專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有表面安裝的能量吸收器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有杠和設(shè)置在杠表面上的能量吸收器的汽車(chē)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
許多車(chē)輛結(jié)構(gòu)采用設(shè)置在鋼的保險(xiǎn)杠表面或前表面上的能量吸收器，以便改善保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的能量吸收。能量吸收器提供對(duì)于低沖擊的初始水平的能量吸收，包括減小低沖擊中的損傷，也在高沖擊中(即，在杠和車(chē)輛開(kāi)始吸收大量的能量之前及之時(shí))提供補(bǔ)充水平的能量吸收。通常能量吸收器借助緊固件固定在保險(xiǎn)杠上，緊固件保證能量吸收器在杠上的精確定位，因而能量吸收器在保險(xiǎn)杠上的精確定位可保證一致的性能，以及精確定位可保證外觀和組裝(例如，保證前端標(biāo)牌在組裝中在能量吸收器和杠上的良好配合)。
但是，就暫時(shí)和永久的固定來(lái)說(shuō)，以及為了改進(jìn)的和更為可靠的能量吸收，還需要進(jìn)一步改進(jìn)，一般來(lái)說(shuō)，能量吸收器在保險(xiǎn)杠上的固定需要多個(gè)機(jī)械緊固件。由于機(jī)械緊固件需要手工安裝，會(huì)增加不合乎希望的成本，因而這是不利的。另外，機(jī)械緊固件可能導(dǎo)致沖擊過(guò)程中局部的和非均勻的應(yīng)力分布，從而導(dǎo)致沖擊時(shí)保險(xiǎn)桿不一致的破壞和不良的能量吸收。另外，能量吸收器在杠上的固定可導(dǎo)致能量吸收器不能移動(dòng)及調(diào)節(jié)來(lái)自沖擊體的非垂直和不均勻的負(fù)荷。同時(shí)，取決于保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，有時(shí)能量吸收器的偏移不好，這是由于可能導(dǎo)致不可預(yù)見(jiàn)的、非均勻的破壞，從而導(dǎo)致保險(xiǎn)杠系統(tǒng)不佳的、不一致的能量吸收。
對(duì)于保險(xiǎn)杠系統(tǒng)上的角部沖擊結(jié)構(gòu)也需要改進(jìn)。許多現(xiàn)有的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)需要保險(xiǎn)杠端部前表面成形為相對(duì)于保險(xiǎn)杠其余部分的前部角度增大，以便與車(chē)輛在其前翼子板上的空氣動(dòng)力學(xué)曲率相匹配。實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一個(gè)方式是以一個(gè)角度斜切割保險(xiǎn)杠的端部，其后將一塊板焊接在傾斜端部以形成復(fù)合角度的(Compound-angled)平的前表面，以便支承能量吸收器如泡沫墊。另一種方式是變形或壓扁保險(xiǎn)杠的端部以形成斜的前表面，還有一種方式是在保險(xiǎn)杠端部上焊接一個(gè)托架，使托架縱向超過(guò)保險(xiǎn)杠，以便形成需要的形狀。但是，所有這些方式都有缺陷。例如，它們都需要二次加工操作，導(dǎo)致尺寸改變加大，并且需要對(duì)基本設(shè)備投入大量資金。另外，它們會(huì)導(dǎo)致廢料增多，人工及制造時(shí)間顯著增加及在加工過(guò)程中存貨及工作量的顯著增加。
由于上述所有的原因，對(duì)于低、高沖擊事件，以及對(duì)于正、斜沖擊方向來(lái)說(shuō)，都希望保險(xiǎn)杠系統(tǒng)能產(chǎn)生更好的、更一致的、更可靠的和更大的沖擊能吸收。另外，也希望做出改進(jìn)，以便能夠以較低的成本、較少的零件及較少的勞動(dòng)量將能量吸收器組裝在保險(xiǎn)杠上。另外，還希望甚至在緩沖發(fā)展程序晚期使能量吸收器結(jié)構(gòu)能夠調(diào)節(jié)、調(diào)整以便有最佳的前端和角部沖擊強(qiáng)度，但是又不需要昂貴或復(fù)雜的模制技術(shù)、組裝技術(shù)，也不需要二次斜切割或壓扁成形保險(xiǎn)杠端部。另外，還希望能量吸收器結(jié)構(gòu)能適用于許多不同的保險(xiǎn)杠橫截面形狀和尺寸。也希望能量吸收器結(jié)構(gòu)是撓性的，能夠應(yīng)用在具有不同曲率和縱向后掠(longitudinalsweeps)，以及具有不同形狀和尺寸的非直線形保險(xiǎn)杠上。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一根保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有限定一前表面的頂部和底部前壁，當(dāng)保險(xiǎn)杠處于車(chē)輛安裝位置時(shí)所述前表面豎直延伸，還包括頂部和底部中壁，所述頂部和底部中壁在頂部和底部前壁之間限定在所述前表面上的一縱向延伸的溝槽，以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括抵靠保險(xiǎn)杠前表面的箱形部分，還包括伸入溝槽內(nèi)的向后延伸的凸頭部分，所述凸頭部分包括控制破壞的踢壁，所述踢壁沿著并抵靠頂部和底部中壁放置，并且所述踢壁連接于所述箱形部分，因而當(dāng)物體沖擊保險(xiǎn)杠系統(tǒng)時(shí)，所述踢壁隨著物體以增大的力撞擊箱形部分而被增大的力壓入頂部和底部中壁，結(jié)果使作為一個(gè)系統(tǒng)的聚合物的能量吸收器的箱形部分和保險(xiǎn)杠的頂部和底部中壁受控地?fù)锨退荨?br> 按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有在保險(xiǎn)杠處于車(chē)輛安裝位置時(shí)豎直延伸的前表面，所述保險(xiǎn)杠具有延伸至所述前表面的中壁，所述中壁構(gòu)成橫過(guò)所述前表面的中間區(qū)域的縱向延伸的溝槽；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括一個(gè)抵靠所述保險(xiǎn)杠的前表面的后表面，所述能量吸收器具有水平延伸的第一、第二、第三、和第四平行壁，第一平行壁處于頂部位置，第四平行壁處于底部位置，所述能量吸收器還包括連接第一和第二平行壁以形成頂部箱形部分的頂部前壁和頂部后壁，還包括連接第三和第四平行壁以形成底部箱形部分的底部前壁和底部后壁，所述能量吸收器還具有一個(gè)凸頭部分，所述凸頭部分從頂部和底部后壁向后伸入保險(xiǎn)杠，所述凸頭部分包括踢壁，所述踢壁在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)受到?jīng)_擊時(shí)側(cè)向壓在保險(xiǎn)杠的中壁上，使中壁，因而使保險(xiǎn)杠以更加受撞的方式塌陷。