣的空穴。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種提供沖擊阻力的方法包括下述步驟提供一個(gè)保險(xiǎn)杠裝置，該保險(xiǎn)杠裝置包括一塊帶有用于形成皺縮盒的第一板材和用于在第一板材上的至少某些皺縮盒下方形成氣穴的粘結(jié)第二板材。這種方法還包括在碰撞過程中吸收沖擊，包括在第一步驟中至少部分地使得皺縮盒的側(cè)壁發(fā)生折皺，來吸收一部分沖擊能量，和在第二步驟中至少部分地使得氣穴發(fā)生折皺，并且壓縮其中的空氣來吸收另外一部分沖擊能量。
在一種較為具體的形式下，這種方法包括通過節(jié)流孔排出壓縮空氣。
在另外一種較為具體的形式下，這種方法包括壁恢復(fù)步驟，其中用于形成皺縮盒的壁返回至近似初始形狀。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種能量吸收體包括一塊用于形成底壁的可熱成形聚合物材料板。該板材包括大量熱成形的中空能量吸收皺縮盒，這些皺縮盒從底壁上突伸出來。皺縮盒形成一個(gè)帶有至少兩種交替排布的不同高度的區(qū)域，從而使得在與物體發(fā)生碰撞的沖擊行程初始階段，較長的皺縮盒首先發(fā)生皺縮來提供第一層次的能量吸收，并且在沖擊行程的后續(xù)階段，較短的皺縮盒發(fā)揮作用并且發(fā)生皺縮來提供較高的第二層次能量吸收。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種能量吸收體包括用于形成第一和第二底壁的第一和第二可熱成形聚合物材料板。第一板材包括大量從第一底壁朝向第二底壁延伸的第一皺縮盒。第二板材包括大量從第二底壁延伸并且與第一底壁發(fā)生配合的第二皺縮盒，還包括大量用于與第一皺縮盒配合的第三皺縮盒。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種能量吸收體包括一塊用于形成底壁的第一可熱成形聚合物材料板。大量的皺縮盒被形成于其中。這些皺縮盒均包括一個(gè)被構(gòu)造成當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)吸收相當(dāng)多能量的側(cè)壁，還包括一個(gè)與底壁間隔開并且封閉住皺縮盒的第一端的底部凸緣。這些皺縮盒包括一個(gè)由底壁上的邊緣材料形成的敞口第二端。一塊第二板材被粘結(jié)在所述邊緣材料上，并且覆蓋住第二端，來在各個(gè)皺縮盒中形成一個(gè)氣穴。利用這種方案，空氣被截留在皺縮盒內(nèi)部，以便使得在發(fā)生沖擊時(shí)提供氣墊作用。
在本發(fā)明的另外一個(gè)方面，一種用于車輛保險(xiǎn)杠裝置的能量吸收體包括第一和第二可熱成形材料板，各個(gè)均具有一個(gè)底部凸緣和大體垂直地形成于相關(guān)底部凸緣內(nèi)的熱成形皺縮盒。第二板材上的至少某些皺縮盒與第一板材上的對應(yīng)皺縮盒對齊，并且部分地裝配入其內(nèi)，來在它們之間截留空氣。這些皺縮盒以及截留的空氣在發(fā)生沖擊時(shí)提供能量吸收作用。
在本發(fā)明的其他方面，公開了與前述構(gòu)思相關(guān)的方法，并且相信能夠獲得專利權(quán)。
對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，通過參照附圖閱讀下面的描述以及權(quán)利要求，本發(fā)明的這些以及其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得明了。


圖1是結(jié)合有一對安裝件、一根管狀橫梁以及一個(gè)熱成形能量吸收體的保險(xiǎn)杠裝置的透視圖；圖2-5分別是圖1中所示熱成形能量吸收體的透視圖、俯視圖、前視圖以及端部視圖；圖6-7分別是沿著圖3中的線VI-VI和VII-VII的剖面；圖8是一個(gè)類似于圖1的第一改良保險(xiǎn)杠裝置的局部透視圖；
圖9是一個(gè)類似于圖1的第二改良保險(xiǎn)杠裝置的分解透視圖，但是示出了位于圖1中所示橫梁與熱成形能量吸收體之間的選擇性中間能量吸收體；圖10是圖9的剖視圖；圖11是一個(gè)類似于圖10的第三改良保險(xiǎn)杠裝置的剖視圖，但是包括一個(gè)結(jié)合有氣墊部件的雙層熱成形能量吸收體；圖11A是一個(gè)沿著圖11中的線XIA-XIA的剖視圖；圖12是一個(gè)類似于圖11的第四改良保險(xiǎn)杠裝置的剖視圖，但是具有一個(gè)改良的能量吸收體；圖12A是一個(gè)沿著圖12中的線XIIA-XIIA的剖視圖；圖13是一個(gè)類似于圖1的第五改良能量吸收體的剖視圖，但是具有一個(gè)帶有三層階梯狀構(gòu)造的側(cè)壁；圖14-16均為類似于圖13的剖面，示出了當(dāng)圖13中所示能量吸收體受到?jīng)_擊時(shí)的皺縮次序；圖17-20是一個(gè)類似于圖11的第六改良能量吸收體的剖面，圖18-20示出了當(dāng)圖17中所示能量吸收體受到?jīng)_擊時(shí)的皺縮次序；圖21是一個(gè)圖表，示出了一個(gè)力與變形量的曲線，該曲線示出了力和能量吸收在皺縮距離上的階梯狀增加，還示出了在沖擊體解除之后能量吸收體的恢復(fù)；圖22-22A均為剖視圖，示出了一個(gè)本發(fā)明中的結(jié)合有熱成形能量吸收體的前側(cè)保險(xiǎn)杠裝置；圖23是圖22中所示熱成形能量吸收體的側(cè)視圖；圖24是圖23中所示能量吸收體中的一塊聚合物板材的平面圖，所述板材包括一組熱成形的皺縮盒；圖24A是沿圖24中的線IIIA-IIIA截取的剖視圖；圖25-26分別是一種改良能量吸收體的平面圖和側(cè)視圖，而圖26A是圖26中一部分的放大剖視圖；圖27示出了一個(gè)第二改良能量吸收體；圖28是圖23中所示能量吸收體的放大局部剖視圖；
圖29是另外一種改良能量吸收體的透視圖，包括一組熱成形的皺縮盒；圖30-37示出了其他的改良熱成形能量吸收體，圖30-32和36-37是平面圖，而圖33-35是側(cè)向剖視圖；圖33A是另外一種改良能量吸收體的剖視圖，包括一個(gè)由兩塊圖33中所示板材形成的層壓組件，帶有對置的互配熱成形皺縮盒和兩塊用于在皺縮盒中形成截留空氣的背板；而圖38是另外一種改良能量吸收體的剖視圖，包括第一和第二熱成形板材，帶有以熱真空方式形成于其中的皺縮盒，這些皺縮盒被設(shè)置成相互配合并且在它們之間截留空氣。
具體實(shí)施例方式
保險(xiǎn)杠裝置20(圖1)包括一個(gè)經(jīng)輥軋且為掠過式(rollformedandswept)的B形管狀橫梁21，帶有適合于固連在車架前側(cè)欄桿上的安裝件21′，和一個(gè)熱成形能量吸收體22。能量吸收體22具有一個(gè)底部凸緣24，和多個(gè)由底部凸緣24中的材料熱變形而成的熱成形皺縮盒(crush boxes)23，比如通過真空成形工藝。皺縮盒23均具有平整的能量吸收側(cè)壁25-28(圖4)和一個(gè)前壁29，用以形成一個(gè)底部凸緣側(cè)敞口的盒子形狀。皺縮盒23的厚度(即高度)大約為從10毫米至60毫米中的任意值，并且優(yōu)選的是高度大約為20毫米至30毫米，這取決于隨著橫梁21環(huán)繞在車輛前側(cè)在橫梁21前方的空間。真空形成的能量吸收體的形狀被選擇成在橫梁21上支撐起汽車儀表板。可以想到的是，不同形狀的能量吸收體22可以與同一根橫梁21匹配，來在不同車型上提供汽車儀表板支撐。由于用于加工熱成形部件的成本較低，而用于加工橫梁21和其他注模成形能量吸收體的成本較高，所以這是一個(gè)驚人的優(yōu)點(diǎn)。
皺縮盒23的壁25-29可以具有任意厚度的壁厚，比如大約為從1毫米至3毫米，但是優(yōu)選的是，具有大約2.0毫米或者更小的壁厚，或者更為優(yōu)選的是具有大約1.5毫米或者更小的壁厚，并且可以具有大約1.0毫米或者更小的壁厚。尤其是，在真空輔助式熱成形過程中受到拉伸的壁的厚度可以明顯減小，特別是以尖銳的半徑減小。值得注意的是，為了更好地圖示本發(fā)明，在圖1-7中深度和壁厚被以某種程度放大了。
熱成形能量吸收體22可以由任何可熱成形的材料制成，但是優(yōu)選的是由聚乙烯聚合物支撐，比如高密度聚乙烯(“HDPE”)，其具有記憶能力，并且在車輛沖擊過程中發(fā)生皺縮之后，將朝向初始的熱成形形狀恢復(fù)和回彈。還可以想到的是，盡管用于注模部件的加工成本明顯高于用于熱成形部件的加工成本，但是仍然可以注模出一種類似于所圖示的能量吸收體22的形狀。底部凸緣24具有熱成形功能部件32′(圖2)，它們與橫梁21表面上的兩條縱向溝槽或者凹槽35中之一發(fā)生配合，由此有助于將能量吸收體22保持在橫梁21上。通過改變材料厚度、材料類型、拐角半徑以及其他因素，能量吸收體22可以提供用于系統(tǒng)的最佳能量吸收量。
保險(xiǎn)杠橫梁21可以具有多種不同的形狀和輪廓。所圖示的橫梁21呈“B”形狀，但是可以想到的是，其可以呈“D”形狀、“C”形狀或者其他形狀。所圖示的橫梁經(jīng)過輥軋并且呈管狀，基于其強(qiáng)度和相對較低的成本，這是一種優(yōu)選模式。
能量吸收體22(圖3-4)包括由皺縮盒23的上側(cè)和下側(cè)水平列。上側(cè)和下側(cè)皺縮盒23在豎向高度上大致相等，并且大致等于它們后方的“B”橫梁21上的相應(yīng)頂部和底部管狀部分。由此，水平延伸的頂壁27和底壁28大體對準(zhǔn)，或者略微位于它們后方的“B”橫梁21上的相應(yīng)管狀部分的水平頂壁和底壁內(nèi)側(cè)。還有，為了提高強(qiáng)度和穩(wěn)固性，壁27-28(并且有可能還有壁25-26)均經(jīng)過波紋或者波浪式處理。
皺縮盒23可以在長度、高度以及大小上發(fā)生變化，以便優(yōu)化在保險(xiǎn)杠裝置的特定區(qū)域中的皺縮強(qiáng)度。例如，在圖3-4中示出的接近橫梁21端部的皺縮盒23比中間位置的皺縮盒23長。還有，所示出的皺縮盒23可以以相等或者不等的量間隔開。皺縮盒23均通過互連跨接片(strap)32間隔開。所示出的跨接片32包括兩個(gè)U形凹槽或者弓形功能部件32′(圖4)，它們從底部凸緣22向后延伸，并且適合于以這樣一種方式匹配地裝配入橫梁21的前壁29上的相應(yīng)凹陷溝槽35(圖1)內(nèi)，即有助于精確和穩(wěn)固地將能量吸收體22定位在橫梁21上。具體來說，功能部件32′有助于防止能量吸收體22在產(chǎn)生沖擊過程中不希望地上、下滑動(dòng)。可以想到的是，跨接片32可以包括其他功能部件來配合和定位在橫梁21上，比如鉤或者球形棘爪。溝槽35橫跨橫梁21的前壁29縱向延伸，并且大體位于橫梁21上的相應(yīng)頂部和底部管狀部分的前方。優(yōu)選的是，壁25-29保持相對平整，并且皺縮盒23具有平行的壁或者呈棱錐形或梯形，但是需要注意的是，由于固有的熱成形性能，所述壁將有些變形。還有，壁必須具有一定拔模角度，比如1度至2度，以有助于所述熱成形工藝。還有，需要注意的是，壁25-29通過小的倒圓相互接合起來或者接合在底部凸緣24上，所述小的倒圓在熱成形工業(yè)中是必需并且廣泛采用的，以防止在熱成形工藝中發(fā)生撕裂并且有利于對材料進(jìn)行拉伸。一般的倒圓半徑至少大致等于材料的厚度。但是，在工業(yè)上廣泛接受的是，根據(jù)需要提供較大的半徑，來防止壁在高拉伸區(qū)域中變得過薄。
在圖8-20中示出了其他經(jīng)過改良的保險(xiǎn)杠裝置和能量吸收體。在這些系統(tǒng)和組成部分中，許多相同或者類似的組成部分、部件以及功能部件利用相同的附圖標(biāo)記加以標(biāo)識(shí)，但是添加了字母“A”、“B”、“C”等等。這樣做減少了不必要和冗余的討論。但是，需要注意的是，有時(shí)兩個(gè)相似的熱成形板材被粘結(jié)在一起，將使用不同的附圖標(biāo)記以避免與兩塊板材發(fā)生混淆(例如參見圖11和38)。