通過(guò)這種布置，杠的破壞載荷得到局部控制，使一致性破壞和能量吸收得到改善。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括；一個(gè)B形保險(xiǎn)杠，帶有一個(gè)表面和一個(gè)在該表面內(nèi)的縱向延伸的溝槽；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括接合所述表面的能量吸收部分，并包括至少一個(gè)連接于所述能量吸收部并伸入所述溝槽的凸頭部分。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種車(chē)輛保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括帶有一個(gè)表面和在該表面上的通道的一個(gè)保險(xiǎn)杠，以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器具有接合上述表面的第一能量吸收部分。該能量吸收器還包括與通道對(duì)準(zhǔn)的第二能量吸收部分，第二能量吸收部分與通道底部間隔開(kāi)來(lái)，并構(gòu)制成在對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)沖擊的初始階段中移動(dòng)得與通道底部接觸，并構(gòu)制成在沖擊的隨后階段中吸收能量。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)管狀保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠包括一個(gè)前表面和敞開(kāi)端部，以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括一個(gè)接合所述前表面的主要部分，并包括連接于所述主要部分的覆蓋端部的角部，所述覆蓋端部的角部包裹敞開(kāi)端部并覆蓋敞開(kāi)端部，每個(gè)所述角部包括限定一管狀部分的壁，所述管狀部分在基本垂直于管狀保險(xiǎn)杠長(zhǎng)度的方向上延伸，所述壁被構(gòu)制成在對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的角部沖擊時(shí)最佳地吸收能量。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)表面；以及一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，該能量吸收器具有多個(gè)間隔開(kāi)來(lái)的箱形部分和多個(gè)連接相鄰箱形部分的相互連接部分，每個(gè)所述箱形部分具有一個(gè)頂壁、一個(gè)底壁、一個(gè)右側(cè)壁、一個(gè)左側(cè)壁和一個(gè)前側(cè)壁，這些壁共同構(gòu)成朝后敞開(kāi)的箱，每個(gè)相互連接部分具有在右側(cè)壁和左側(cè)壁的相鄰側(cè)壁之間在水平平面上延伸的平行壁，并具有連接所述平行壁以形成向前敞開(kāi)的蜂窩結(jié)構(gòu)的一個(gè)后壁，選擇的側(cè)壁包括在其上的擠壓起始孔，所述擠壓起始孔被成形以弱化箱形部分，從而在車(chē)輛沖擊和碰撞過(guò)程中提供需要水平的能量吸收，以及沿能量吸收器的特定部分的力對(duì)撓曲特性。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面；以及一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，所述能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向的垂直中央平面，所述能量吸收器包括多個(gè)平行壁，所述平行壁限定水平平面，并在除去所述中央平面以外的整個(gè)能量吸收器長(zhǎng)度上縱向延伸，所述能量吸收器還包括斷續(xù)的前壁和后壁，所述前壁和后壁基本平行于所述表面，并使平行壁相互連接以形成敞開(kāi)的箱形部分，從而限定朝前開(kāi)口和朝后開(kāi)口的交錯(cuò)配置。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面，并具有敞開(kāi)端部，所述敞開(kāi)端部靠近于且適于部分限定車(chē)輛的前角部；以及一個(gè)能量吸收器，所述能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向的垂直中央平面對(duì)稱(chēng)，并具有一個(gè)接合所述表面并覆蓋所述表面的中央部分，并具有覆蓋保險(xiǎn)杠敞開(kāi)端部的角部，所述角部部分地由形成敞開(kāi)的峰窩狀結(jié)構(gòu)的垂直延伸壁構(gòu)成，并且部分地由從所述垂直延伸壁向外延伸的彎月形凸緣。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面且具有敞開(kāi)端部；一對(duì)連接于保險(xiǎn)杠且適于將保險(xiǎn)杠安裝在車(chē)輛上的安裝托架，每個(gè)安裝托架包括一個(gè)向前延伸的部分，該部分延伸得至少部分地覆蓋有關(guān)的一個(gè)敞開(kāi)端部；以及一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，該能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向垂直中央平面對(duì)稱(chēng)，所述能量吸收器包括一對(duì)形成角部的端部，每個(gè)形成角部的端部具有一個(gè)箱形部分，所述箱形部分部分地位于敞開(kāi)端部之一和安裝托架的向前延伸的部分的相應(yīng)一個(gè)之間。