保險(xiǎn)杠裝置20A(圖8)包括一根“B”橫梁21A和一個(gè)位于其表面上的熱成形能量吸收體22A。在能量吸收體22A中，在前視圖中，皺縮盒23A呈“I”形狀或者橫向的“H”形狀。這樣就增加了各個(gè)皺縮盒23A的強(qiáng)度和穩(wěn)固性?？梢韵氲降氖?，皺縮盒23A也可以呈其他形狀，比如“T”、“X”、“C”、“O”或者“N”形。值得注意的是，能量吸收體22A的表面或者前壁29A大體上平整，但是可以經(jīng)過豎向和水平加工，以便與汽車儀表板的輪廓相匹配，比如在橫梁21A的端部附近具有錐度。還有，跨接片32A為能量吸收體22A提供了一定的縱向柔性。利用這種方案，前壁29A能夠更好地與現(xiàn)代客車上常用的流線形曲線形狀相匹配。
保險(xiǎn)杠裝置20B(圖9)包括一根B狀橫梁21B(或者一根D狀橫梁21B′)，一個(gè)熱成形能量吸收體22B，以及一個(gè)呈能量吸收體37B、37C或者37D中之一形式的第二中間能量吸收體。能量吸收體37B、37C或者37D能夠互換，并且提供熱成形能量吸收體22B的優(yōu)點(diǎn)。各個(gè)能量吸收體37B、37C、37D均包括一個(gè)被加工成能夠裝配入橫梁21B(或者21B′)上的溝槽狀凹槽35B(或者35B′)內(nèi)的凸脊。能量吸收體37B包括一個(gè)整體式注模組成部分38B，該注模組成部分38B由一種可注模成形的材料制成，比如XENOY(由通用公司生產(chǎn))，用于形成盒狀能量吸收塊39B并且將U性跨接片40B互連起來，還包括多個(gè)位于能量吸收塊39B之間的能量吸收泡沫塑料塊41B。盒狀塊39B均為中空的，并且包括敞口的后側(cè)，從而使得它們可以通過簡單的單次注模工藝制成。泡沫塑料塊41B緊密地裝配在盒狀塊39B之間。熱成形能量吸收體22B形成了一個(gè)用于封閉住中間能量吸收體37B的表面的帽。能量吸收體37C是一個(gè)完全整體式注模組成部分，并且包括向后敞口的盒狀塊39C，并且還包括向前敞口的區(qū)域42C，將盒狀塊39C互連起來。中間能量吸收體37D全部由泡沫塑料制成，并且適合于取代能量吸收體37C。替代性地，所述泡沫塑料能量吸收體可以被制成鄰接注模能量吸收體37C的表面。正如可以看到的那樣，可以在橫梁21B與熱成形能量吸收體22B之間設(shè)置多種不同的中間能量吸收組成部分和混合物。
圖10示出了一個(gè)保險(xiǎn)杠裝置20E，其結(jié)合有一根D狀橫梁21E，一個(gè)注模中間能量吸收體37E以及一個(gè)熱成形能量吸收體22E，同時(shí)TPO前側(cè)汽車儀表板43E位于其上。有益的是，帶有皺縮盒(23E)的不同熱成形能量吸收體(22E)可以與橫梁21E和主要能量吸收體37E一同使用，容許同一根橫梁21E和能量吸收體37E被應(yīng)用在具有不同形狀的汽車儀表板(43E)的車型上。
具體來說，在不同的車輛平臺(tái)或者車型上使用相同的注模部件和/或橫梁潛在地具有巨大優(yōu)勢。熱成形能量吸收體22E被用來沿著不同的汽車儀表板填充各種尺寸的間隙，以便適應(yīng)不同式樣的表面。所述熱成形能量吸收體尤其適合于滿足這種需求，因?yàn)榧庸こ杀鞠鄬^低，并且可以相對快速地制得，還有，所述熱成形能量吸收體本身可以具有非常低的成本和重量，這些取決于設(shè)計(jì)以及其他條件?？梢韵氲降氖?，熱成形能量吸收體22E可以由前側(cè)汽車儀表板43E保持在中間能量吸收體37E表面上的合適位置處。替代性地，可以想到的是，可以使用各種固連機(jī)構(gòu)來將熱成形能量吸收體22E固連在注模中間能量吸收體37E上，比如通過在中間能量吸收體37E上設(shè)置鉤37E′，其中鉤37E′能夠與熱成形能量吸收體22E上的孔或者表面功能部件發(fā)生配合，和/或通過在嵌套表面上設(shè)置其他諸如棘爪這樣的凸凹接頭和摩擦配合部、熱變形固連結(jié)構(gòu)、粘結(jié)結(jié)構(gòu)以及其他固連體系。需要注意的是，圖10中所示的保險(xiǎn)杠裝置20E非常環(huán)保，并且使用了可回收的組成部分，尤其是既不包括熱固性材料，也不包括泡沫塑料材料，它們均難以回收。還有，所述熱成形能量吸收體可以輕易地與其他材料分離開，使得其更便于回收。
保險(xiǎn)杠裝置20F(圖11-11A)包括一根D形橫梁21F和一個(gè)位于其表面上的能量吸收體50F。能量吸收體50F(圖11-12)包括一塊熱成形板材22F，并且還包括一塊連接在熱成形板材22F上的第二板材51F，來在皺縮盒23F的下方形成空氣截留凹腔。兩塊板材22F和51F在溫度很高時(shí)被放置在一起，并且在局部進(jìn)行壓縮來熔接和/或粘結(jié)在一起，以便形成氣密性接縫。尤其是，板材51F具有一個(gè)底部凸緣52F以及若干個(gè)球形枕狀區(qū)域53F，它們部分地延伸入板材22F上的皺縮盒23F內(nèi)。在各個(gè)枕狀區(qū)域53F上，形成有一個(gè)或者多個(gè)小的通氣孔54F。板材51F可以具有與板材22F相似的厚度，或者可以明顯較薄，比如0.5毫米或者甚至是0.1毫米。優(yōu)選的板材厚度取決于功能需求以及針對板材51F的材料選擇。需要注意的是，能量吸收體22F可以仍舊在皺縮盒22F之間具有跨接片(參見圖1中的跨接片32)，其中這些跨接片與橫梁21F的表面上的凹槽/溝槽(35)發(fā)生配合，但是為了更好地示出由板材22F和51F構(gòu)成的本發(fā)明，在圖11中沒有示出這些跨接片。
可以想到的是，當(dāng)保險(xiǎn)杠裝置20F受到?jīng)_擊時(shí)，板材51F將如下所述保持其形狀和功能。在沖擊的初始階段，遭受沖擊影響的板材22F上的皺縮盒23F開始發(fā)生折皺，促使空氣在凹腔52F內(nèi)部受壓。隨著壓力升高，空氣開始通過通氣孔54F逃逸。隨著板材22F的前壁29F觸及枕狀區(qū)域53F的前表面，枕狀區(qū)域53F的側(cè)面發(fā)生膨脹，并且與板材22F上的皺縮盒的壁發(fā)生配合，并且提供支撐作用。在進(jìn)一步皺縮時(shí)，板材22F和51F一同發(fā)生折皺(collapse)。值得注意的是，在折皺的后續(xù)階段，板材22F和51F的壁相互支撐，并且提高了皺縮盒23F的總體強(qiáng)度。優(yōu)選的是，板材22F和51F均由具有記憶能力的材料制成，從而使得它們在沖擊結(jié)束之后恢復(fù)它們的形狀。
能量吸收體22F′(圖12-12A)類似于圖11，但是枕狀區(qū)域53F′呈盒形或者梯形，以便裝配入并且與板材22F′上的皺縮盒23F′的側(cè)壁(25F′-28F′)的下半部分相匹配。由此，在皺縮沖擊的最后階段，板材51F′的壁與能量吸收體22F′的壁25F′-28F′發(fā)生配合并且對其提供支撐和補(bǔ)強(qiáng)。
對于將空氣截留在熱成形板材內(nèi)部或者它們之間的構(gòu)思來說，可以想到多種不同的形狀和方案。不僅可以改變兩塊板材的材料和厚度，而且可以改變皺縮盒的形狀、枕狀區(qū)域的形狀以及通氣孔的形狀、尺寸和數(shù)目。還可以想到的是，除了空氣之外，還可以在所述凹腔內(nèi)放入不同的填料。但是，在仍舊保持有競爭力的重量較輕系統(tǒng)的同時(shí)，空氣的重量輕和成本低難以比擬。
圖13示出了一個(gè)保險(xiǎn)杠裝置20G，帶有一根橫梁21G和一個(gè)熱成形能量吸收體22G，其中側(cè)壁26G-28G包括由偏置部61G和62G連接起來的平整部分58G、59G以及60G。一個(gè)前壁29G將各個(gè)皺縮盒23G的前側(cè)封閉起來。偏置部61G-62G促使平整部分58G-60G分段并且以一種可預(yù)測的能量吸收方式套疊在一起，如圖13-16中所示。如圖所示，部分58G和59G首先套疊在一起(圖14)，并且隨后部分59G和60G套疊在一起。此后，整個(gè)熱成形能量吸收體22G折皺至一種超薄狀態(tài)，在這種狀態(tài)下其具有非常小的厚度。發(fā)生了折皺的系統(tǒng)的薄度被認(rèn)為是能量吸收體22-22G的一個(gè)重要性能。由于制取所述熱成形能量吸收體的板材相對較薄，所以其折皺狀態(tài)實(shí)際上僅為原始板材厚度的兩倍或者三倍左右。由此，其通過填充用于最大能量吸收量的空間以及提供用于吸收沖擊能量的最大行程，發(fā)揮了其所占據(jù)的有限空間的“全部優(yōu)點(diǎn)”。
圖17示出了另外一個(gè)保險(xiǎn)杠裝置20H，具有一根橫梁21H和一個(gè)類似于能量吸收體22G的熱成形能量吸收體50H，但是具體來說，當(dāng)產(chǎn)生沖擊時(shí)，結(jié)合有一個(gè)類似于板材51F(圖11-12)的空氣截留板材51H。板材22H向下折皺至板材51H的高度，同時(shí)所截留的空氣通過通氣孔54H排出。接著，板材22H和51H一同發(fā)生折皺(圖18-20)，提供了較高的能量吸收率。
圖21示出了能量吸收體22G的三步折皺的力-撓曲量曲線。利用能量吸收體50H，將獲得一條類似的臺(tái)階式能量吸收圖線，盡管臺(tái)階將處于不同的高度并且將受到由選出的截留空氣散失的能量的影響。
所圖示的方案包括一個(gè)車輛前端119(圖22)，其具有一個(gè)保險(xiǎn)杠裝置120，該保險(xiǎn)杠裝置120包括一根強(qiáng)化橫梁121、一個(gè)主要能量吸收體122、以及一個(gè)熱成形的輔助能量吸收子組件123，它們均由汽車儀表板124覆蓋住。熱成形的能量吸收子組件123提供了對所述保險(xiǎn)杠裝置的低成本補(bǔ)充式能量吸收，并且當(dāng)微調(diào)用于特定車型的保險(xiǎn)杠裝置時(shí)非常有用。這樣就潛在地使得同一種保險(xiǎn)杠裝置可以被應(yīng)用在不同的車輛上，但是添加了熱成形能量吸收子組件123用于特定車輛所需的“額外”能量吸收能力。還有，熱成形能量吸收子組件123可以被制成相對較薄，比如30毫米至20毫米或者更薄，或者可以被制成從一端向另外一端逐漸減小，比如熱成形能量吸收予組件123可以被應(yīng)用在此前被浪費(fèi)并且沒有被用于吸收能量的微小“空置”區(qū)域中。再有，熱成形能量吸收子組件123可以被用作汽車儀表板的支撐部分，用以支撐起具有不同外露表面和輪廓的汽車儀表板，同時(shí)仍舊容許在其下方使用相同的緩沖橫梁和主要能量吸收體。值得注意的是，根據(jù)所希望的能量吸收量和汽車儀表板支撐狀況，熱成形能量吸收子組件123可以潛在地被直接應(yīng)用在強(qiáng)化橫梁121(圖22A)上。還有，圖22和22A中所示系統(tǒng)可以被應(yīng)用在車輛的前端或者后端上，并且可以應(yīng)用在其他需要在產(chǎn)生沖擊時(shí)吸收能量的應(yīng)用領(lǐng)域。
如前所述，可以想象的是，可以利用本技術(shù)構(gòu)思構(gòu)造出多種不同的形狀、布置以及構(gòu)造。因此，盡管在此并未明確地描述每一種可能的組合，但是希望這些描述能夠涵蓋所有這些組合以及變型，只要它們可以從這些描述中合理地得知。鑒于此，下述材料被用來描述若干種不同的單塊熱成形板材；并且由此被用來描述兩塊帶有能量吸收皺縮盒的互配板材，當(dāng)產(chǎn)生沖擊時(shí)，這兩塊板材相互配合并且相互作用；并且被用來描述兩塊粘結(jié)在一起用以形成空氣截留皺縮盒的板材。利用不同的方案，可以獲得多種不同的力-撓曲量曲線，包括階梯式能量吸收曲線，和在產(chǎn)生沖擊時(shí)吸收相當(dāng)大部分能量的能量吸收區(qū)域。
能量吸收子組件123(圖23)包括兩塊熱成形聚合物材料板材125和125A，每塊板材分別形成一個(gè)底壁126和126A(也參見圖24-25)，帶有多個(gè)熱成形于其中的皺縮盒127和/或127A，并且所述能量吸收子組件123還包括一對固連在板材125和125A背面的背板128。板材125和125A將首先描述，接著描述它們與背板128的組合。此后，將描述板材125和125A的若干種變型。對于類似和/或相同的特征和方面，將通過利用字母“A”、“B”等等對板材125的變型進(jìn)行描述。