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面，并具有敞開(kāi)端部；一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，該能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向的垂直中央平面對(duì)稱(chēng)，所述能量吸收器包括一個(gè)中央部分和一對(duì)形成角部的部分，所述形成角部的部分連接于所述中央部分的外端，其間形成一個(gè)凹部區(qū)域；以及一對(duì)安裝托架，所述安裝托架連接于保險(xiǎn)杠且適于將保險(xiǎn)杠安裝在車(chē)輛上，每個(gè)安裝托架包括一個(gè)向外延伸的部分，該向外延伸的部分部分地伸入所述凹部區(qū)域，以便在角部沖擊過(guò)程中支承能量吸收器的相應(yīng)一個(gè)角部。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種研制用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟提供一個(gè)保險(xiǎn)杠組件，該組件包括一個(gè)適于連接于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠和一個(gè)連接于保險(xiǎn)杠的能量吸收器，該能量吸收器具有一個(gè)限定一個(gè)從前至后方向的表面，并具有一個(gè)中央部分和形成角部的端部，所述中央部分和端部具有多個(gè)箱形部分，所述箱形部分部分地由平面壁部限定，所述平面壁部平行于所述從前至后方向延伸。該方法還包括以下步驟用一個(gè)物體沖擊所述保險(xiǎn)杠組件以模擬車(chē)輛碰撞，并收集沖擊數(shù)據(jù)；在沖擊步驟后，分析沖擊數(shù)據(jù)和對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)組件的損傷；以及通過(guò)在所述平面壁部上形成孔和不均勻的孔以降低特定箱形部分的強(qiáng)度。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有頂、底、前和后壁，前壁限定一個(gè)前表面，該前表面在保險(xiǎn)杠在車(chē)輛安裝位置上時(shí)基本豎直地延伸，并包括在頂部和底部的前壁之間的孔；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器具有一個(gè)抵靠所述前表面的主體，并包括箱形凸頭部分，所述箱形凸頭部分穿過(guò)保險(xiǎn)杠前表面上的孔延伸至緊鄰后壁的位置，所述箱形凸頭部分構(gòu)制成在車(chē)輛沖擊過(guò)程中提供能量吸收的初始量，并且構(gòu)制成在車(chē)輛沖擊的隨后階段中隨保險(xiǎn)杠塌陷。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有頂、底、前和后壁，前壁限定一個(gè)前表面，該前表面在車(chē)輛安裝位置上基本豎直地延伸，頂和底壁基本水平地延伸；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器具有一個(gè)抵靠所述前表面的主體，并包括頂部和底部凸緣，所述頂部和底部凸緣分別帶有接合頂和底壁的摩擦墊，所述頂部和底部凸緣相對(duì)較為剛性但有彈性，并且被定向以足夠的力偏壓所述摩擦墊，從而在組裝過(guò)程中在保險(xiǎn)杠上產(chǎn)生頂部和底部的相反的夾緊力，從而暫時(shí)地將能量吸收器保持在保險(xiǎn)杠上。
在研究下述說(shuō)明、權(quán)利要求書(shū)和附圖時(shí)，本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可理解本發(fā)明的上述的和其它的方面、目的和特征。


圖1是本發(fā)明的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的立體圖，該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)包括一個(gè)管狀保險(xiǎn)杠和在保險(xiǎn)杠表面上的能量吸收器；圖2是圖1的能量吸收器的后視圖；圖3是圖1中圈出的區(qū)域的放大圖；圖4-6是圖1的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的橫剖面圖，圖4為受沖擊前，圖4A類(lèi)似于圖4，但表示在模制過(guò)程中需要避免模子咬口的結(jié)構(gòu)，圖5為低沖擊時(shí)，圖6為高沖擊時(shí)；圖7-7B是現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的局部頂視圖，圖7表示包括一個(gè)斜切口(以虛線表示)的保險(xiǎn)杠，圖7A表示一個(gè)焊接在保險(xiǎn)杠的傾斜端部上的板，圖7B表示在保險(xiǎn)杠上的一個(gè)泡沫能量吸收器；圖8是另一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的立體圖，該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)包括一個(gè)保險(xiǎn)杠和一個(gè)能量吸收器，能量吸收器帶有穿過(guò)保險(xiǎn)杠前表面上的孔的向后的凸起；圖9是沿圖8中IX-IX線的剖面圖；圖10是一個(gè)包括保險(xiǎn)杠和能量吸收器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的前視立體圖；圖11是圖10的能量吸收器的后視立體圖；圖12-14是圖11的能量吸收器的前視圖、頂視圖和底視圖；圖15是圖12的右半部的放大圖；圖12A是類(lèi)似于圖12的前視圖，但是，能量吸收器的前表面畫(huà)出陰影線以更好地表示能量吸收器上的“箱形”區(qū)域；圖16-20、22、24和25是沿圖15中XVI-XVI至XX-XX、XXII-XXII、XXIV-XXIV及XXV-XXV線的剖面圖；以及圖21和23是類(lèi)似于圖20和22的視圖，但是為受沖擊變形以后。