板材125上的各個(gè)皺縮盒127(圖24和24A)均包括一個(gè)由底壁126的邊緣材料131熱成形的側(cè)壁130。所述熱成形材料形成了一個(gè)進(jìn)入皺縮盒127中部的開口132，和一個(gè)與側(cè)壁130間隔開并且封閉住皺縮盒127的遠(yuǎn)端的底部凸緣133。值得注意的是，在熱成形工藝領(lǐng)域中已知的是，在由側(cè)壁130和底部凸緣133形成的拐角處引入一個(gè)倒圓(并且也在由側(cè)壁130和底壁126形成的拐角處引入一個(gè)倒圓)，以便避免在熱成形過程中對聚合物板材造成過拉伸、弱化和/或撕裂?？梢韵氲降氖牵瑐?cè)壁130可以具有任何不同的形狀，包括圓柱形、截頭圓錐形、矩形、卵形、O形、棱錐形、“X”形、“I”形或者任何其他所希望的結(jié)構(gòu)形狀。所圖示能量吸收板材125上的底部凸緣133均呈杯形，并且具有相同的高度和尺寸。板材125上的皺縮盒127的圖示方案形成了一個(gè)矩形陣列，并且看起來非常象一個(gè)杯形蛋糕烘烤盤?？梢韵氲降氖牵部梢允瞧渌麍D案和皺縮盒形狀(比如側(cè)面平整的棱錐形)。根據(jù)需要，可以在各個(gè)皺縮盒127的頂部和側(cè)面上包括一個(gè)孔135，用于供空氣流動(dòng)或者進(jìn)行微調(diào)來提供最佳的皺縮強(qiáng)度。還有，可以改變所述板材的厚度和材料來對能量吸收體進(jìn)行微調(diào)，以便具有所希望的力-撓曲量曲線和沖擊能量吸收量。
能量吸收板材125A(圖25-26)包括一個(gè)由皺縮盒127A形成的類似陣列，該陣列與板材125上的皺縮盒127的圖案和尺寸相同地加以匹配，并且在該陣列內(nèi)部還散布有由較高皺縮盒127A′形成的第二圖案。所圖示的皺縮盒127A′大約是皺縮盒127A高度的兩倍，并且被加工和定位成裝配在皺縮盒127之間。利用這種方案，皺縮盒127A′的頂部與板材125的底壁126發(fā)生配合。還有，較短的皺縮盒127A與皺縮盒127的端部發(fā)生配合(參見圖28)。如圖28中所示，兩個(gè)能量吸收體123和123A可以被設(shè)置成它們的皺縮盒126相互裝配在一起，以便使得它們的側(cè)壁130和130A相互配合并且相互支撐(參見圖24中的虛線，示出了位于一塊匹配板材上的皺縮盒，這些皺縮盒與所圖示板材上的皺縮盒126相互裝配并且相互支撐)。值得注意的是，皺縮盒127、127A、127A′中的任何一個(gè)或者多個(gè)均可以被制成更短或者更長，以獲得階梯式力-撓曲量曲線。由此，根據(jù)所經(jīng)受的沖擊行程的長度，提供不同層次的能量吸收。這是一個(gè)非常有用的性能，并且容許保險(xiǎn)杠裝置被微調(diào)至與特定的功能需求相匹配。
環(huán)繞板材125上的各個(gè)皺縮盒127，一塊背板128(圖27)被(任選性地)固連在邊緣材料131的后表面上，覆蓋住皺縮盒127的敞口側(cè)。這樣將在皺縮盒127的空腔132內(nèi)部截留空氣，在產(chǎn)生沖擊時(shí)形成一個(gè)氣墊。在背板128上(或者在側(cè)壁上)形成有一個(gè)孔135，來在產(chǎn)生沖擊時(shí)容許空氣以一種受控方式逃逸，從而使得皺縮盒127不會(huì)爆炸，除非存在劇烈沖擊。孔135可以被制成任何所希望的尺寸，并且如果需要，可以使用多個(gè)孔。還有，可以想到的是，可以在背板128上形成溝槽132′(圖27)，來使得從一個(gè)皺縮盒127中選出的空氣與相鄰皺縮盒127連通。這樣能夠分散應(yīng)力，以及提供一個(gè)“流體”氣墊。值得注意的是，所述溝槽可以被加工成能夠控制氣流的速度，還能夠控制氣流的行進(jìn)路線。
板材125、125A和128可以為任何材料或者具有任何厚度。在圖23所示出的方案中，可以想到的是，板材125和125A將具有足夠的強(qiáng)度和壁厚來在它們的側(cè)壁130和130A發(fā)生折皺時(shí)提供良好的能量吸收，比如大約1毫米至4毫米的壁厚，或者優(yōu)選的是大約2毫米至2.5毫米的壁厚，并且將是一種可以輕易進(jìn)行熱成形或者真空成形的沖擊吸收材料。但是，根據(jù)需要，板材125和125A可以被注?；蛘咭云渌绞街瞥删哂懈窕蛘吒〉谋?。可以想到的是，所圖示的板材125和125A將具有大約20毫米至30毫米的總厚度，但是它們的總厚度當(dāng)然可以根據(jù)需要發(fā)生變化。還可以想到的是，背板128和128A將具有一個(gè)非常薄的壁，比如小于1毫米，優(yōu)選的是小于0.5毫米，并且將是一種能夠半拉伸且能夠彎曲的材料。由于背板128置靠在一根緩沖橫梁121的表面上，或者置靠在一個(gè)主要能量吸收體122的表面上(或者當(dāng)多個(gè)子組件123被層疊在一起時(shí)，置靠在另外一塊背板128上)，背板128無需達(dá)到2毫米或者更厚……盡管根據(jù)需要也可以這樣做。所圖示的側(cè)壁130大約以90度延伸至底壁126，但是實(shí)際中，包括一個(gè)小的拔模角度(比如大約為1度)來有利于所述熱成形工藝。側(cè)壁130可以包括更大的角度，但是優(yōu)選的是側(cè)壁130的傾斜角度不超過45度。還可以想到的是，板材125、125A、128中之一(或者多個(gè))可以包括橫向延伸的凸緣和向后延伸到橫梁121(圖22A)的頂表面和底表面上的鉤或者摩擦墊，以便將子組件123摩擦配合并且保持在橫梁121或者主要能量吸收體122(圖22)上，或者根據(jù)需要，摩擦配合并且保持在汽車儀表板124上。還有，皺縮盒127的高度可以發(fā)生變化來獲得一個(gè)錐形或者空氣動(dòng)力學(xué)形狀，以便更好地與特定輪廓相匹配，比如流線形保險(xiǎn)杠表面。
板材125B-125H可以與板材125或者125A互換。為了簡化討論過程，利用相同附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相同或者相似的特征。
板材125B(圖29)具有帶有側(cè)壁130B的甜甜圈形皺縮盒127B，但是具有一個(gè)經(jīng)過改良的底部凸緣133B，其中底部凸緣133B的中心部分140B被反向熱成形為使得其中心部分140B近乎與底壁126B共面。一個(gè)內(nèi)側(cè)壁141B被制成大體平行于外側(cè)壁130B延伸。還可以想到的是，中心部分140B可以僅部分變形，以便使得其將不與底壁126B共面……在這種情況下，板材125B將提供一種階梯式能量吸收(力-撓曲量曲線)。
板材125C(圖30)示出了這樣一種情形，其中皺縮盒127C由底壁126C形成，并且具有相對緊密地設(shè)置在一起的內(nèi)側(cè)壁141C和外側(cè)壁130C。板材125D(圖31)類似于板材125C，但是皺縮盒127D的內(nèi)側(cè)壁141D和外側(cè)壁130D離得相對較遠(yuǎn)。板材125E(圖32)示出了這樣一種情形，其中中心部分140E僅部分地凹陷，并且并非凹陷至與底壁126E共面。板材125F(圖33)類似于板材125E，但是在板材125F中，內(nèi)側(cè)壁141F與外側(cè)壁130F之間的區(qū)域142F在中途與底壁126F間隔開，并且中心部分的中心區(qū)域或者端部140F比區(qū)域142F更為遠(yuǎn)離底壁126F地被熱成形。由此，由中心區(qū)域140F和內(nèi)側(cè)壁141F形成一個(gè)突起尖端143F。子組件123F′(圖33A)包括一對板材125F，同時(shí)位于一塊板材上的外側(cè)壁130F配合并且支撐起位于另外一塊板材125F上的內(nèi)側(cè)壁141F。板材125G(圖34)類似于板材125F，但是在板材125G中，其尖端143G具有一個(gè)非常寬的端部144G。
板材125H(圖36)示出了這樣一種狀況，其中在底壁126H上形成有兩種不同形狀的皺縮盒127H和127H′。第一皺縮盒127H呈圓柱形狀，并且延伸至第一高度。第二皺縮盒127H′呈一個(gè)更短的圓柱形狀，并且包括一個(gè)延伸高度小于皺縮盒127H的突起尖端143H。由此，板材125H將趨于產(chǎn)生一條三個(gè)臺(tái)階或者三個(gè)層次的皺縮曲線(力-撓曲量曲線)，每個(gè)層次均在前一層次的基礎(chǔ)上增大強(qiáng)度。在板材125H中，皺縮盒127H和127H′具有間隔開的外側(cè)壁130H。但是可以想到的是，板材125I(圖37)可以被構(gòu)造成使得側(cè)壁130I在部位130I′處相互支撐，如同無需第二板材形成在單塊板材上一樣。
圖38示出了另外一種能量吸收體200，其中第一板材201和第二板材202均被熱成形為具有多少好象杯形蛋糕盤的形狀。具體來說，板材201具有一個(gè)底壁203，該底壁203帶有用于形成具有高度205的皺縮盒的塔狀棱錐形突起204，并且板材202具有一個(gè)底壁206，該底壁206帶有用于形成具有較低高度208的皺縮盒的塔狀突起207。若干(或者全部)突起207利用一種LEGOTM狀結(jié)構(gòu)咬合或者摩擦裝配到突起204內(nèi)，以便形成氣墊空穴210。可以在板材201或者202中之一上形成一個(gè)孔211，來在產(chǎn)生沖擊時(shí)容許空氣逃逸。替代性地，空氣可以在突起的拐角處逸出。利用這種方案，所述能量吸收體提供了一種階梯狀能量吸收，并且能夠在沖擊物體解除之后恢復(fù)。值得注意的是，突起204和207的側(cè)壁不僅具有一個(gè)拔模角度來容許進(jìn)行熱成形，而且還使得它們在沖擊過程中進(jìn)一步配合，來更為緊密地封閉截留在它們之間的空氣。還有，所述壁相互支撐來提供額外支撐，以便防止在產(chǎn)生沖擊時(shí)永久性皺縮。這種內(nèi)壁支撐僅在高度205的一部分上延伸(即取決于較低的高度208)，以便使得其在產(chǎn)生沖擊時(shí)形成一種階梯式能量吸收。
總而言之，熱成形能量吸收體可以由單塊板材制成，帶有通過真空成形工藝或者其他熱成形技術(shù)而形成皺縮盒?？梢韵氲降氖牵霭櫩s盒可以呈任何形狀，包括“杯形蛋糕盤”形狀，或者其他更為復(fù)雜的杯子或者盒子形狀?？梢韵氲降氖牵霭櫩s盒將由在沖擊結(jié)束之后能夠恢復(fù)的材料制成，盡管這一點(diǎn)并非是必需的。所述能量吸收體可以利用除熱成形之外的其他加工方法制成，比如注模工藝。所述能量吸收體可以被制成提供一條單階梯能量吸收曲線(力-撓曲量曲線)，或者可以提供一種階梯式能量吸收。所述板材可以被制成橫跨強(qiáng)化(金屬)橫梁(或者主要能量吸收體)的表面發(fā)生彎曲，來與流線形曲率相匹配，并且可以被構(gòu)造成帶有諸如鉤狀凸緣160(圖22A)這樣的凸緣，其中鉤狀凸緣160與橫梁121上或者主要能量吸收體122上的孔或者凹槽162發(fā)生配合，來咬固到位。
所述能量吸收板材可以通過添加背板來截留空氣而進(jìn)行改良，以便使得所述板材在產(chǎn)生沖擊時(shí)提供一種氣墊作用。替代性地，通過將所述板材直接固連在橫梁(或者一個(gè)汽車儀表板)上，同時(shí)所述皺縮盒保持處于封閉狀態(tài)，那么可以省除所述背板?？梢栽O(shè)置孔和/或溝槽來控制在沖擊過程中從皺縮盒流出的氣流，并且使得排出的空氣與其他皺縮盒連通。
兩塊帶有相互配合并且相互支撐的皺縮盒的對置板材可以被用作一個(gè)層壓子組件。所述皺縮盒可以形狀相同，或者形狀不同但是相互匹配。除了恰好兩塊板材之外，可以添加其他的板材層。所述板材最好由一種能夠在沖擊結(jié)束之后恢復(fù)的材料制成，并且仍舊便于成形。
在前面的描述中，本技術(shù)領(lǐng)域中的熟練人員將會(huì)輕易明白，在不脫離在此所公開的技術(shù)構(gòu)思的條件下，可以對本發(fā)明進(jìn)行改進(jìn)。這種改進(jìn)應(yīng)該被認(rèn)為包括在所附權(quán)利要求中，除非這些權(quán)利要求利用它們中的語句以其他方式明確表述。
權(quán)利要求
1.一種保險(xiǎn)杠裝置包括橫梁；和一個(gè)熱成形能量吸收體，具有一個(gè)底部凸緣和垂直地形成于底部凸緣內(nèi)的熱成形皺縮盒，所述皺縮盒具有至少一個(gè)平整側(cè)壁和一個(gè)前壁，來形成盒子形狀。
2.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)側(cè)壁包括大體處于垂直關(guān)系的側(cè)壁。
3.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述側(cè)壁中對置側(cè)壁大體平行，但是具有模鍛斜度來有利于成形這些部件。