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明被描述為利用了一種B形雙管保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠是被軋制成形并被向后彎曲(swept)的。在本說(shuō)明書(shū)中對(duì)這種B形保險(xiǎn)杠作了充分的描述，使本專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員可理解和實(shí)施，但是，應(yīng)當(dāng)注意的是，如果讀者需要這種信息的話，在Sturrus的專(zhuān)利US5,454,504中對(duì)圖示的B形保險(xiǎn)杠有更為詳細(xì)的描述?？梢蕴貏e地想見(jiàn)，本發(fā)明能夠與一種具有較淺的溝槽以替代圖示的深溝槽的保險(xiǎn)杠組合使用。例如，可以想見(jiàn)，本發(fā)明可以在D形保險(xiǎn)杠上使用，其中保險(xiǎn)杠具有一個(gè)明顯伸入保險(xiǎn)杠前表面的溝槽，但是，該溝槽并不完全伸至保險(xiǎn)杠的后壁。專(zhuān)利US5,454,504的技術(shù)內(nèi)容顯然可以全部并入本說(shuō)明書(shū)，以提供對(duì)整個(gè)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的完整描述。
保險(xiǎn)杠系統(tǒng)20(圖1)包括一個(gè)安裝在車(chē)輛上的保險(xiǎn)杠21，以及一個(gè)安裝在保險(xiǎn)杠21的表面上的能量吸收器22。圖示的保險(xiǎn)杠21是借助托架20A安裝的。也可以使用擠壓搭(crush towers)來(lái)安裝保險(xiǎn)杠。圖示的保險(xiǎn)杠是軋制成形并被向后彎曲的(見(jiàn)Sturrus的專(zhuān)利US5,454,504)，并且具有連續(xù)的B形雙管狀橫截面(圖3)。雙管在垂向上間隔開(kāi)來(lái)，包括頂部和底部的中壁23和24，它們沿前表面限定一條縱向延伸的溝槽。聚合物的能量吸收器22具有一段長(zhǎng)度，帶有頂部和底部箱形部分27和27’(并不都具有相同的尺寸或長(zhǎng)度)，這些箱形部分抵靠保險(xiǎn)杠21的前表面26。能量吸收器22還包括多個(gè)向后延伸的，伸入溝槽25中的凸頭部分28。凸頭部分28呈梯形狀，可配合在溝槽25內(nèi)，延伸至溝槽25底部的距離的大約50％至60％。如果需要，凸頭部分28包括瓜(detents)或被成形，以便提供充足的摩擦接合，從而暫時(shí)將能量吸收器22保持在保險(xiǎn)杠21上。圖示的凸頭部分28包括控制破壞的踢壁(kick walls)30和31，它們沿保險(xiǎn)杠21的頂部和底部中壁23和24設(shè)置，并抵靠在所述中壁上。踢壁30和31是不平行的，連接于箱形部分27和27’，因而在物體沖擊保險(xiǎn)杠系統(tǒng)時(shí)，踢壁30和31以可預(yù)見(jiàn)的、預(yù)先計(jì)劃好的方式彎曲，并壓入頂部和底部中壁23和24中。在高沖擊期間(圖3和4)，踢壁30和31以增大的力加壓，使作為一個(gè)系統(tǒng)的聚合物的能量吸收器22的箱形部分27和金屬保險(xiǎn)杠21的管狀部分更為一致的受控?fù)锨?。凸頭部分28陷入溝槽25內(nèi)，這樣就消除了能量吸收器垂向滑脫保險(xiǎn)杠表面的問(wèn)題(這是某些采用安裝在保險(xiǎn)杠表面上的能量吸收器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中的問(wèn)題)。
保險(xiǎn)杠21的B形部分除了頂部和底部中壁23和24以外，還包括一個(gè)頂壁34、一個(gè)前上壁35、一個(gè)底壁36、一個(gè)前下壁37、一個(gè)最后部的后壁38和一個(gè)構(gòu)成溝槽的后壁39。保險(xiǎn)杠21的頂部管是由壁23、34，35和38構(gòu)成的。保險(xiǎn)杠21的底部管是由24、36、37和38構(gòu)成的。頂部和底部管借助后壁38和39相互連接。上述壁23-24和34-39中的每個(gè)壁可以是平的，也可以是不平的。例如，在某些保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中(例如圖示的壁23-24)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使水平壁23、24、34和36稍許彎曲是有利的，這不僅是為了使保險(xiǎn)杠不易過(guò)早地扭絞，更易于可靠地、一致地彎曲，而且也是為了使保險(xiǎn)杠更易于制造，如圖所示，中壁23和24包括傾斜的前部，以便形成一個(gè)錐形的喉部，在沖擊時(shí)能量吸收器22的凸頭部分易于移入該喉部中。中壁23和24也包括相對(duì)較平的、基本平行的后部。應(yīng)當(dāng)注意的是，在較小力沖擊時(shí)，能量吸收器22可部分地移入上述喉部(見(jiàn)圖4-6)，如果在低能量的沖擊中吸收了足夠的能量，那么，能量吸收器可以返回至原來(lái)的形狀而不對(duì)車(chē)輛或保險(xiǎn)杠系統(tǒng)造成顯著的變形或損壞。
能量吸收器22(圖3)是非泡沫的聚合物如PC/ABS/PBT混合物的模制構(gòu)件。例如，可以想見(jiàn)，General Electric的XENOY聚合物可用于此目的。如上所述，能量吸收器22包括抵靠前壁35和37的前部的頂部和底部箱形部分27和27’。如果需要的話，接合前上壁35的頂部箱形部分27的成形可以稍許不同于接合前下壁37的成形，但是，在目前公開(kāi)的推薦實(shí)施例中，它們的尺寸和形狀相似，以便保證在沖擊中均勻和平衡地被破壞。頂部箱形部分27包括頂壁41，敞開(kāi)的后部區(qū)域42、頂壁43和底壁44，以及將上述壁聯(lián)結(jié)在一起的端部45和46。底部箱形部分27’包括類(lèi)似的壁41’-46’。壁46A，46B和46C在頂部和底部箱形部分27和27’之間延伸并使其相互連接起來(lái)。應(yīng)當(dāng)注意的是，頂部和底部的壁43、44、43’和44’，當(dāng)從保險(xiǎn)杠系統(tǒng)前面的位置看去時(shí)，可以是波狀的，或者形狀可以是非直線的及不平的。這使頂部和底部的壁43、44、43’和44’具有抵抗彎曲(buckling)的更大的強(qiáng)度，也有助于在模制長(zhǎng)零件時(shí)發(fā)生的例如蛇形的變形。還應(yīng)當(dāng)注意的是，由前壁和后部區(qū)域41、42、41’和42’(以及還可能由頂部和底部的壁43、44、43’和44’)所限定的表面是斷續(xù)的，還包括在模制中防止模子咬合的孔口。(即，它們包括使模具能夠穿過(guò)一個(gè)壁的平面以便形成另一個(gè)壁的孔口)在一個(gè)推薦的形式中，這些孔口有足夠的尺寸，因而使模具不需要滑動(dòng)或推動(dòng)。換言之，能量吸收器22可以借助硬的陽(yáng)模和陰模來(lái)制造，陽(yáng)模和陰模都無(wú)需能夠二次移動(dòng)的模具構(gòu)件來(lái)形成不通透的(blind)表面。
凸頭部分28(圖4)包括踢壁30和31，還包括使踢壁30和31的引導(dǎo)(最后)端部相互連接起來(lái)的連接壁48。連接壁48位于進(jìn)入溝槽的中途，因而它在沖擊中用作導(dǎo)向器，引導(dǎo)踢壁30和31的引導(dǎo)端部進(jìn)入溝槽25。具體來(lái)說(shuō)，連接壁48位于進(jìn)入溝槽25的路徑的大約30％至80％，或者特別是位于進(jìn)入溝槽25的路途的大約50％至60％。
這樣在能量吸收器22中就能夠吸收例如在低能量的沖擊中可產(chǎn)生的大的能量。具體來(lái)說(shuō)，在低能量的沖擊中(圖4)，能量吸收器22吸收沖擊能量中的大部分能量，能量吸收器和保險(xiǎn)杠21未發(fā)生永久變形。在中等能量的沖擊中(圖5)，能量吸收器22顯著變形，可能發(fā)生了永久變形。但是，保險(xiǎn)杠21偏斜并吸收能量，但是，中壁23和24只是暫時(shí)撓曲，并不永久變形。在高能量沖擊中(圖6)，踢壁30和31使中壁23和24在趨近最大量的偏斜時(shí)發(fā)生屈曲。能量吸收器22和保險(xiǎn)杠21都永久變形。在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)20中設(shè)計(jì)有這種屈曲點(diǎn)(buckling point)，引起兩級(jí)破壞(圖5-6)，從而吸收最大量的能量而不使車(chē)輛受損，同時(shí)又考慮到了所有的相關(guān)因素如優(yōu)選的削減-加速度(de-accelerations)、乘員安全、政府規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)等。
頂部踢壁30(圖4)包括一個(gè)連接于頂部箱形部分27的底壁44的根部區(qū)域50，底部踢壁31包括一個(gè)連接于底部箱形部分27’的頂壁43’的根部區(qū)域51。這種直接的連接可使凸頭部分28對(duì)沖擊快速、直接地反應(yīng)，這是由于沖擊能量通過(guò)頂部箱形部分27的底部44直接傳至踢壁30，以及由于沖擊能量通過(guò)底部箱形部分27’的頂壁43’直接傳至踢壁31的緣故。由于壁42，在50和51處的材料的自然流動(dòng)使材料分別沿著方向A和B流入壁30和31(見(jiàn)圖5)。
一個(gè)頂部凸緣53(圖4)從頂部箱形部分27向后延伸，一個(gè)底部凸緣54從底部箱形部分27’向后延伸。凸緣53和54接合保險(xiǎn)杠21的上、下表面?？蛇x擇的是，凸緣53和54可包括用于接合保險(xiǎn)杠上的孔或特征的安裝片或鉤，以便(暫時(shí)或永久地)保持在保險(xiǎn)杠21上。圖示的凸緣53和54包括摩擦接合保險(xiǎn)杠21的上、下表面的指尖狀墊53’和54’。上述摩擦凸緣53和54的優(yōu)點(diǎn)在于，可以消除所有的或大部分緊固件。還應(yīng)當(dāng)注意的是，鉤可以穿過(guò)保險(xiǎn)杠21的表面35和37上的通孔，將能量吸收器22保持在保險(xiǎn)杠21上。
應(yīng)當(dāng)注意的是，本配置(見(jiàn)圖3和4-6)相對(duì)于安裝在其上的車(chē)輛而言，與保險(xiǎn)杠21的B形橫截面是“反向(reverse)”的，這樣在保險(xiǎn)杠21的溝槽內(nèi)就形成了有用的吸收能量的空間，過(guò)去，B形保險(xiǎn)杠一般在使用時(shí)是以B形的平側(cè)朝前并支承能量吸收器的。但是，由于B形的平側(cè)朝前，因而公知的能量吸收器只能塌陷在平側(cè)上。因此，能量吸收比起本發(fā)明的結(jié)構(gòu)更加受到限制。具體來(lái)說(shuō)，圖4-6的布置在沖擊時(shí)可提供更好受控的可以預(yù)見(jiàn)到的兩級(jí)能量吸收，這是由于能量吸收器的踢壁30和31在最初的沖擊中可穩(wěn)定壁23和24的緣故。另外，這種布置可使凸頭部分28滑入保險(xiǎn)杠21的溝槽中，從而提供了吸收能量的中間步驟，這有助于為檢測(cè)沖擊而閱讀傳感器輸出，例如，這用于氣囊配置中。另外，象在上述的本發(fā)明中那樣，在能量吸收器中使用“踢”出的壁結(jié)構(gòu)，引起鋼保險(xiǎn)杠可預(yù)見(jiàn)的破壞(圖6)，這一點(diǎn)是新穎的。
可以想見(jiàn)，作為能量吸收器的一部分，角部可以在能量吸收器的端部上模制或整體地形成。角部可以特別地設(shè)計(jì)以滿足各種功能性的或美觀上的條件。這是有利的。例如，角部可以是方形的，并可以模制成任何量的壁厚及所需要的肋，因而可以借助角部成功地消耗顯著增大的角部沖擊載荷?；蛘撸谀芰课掌鞯亩瞬可峡赡Ｖ撇煌木酆衔锊牧弦孕纬山遣?，例如玻璃增強(qiáng)的較硬的聚合物材料。