4.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述熱成形能量吸收體包括一種具有記憶能力的材料，所述記憶能力會(huì)促使這種材料在沖擊結(jié)束之后恢復(fù)。
5.如權(quán)利要求4所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述材料為聚乙烯。
6.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)側(cè)壁包括一個(gè)用于限定出第一平面的第一部分，一個(gè)用于限定出平行于第一平面的第二平面的第二部分，以及一個(gè)偏置的連接部分，當(dāng)此保險(xiǎn)杠裝置受到?jīng)_擊時(shí)，該偏置的連接部分促使所述第一和第二部分相互套疊起來。
7.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠裝置，包括一塊粘結(jié)在所述熱成形能量吸收體上的板材，該板材具有用于在所述皺縮盒下方形成填充有空氣的氣墊空穴的部分。
8.如權(quán)利要求7所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述板材在各個(gè)空穴上包括至少一個(gè)受約束的空氣釋放口。
9.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠裝置，在所述橫梁和能量吸收體上包括匹配表面，用于在無需獨(dú)立緊固件的條件下將所述能量吸收體摩擦保持在所述橫梁上。
10.一種保險(xiǎn)杠裝置，包括橫梁；和一個(gè)熱成形能量吸收體，具有一個(gè)底部凸緣和大體垂直地形成于底部凸緣內(nèi)并且縱向細(xì)長的熱成形皺縮盒。
11.如權(quán)利要求10所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述皺縮盒包括大體平整并且大體平行的對置壁，但是對置的壁具有對置的模鍛斜度。
12.如權(quán)利要求11所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述皺縮盒具有最大厚度大約為35毫米的橫剖面。
13.如權(quán)利要求12所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，至少在某些部位的最大深度大約為25毫米。
14.如權(quán)利要求13所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述深度變化至大約為10毫米的最小深度。
15.一種保險(xiǎn)杠裝置，包括橫梁；和一個(gè)熱成形能量吸收體，具有一個(gè)底部凸緣和皺縮盒，這些皺縮盒帶有大體垂直地形成于底部凸緣內(nèi)的平行側(cè)壁，這些側(cè)壁具有模鍛斜度，以便容許利用真空成形工藝制取。
16.如權(quán)利要求15所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述壁厚小于約2.0毫米。
17.如權(quán)利要求15所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述熱成形能量吸收體包括一種具有記憶能力并且將在皺縮之后恢復(fù)至接近初始形狀的材料。
18.如權(quán)利要求17所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述材料為聚乙烯。
19.一種保險(xiǎn)杠裝置，包括在其表面上帶有凹陷特征的緩沖橫梁；和一個(gè)具有底壁的熱成形能量吸收體，所述底壁帶有用于與所述凹槽特征配合的熱成形特征。
20.如權(quán)利要求19所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述凹槽特征包括一條形成于所述橫梁的所述表面上的縱向延伸溝槽。
21.一種保險(xiǎn)杠裝置，包括具有表面的金屬管狀緩沖橫梁；一個(gè)具有選自于中空皺縮盒和泡沫塑料塊中的一種或者兩種的能量吸收塊的第一聚合物能量吸收體；以及一個(gè)覆蓋住第一聚合物能量吸收體的絕大部分的熱成形第二聚合物能量吸收體。
22.如權(quán)利要求21所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述第一和第二聚合物能量吸收體均包括匹配表面，這些匹配表面摩擦地和制動(dòng)地接合，來將這些能量吸收體保持在一起。
23.一種保險(xiǎn)杠裝置，包括；具有表面的緩沖橫梁；和一個(gè)覆蓋住所述表面的能量吸收體，該能量吸收體包括一塊用于形成皺縮盒的熱成形第一板材，其中所述皺縮盒帶有用于吸收能量的側(cè)壁，并且包括一塊在特定部位連接在第一板材上的第二板材，來至少在某些皺縮盒中形成截留空氣的空穴。
24.如權(quán)利要求23所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述第一板材包括聚乙烯材料。
25.如權(quán)利要求23所述的保險(xiǎn)杠裝置，其特征在于，所述第一板材由一種具有記憶能力的材料制成，以便使得所述皺縮盒的側(cè)壁在皺縮沖擊結(jié)束之后恢復(fù)。
26.一種提供沖擊阻力的方法，包括下述步驟提供一個(gè)保險(xiǎn)杠裝置，該保險(xiǎn)杠裝置包括一塊帶有用于形成皺縮盒的第一板材和用于在第一板材上的至少某些皺縮盒下方形成氣穴的粘結(jié)第二板材；和在碰撞過程中吸收沖擊，包括在第一步驟中至少部分地使得皺縮盒的側(cè)壁發(fā)生折皺，來吸收一部分沖擊能量，和在第二步驟中至少部分地使得氣穴發(fā)生折皺，并且壓縮其中的空氣來吸收另外一部分沖擊能量。