圖8-9表示一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)200，包括一個(gè)支承在安裝塔302上的D形單管保險(xiǎn)杠201，以及一個(gè)能量吸收器203，這種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)與上述的保險(xiǎn)杠20和能量吸收器21功能相似。保險(xiǎn)杠201包括兩個(gè)在其前表面205上的孔204，能量吸收器203包括向后突出的凸頭部分206，所述凸頭部分穿過(guò)孔204突出并伸至保險(xiǎn)杠201的后壁207。圖示的凸頭部分206抵靠后壁207，但是，應(yīng)當(dāng)注意的是，它們可以在未達(dá)到后壁207處終止，以便提供分級(jí)的擠壓行程，這樣就在不同的沖擊行程深度上提供不同水平的能量吸收?？梢韵胍?jiàn)，可以采用更多或更少的孔204及凸頭部分206。在車(chē)輛沖擊中，凸頭部分206提供初始水平的沖擊強(qiáng)度和能量吸收。當(dāng)沖擊行程增大時(shí)，凸頭部分206向外屈曲，并接合保險(xiǎn)杠201的頂壁和底壁。保險(xiǎn)杠系統(tǒng)200的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，在沖擊中它可提供良好的局部控制和一致、可重復(fù)的能量吸收。
現(xiàn)有技術(shù)(圖7-7B)包括一個(gè)沿一直線222以一個(gè)角度斜切的B形保險(xiǎn)杠221，一個(gè)平板203焊接在切割端部上，從而在斜切端部上提供一個(gè)具有增大角度的延伸的平前表面。一個(gè)泡沫能量吸收器224設(shè)置成抵靠保險(xiǎn)杠221的平的前表面，并伸向平板223。下述的布置消除了保險(xiǎn)杠斜切端部，這是有利的，原因在于斜切是一種昂貴的二次操作，費(fèi)時(shí)、成本高。需要設(shè)備，從而導(dǎo)致存貨(inventories)增加。下述的本發(fā)明消除了在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)221/222中需要的斜切和二次操作。
改進(jìn)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)100(圖10)包括一個(gè)B形保險(xiǎn)杠101和一個(gè)安裝在保險(xiǎn)杠的“平”前表面上的能量吸收器102。能量吸收器102包括類(lèi)似于前述能量吸收器22的構(gòu)思的箱形部分，但是，如下所述是按照一種能把能量吸收器102應(yīng)用在B形保險(xiǎn)杠101的“平”側(cè)(即，B形保險(xiǎn)杠101的沒(méi)有形成溝槽的那一側(cè))上的方式這樣做的。能量吸收器102也可以應(yīng)用在D形或單管保險(xiǎn)杠上。
保險(xiǎn)杠101具有與保險(xiǎn)杠21相同的形狀和壁，只是保險(xiǎn)杠101具有相反的縱向彎曲，以便與車(chē)輛的空氣動(dòng)力學(xué)形狀的彎曲的前部相匹配。在保險(xiǎn)杠101中，這種縱向彎曲使“平”表面103(圖20)處在保險(xiǎn)杠101的前側(cè)上，兩個(gè)管部104和105和其間的溝槽106則在保險(xiǎn)杠101的后側(cè)上。兩個(gè)安裝托架或板107和108(圖10)安裝在管部104和105上。每個(gè)安裝板107和108具有一個(gè)平板部分109，該平板部分接合并焊接在管部104和105的后側(cè)上。一個(gè)部分110(圖13)在距離管部104和105的一端大約1英寸至1-1/2英寸的部位從安裝板107和108延伸。每個(gè)部分110包括一個(gè)外支腿112，該外支腿112基本在車(chē)輛的角部從板部向后延伸?？梢韵胍?jiàn)，安裝板107和108可以具有一個(gè)向前的彎曲部分111，如果需要，該彎曲部分部分地覆蓋能量吸收器的端面(見(jiàn)圖25)。共面凸緣113和114(圖13)從托架107和108的后/外端延伸。應(yīng)當(dāng)注意的是，如果需要，也可以使用其它的安裝系統(tǒng)來(lái)使車(chē)輛連接于本保險(xiǎn)杠系統(tǒng)。
能量吸收器102關(guān)于中心線115(圖12A)對(duì)稱(chēng)，能量吸收器102的每個(gè)半部包括四個(gè)箱形部分117-120，如下所述，每個(gè)箱形部分借助縱向延伸的壁相互連接。箱形部分117(圖12A)鄰近于中心線115，包括一個(gè)前面壁121、一個(gè)頂壁122、一個(gè)底壁123、一個(gè)內(nèi)側(cè)壁124和一個(gè)外側(cè)壁125。箱形部分117的后面是敞開(kāi)的，壁122-125具有牽引角(draftangle)，因而箱形部分117可以在無(wú)需拉拔力(diepulls)或其它用于形成不通透表面的移動(dòng)零件的模具上成形。在內(nèi)側(cè)壁124上形成兩個(gè)大的“擠壓起始(crush-initiator)”孔126(圖15)，以便弱化箱形部分，從而在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)100上沖擊時(shí)形成最佳的擠壓行程，特別是在擠壓行程中形成最佳的能量吸收。圖示的孔126每個(gè)約為內(nèi)側(cè)壁124總高度的大約1/3(見(jiàn)圖18)，位于頂部第三個(gè)和底部第三個(gè)側(cè)壁124上，并延伸內(nèi)側(cè)壁124的整個(gè)深度?？梢允褂貌煌螤畹目?。圖示的孔126不是矩形的，而具有至少一條彎曲的邊緣126’，該邊緣用于在沖擊中開(kāi)始受控的擠壓，以便在沖擊中有最佳的能量吸收，該邊緣也用于便利模制。在孔126之間的材料帶，以及在孔126上方和下面的材料帶構(gòu)成側(cè)壁124的結(jié)構(gòu)。在所描述的前面壁121上也形成孔127(圖15)，以便減少質(zhì)量、改善加工，以及為飾面提供間隙和附件。(當(dāng)在車(chē)輛安裝位置上看去時(shí))外側(cè)壁125具有C形輪廓，并具有一個(gè)垂向中央部分128，該部分比上、下部分更靠近中心線115。前面壁121的一個(gè)頂部?jī)A斜部分129從垂向的前面壁121的其余部分向后傾斜，所述其余部分的取向更為豎直，但并不完全豎直。
箱形部分118(圖12A)鄰近于箱形部分117，包括一個(gè)前面壁131、一個(gè)頂壁132、一個(gè)低壁133、一個(gè)內(nèi)側(cè)壁134和一個(gè)外側(cè)壁135。(在縱向上)，箱形部分118的寬度大約是箱形部分117的兩倍，內(nèi)側(cè)壁135呈C形，縱向?qū)挾燃s為中央箱形部分117的外側(cè)壁124的C形尺寸的兩倍。另外，前面壁131的頂部?jī)A斜部分139具有一個(gè)稍小于中央箱形部分117的頂部?jī)A斜部分129，因而能量吸收器的組合的前面與放置在其上的面板的形狀匹配。外側(cè)壁135(圖17)具有類(lèi)似于上述側(cè)壁124上的孔126的三個(gè)孔136。只是在每個(gè)第三個(gè)外側(cè)壁135上形成一個(gè)孔136。
箱形部分119(圖12A)鄰近于箱形部分118。包括一個(gè)前面壁141、一個(gè)頂壁142、一個(gè)底壁143、一個(gè)內(nèi)側(cè)壁144和一個(gè)外側(cè)壁145。箱形部分119(在縱向上)約為箱形部分118的寬度的2/3。內(nèi)側(cè)壁144和外側(cè)壁145是相對(duì)較平的(即不是C形的)。另外，前面壁141的頂部?jī)A斜部分149具有的垂向尺寸稍小于箱形部分118的頂部?jī)A斜部分139，因而能量吸收器的組合的前面與放置在其上的面板的形狀匹配。內(nèi)側(cè)壁144和外側(cè)壁145中的每一個(gè)都具有與上述側(cè)壁124上的孔126類(lèi)似的兩個(gè)孔146(圖20)，只是內(nèi)側(cè)壁144也具有一個(gè)中央孔146。
箱形部分120(圖12A)鄰近于箱形部分119，包括一個(gè)前面壁151、一個(gè)頂壁152、一個(gè)底壁153、一個(gè)內(nèi)側(cè)壁154和一個(gè)外側(cè)壁155。(在縱向上)箱形部分120在寬度上大約等于箱形部分117。內(nèi)側(cè)壁154和外側(cè)壁185相對(duì)較平(即，不是C形的)。另外，前面壁151延伸至箱形部分120的頂部，沒(méi)有象其它箱形部分117-119的那種頂部?jī)A斜部分。內(nèi)側(cè)板154具有與上述側(cè)壁124上的孔126類(lèi)似的兩個(gè)孔156。圖示的箱形部分120實(shí)際上分成垂向間隔開(kāi)來(lái)的半部，并且一致的是，前面壁151，以及內(nèi)側(cè)壁154和外側(cè)壁155實(shí)際上也分成頂半部和底半部，除了一個(gè)垂向穩(wěn)定肋157外，中央部分完全敞開(kāi)。
圖示的箱形部分117-120借助相互連接的“蜂窩形”結(jié)構(gòu)連接在一起，所述蜂窩形結(jié)構(gòu)呈四條水平肋160-163形式，這四條水平肋在垂向上等距間隔開(kāi)來(lái)?？梢韵胍?jiàn)，箱形部分117-120可以借助不同的布置被連接在一起，仍包括本能量吸收器的許多優(yōu)點(diǎn)。頂部肋160和底部肋163從能量吸收器102的端部至端部地延伸。中間的兩條肋161和162也從能量吸收器102的端部至端部地延伸，只是中間肋161和162在中心線115附近是斷續(xù)的，并不連接兩個(gè)中間箱形部分117。肋161和162也連接壁125和134的C形內(nèi)部的頂部和底部的腿部。箱形部分117-120也借助一個(gè)后壁164連接在一起。除了在每個(gè)箱形部分117-120上在后壁上形成一個(gè)開(kāi)口以利于加工及防止模子咬口以外，后壁164完全覆蓋能量吸收器102的后部。后壁164不僅將箱形部分117-120聯(lián)結(jié)在一起，而且也形成垂向帶，這些垂向帶將頂壁和底壁聯(lián)結(jié)在一起以防止頂壁和底壁在沖擊中散開(kāi)。這樣也消除了對(duì)頂部和底部緊固件的需要。
在后壁164的頂緣和底緣上形成一條頂部凸緣170(圖13)和一條底部凸緣171(圖14)凸緣170和171包向保險(xiǎn)杠101的頂部和底部。指尖狀墊172在凸緣170和171上形成，以便接合在保險(xiǎn)杠101的頂面和底面上的配合區(qū)域，從而將能量吸收器102暫時(shí)保持在保險(xiǎn)杠102上。另外，在從頂壁和底壁122、123、132、133、142、143、152和153延伸且與其共面的翼片上形成鉤173(圖10-11)。例如在操作者已將能量吸收器預(yù)先組裝在飾板(fascia)上時(shí)，鉤173(以及凸緣53-54)提供了“盲式(blind)”咬合安裝的機(jī)會(huì)，然后將作為組件的已組裝的能量吸收器/飾板安裝在車(chē)輛前部上。在這種情形中，飾板防止操作者將能量吸收器安裝在保險(xiǎn)杠上。
能量吸收器102(圖11)包括整體成形的端部180和181，所述端部是對(duì)稱(chēng)成形的，并且被最佳地成形，以便形成位于端部的用于在車(chē)輛角部沖擊時(shí)吸收能量的擠壓箱。每個(gè)端部180和181包括一條垂向肋182(圖12A)，該垂向肋橫過(guò)并連接于水平肋160-163以形成蜂窩形狀。外側(cè)壁被向后延伸，從而基本覆蓋保險(xiǎn)杠101上的管部的敞開(kāi)端。另外，后壁164在位置164’(圖22、24和25)從外側(cè)壁155延伸以形成一個(gè)向后延伸的箱164”(圖25)，該箱鄰近保險(xiǎn)杠一端安裝。應(yīng)注意的是。安裝托架107和108包括一個(gè)向前的彎曲部分111，該彎曲部分將箱164”保持在抵靠保險(xiǎn)杠一端的位置上。一個(gè)彎月形凸緣183與前面壁121、131、141、151共面地延伸。凸緣183是剛性的，但是有撓性，因而可很好地支承放在其上的前端飾板如RIM聚氨酯飾板。同時(shí)，凸緣183是撓性的，以便在車(chē)輛角部沖擊中撓曲，從而減小對(duì)車(chē)輛的損傷。