27.一種能量吸收體，包括一塊用于形成底壁的可熱成形聚合物材料板，該板材包括大量由所述底壁熱成形并且從所述底壁上突伸出來的中空能量吸收皺縮盒，這些皺縮盒形成一個(gè)帶有至少兩種交替排布的不同高度的區(qū)域，從而使得在與物體發(fā)生碰撞的沖擊行程初始階段，較長的皺縮盒首先發(fā)生皺縮來提供第一層次的能量吸收，并且在沖擊行程的后續(xù)階段，較短的皺縮盒發(fā)揮作用并且發(fā)生皺縮，來提供較高的第二層次能量吸收。
28.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，較長的皺縮盒包括以第一間距與所述底壁間隔開的第一凸緣，并且第一壁支撐起這些第一凸緣，較短的皺縮盒包括以與第一間距不同的第二間距與所述底壁間隔開的第二凸緣，并且第二壁支撐起這些第二凸緣；由此在沖擊行程的第一階段，由于所述第一凸緣首先發(fā)揮作用并且第一壁開始受到壓縮，所述能量吸收體提供一條第一力-撓曲量曲線，并且在沖擊行程的第二階段，由于所述第一和第二凸緣均發(fā)揮作用并且第二壁受到壓縮，所述能量吸收體提供一條更大的第二力-撓曲量曲線。
29.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，所述大量的能量吸收皺縮盒包括含有所述第一凸緣的第一皺縮盒和含有所述第二凸緣的第二皺縮盒，第一和第二皺縮盒在所述底壁上橫向間隔開。
30.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，所述第一和第二皺縮盒單獨(dú)地形成于所述底壁上，并且沿著平行于所述底壁的方向相互間隔開。
31.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，所述底壁發(fā)生彎曲來與緩沖橫梁的流線形前表面相匹配。
32.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，所述底壁具有柔性并且能夠彎曲，適合于與彎曲的流線形橫梁發(fā)生配合。
33.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，所述能量吸收體具有大約為30毫米的最大深度。
34.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，所述能量吸收體具有大約為20毫米的最大深度。
35.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，其特征在于，所述能量吸收體中的材料具有記憶能力，并且所述能量吸收體適合于在沖擊結(jié)束之后恢復(fù)至接近初始形狀。
36.如權(quán)利要求27所述的能量吸收體，包括一塊用于與所述底壁發(fā)生配合的背板，來形成截留空氣的空穴。
37.一種能量吸收體，包括用于形成第一和第二底壁的第一和第二可熱成形聚合物材料板，所述第一板材包括大量從第一底壁朝向第二底壁延伸的第一皺縮盒，而所述第二板材包括大量從第二底壁延伸并且與第一底壁發(fā)生配合的第二皺縮盒，還包括大量用于與第一皺縮盒配合的第三皺縮盒。
38.一種能量吸收體，包括一塊用于形成底壁的第一可熱成形聚合物材料板，該板材包括大量形成于其中的皺縮盒，這些皺縮盒均包括一個(gè)被構(gòu)造成當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)吸收相當(dāng)多能量的側(cè)壁，還包括一個(gè)與所述底壁間隔開并且封閉住皺縮盒的第一端的底部凸緣，以及一個(gè)由所述底壁上的邊緣材料形成的敞口第二端；和一塊第二板材，被粘結(jié)在所述邊緣材料上，并且覆蓋住所述第二端，來在各個(gè)皺縮盒中形成一個(gè)氣穴，以便使得截留在所述皺縮盒內(nèi)部的空氣在產(chǎn)生沖擊時(shí)用作一個(gè)氣墊。
39.一種用于車輛保險(xiǎn)杠裝置的能量吸收體，包括第一和第二可熱成形材料板，各個(gè)均具有一個(gè)底部凸緣和大體垂直地形成于相關(guān)底部凸緣內(nèi)的熱成形皺縮盒，第二板材上的至少某些皺縮盒與第一板材上的對應(yīng)皺縮盒對齊，并且部分地裝配入其內(nèi)，來在它們之間截留空氣，其中所述皺縮盒以及截留的空氣在產(chǎn)生沖擊時(shí)提供能量吸收作用。
40.如權(quán)利要求39所述的能量吸收體，其特征在于，所述第一和第二板材中之一包括一個(gè)孔，用于供截留空氣受約束地逸出。
41.如權(quán)利要求39所述的能量吸收體，其特征在于，所述第一和第二皺縮盒均具有平整側(cè)壁，并且均呈棱錐形。
42.如權(quán)利要求41所述的能量吸收體，其特征在于，對應(yīng)的第一和第二皺縮盒的平整側(cè)壁在車輛沖擊過程中相互支撐。
43.一種車輛保險(xiǎn)杠裝置，包括適合于安裝在車輛上并且具有一個(gè)表面的強(qiáng)化橫梁，和位于所述表面上的在權(quán)利要求39所述的能量吸收體。
44.如權(quán)利要求43所述的車輛，包括一個(gè)注模而成的第二能量吸收體，該第二能量吸收體包括用于形成蜂窩形狀的壁，并且被部分地設(shè)置在所述橫梁與第二板材之間。
全文摘要
一種保險(xiǎn)杠裝置包括管狀橫梁(21)和一個(gè)帶有皺縮盒(23)的熱成形能量吸收體，其中皺縮盒(23)比如通過真空或者熱成形工藝形成于底部凸緣之內(nèi)。皺縮盒具有深度大約為10毫米至35毫米的平整能量吸收側(cè)壁，壁厚大約為1毫米至3毫米，并且由聚乙烯或者其他具有記憶能力的熱成形材料制成。底部凸緣可以包括用于與所述橫梁上的凹槽發(fā)生配合的熱成形特征，并且能夠與注模成形或者泡沫塑料能量吸收體組合使用，來提供設(shè)計(jì)靈活性。在一種形式下，所述能量吸收體包括一塊用于形成皺縮盒的熱成形第一板材，和一塊粘結(jié)在第一板材上的第二板材，以便形成帶有穿孔的氣穴。還公開了相關(guān)的制造方法和沖擊過程。
文檔編號(hào)B60R19/18GK1849234SQ200380110421
公開日2006年10月18日 申請日期2003年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月3日
發(fā)明者D·埃文斯, M·吉勒斯 申請人:奈特夏普國際有限公司