圖示的頂壁及底壁122、123、132、133、142、143、152和153是波狀或波紋形狀以利模制及強(qiáng)度。圖示的箱形部分117-120的壁及壁160-163和相鄰的區(qū)域?yàn)榇蠹s2mm厚，而端部180和181的壁大約為3至4mm厚。(比較圖16-20及圖22-25)但是，可以想見(jiàn)，壁的厚度可以制成任何的厚度，包括為使能量吸收最佳化而制成的局部變化。由于模具相對(duì)來(lái)說(shuō)并不復(fù)雜(由于無(wú)需拉拔及可移動(dòng)構(gòu)件來(lái)形成不通透表面(blind surface)，因而可以相對(duì)較容易地通過(guò)磨掉模具內(nèi)的金屬而將壁制得較厚。另外，通過(guò)磨掉金屬也可將孔制得較小，從而擠壓/沖擊強(qiáng)度能夠精密地得到控制，也可精心地調(diào)節(jié)、調(diào)整，以便在為特定車(chē)輛研制保險(xiǎn)杠中，對(duì)車(chē)輛碰撞試驗(yàn)的實(shí)際結(jié)果做出反應(yīng)。例如，通過(guò)在沖擊后再檢查能量吸收器102和保險(xiǎn)杠101(比較沖擊前的圖20和22和沖擊后的圖21和23)，可以做出關(guān)于能量吸收器102的什么區(qū)域需要增加的強(qiáng)度，以及什么區(qū)域需要弱化的明智決定。例如，通過(guò)改變孔126、136、146和156的彎曲邊緣的形狀，不同的能量吸收曲線導(dǎo)致車(chē)輛沖擊的力對(duì)偏轉(zhuǎn)圖，具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)“扭擰(tweaking)”并精細(xì)調(diào)節(jié)能量吸收器102時(shí)，能量吸收增加率可被控制及更精確地調(diào)節(jié)。不同材料替代混入能量吸收器102也可能有所幫助。
具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)注意的是，本能量吸收器102的端部180和181構(gòu)成整體箱形部分，這種整體箱形部分可提供很一致和強(qiáng)大的角部沖擊強(qiáng)度。本發(fā)明的重要方面在于由肋160-163和肋153和182，以及新月形凸緣183構(gòu)成的蜂窩形狀。以及帶有安裝托架107和108的J形部分110的端部180-181和保險(xiǎn)杠101的管部104和105的端部的相互作用。另外，本發(fā)明的一個(gè)重要方面是下述構(gòu)思通過(guò)改變壁厚及提供不同尺寸的孔來(lái)精細(xì)調(diào)節(jié)能量吸收器102，從而使保險(xiǎn)杠系統(tǒng)最佳化。
圖示的能量吸收器102的結(jié)構(gòu)的另一個(gè)重要特征為下壁163中的連接壁163的前部163B和后部163C的偏置部分163A。在沖擊過(guò)程中，前部163B重疊地向后部163C縮回，使偏置部分163A向后包覆在自身上及包覆在前部163B和后部163C之間。這種“包覆”動(dòng)作可提供高的能量吸收和很一致及可預(yù)見(jiàn)的破壞，這在能量吸收器中是很需要的。
對(duì)上述結(jié)構(gòu)顯然可以做出各種修改和變化而并不背離本發(fā)明的構(gòu)思，另外，本發(fā)明的構(gòu)思顯然是借助權(quán)利要求書(shū)覆蓋的，除了權(quán)利要求書(shū)中的語(yǔ)言另有明確的表述以外。另外，與上述構(gòu)思有關(guān)的方法顯然也應(yīng)認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一根保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有限定一前表面的頂部和底部前壁，當(dāng)保險(xiǎn)杠處于車(chē)輛安裝位置時(shí)所述前表面豎直延伸，還包括頂部和底部中壁，所述頂部和底部中壁在頂部和底部前壁之間限定在所述前表面上的一縱向延伸的溝槽，以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括抵靠保險(xiǎn)杠前表面的箱形部分，還包括伸入溝槽內(nèi)的向后延伸的凸頭部分，所述凸頭部分包括控制破壞的踢壁，所述踢壁沿著并抵靠頂部和底部中壁放置，并且所述踢壁連接于所述箱形部分，因而當(dāng)物體沖擊保險(xiǎn)杠系統(tǒng)時(shí)，所述踢壁隨著物體以增大的力撞擊箱形部分而被增大的力壓入頂部和底部中壁，結(jié)果使作為一個(gè)系統(tǒng)的聚合物的能量吸收器的箱形部分和保險(xiǎn)杠的頂部和底部中壁受控地?fù)锨退荨?br> 2.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述保險(xiǎn)杠限定一個(gè)B形橫截面。
3.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器的箱形部分包括在縱向上延伸的波狀壁。
4.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)箱形部分的踢壁包括彼此成一個(gè)角度延伸的頂部和底部踢壁。
5.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述踢壁在車(chē)輛安裝位置上在前后方向上不是直線而是彎曲的，以便提供在沖擊過(guò)程中“踢”入頂部和底部中壁的動(dòng)作。
6.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述箱形部分沿保險(xiǎn)杠的長(zhǎng)度是斷續(xù)的，能量吸收器包括連接相鄰箱形部分的相互連接部分。
7.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)箱形部分包括縱向延伸的上壁和下壁，也包括連接和穩(wěn)定上壁和下壁的端壁。
8.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括連接相鄰箱形部分和抵靠保險(xiǎn)杠的相互連接部分。
9.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于每個(gè)箱形部分包括基本平行的上壁和下壁，但是所述上壁和下壁不是平的，以便在沖擊時(shí)形成改進(jìn)的受控破壞。
10.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述箱形部分包括上部和下部箱形部分，在上部和下部箱形部分之間設(shè)有空間以改善塌陷。
11.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于一些箱形部分包括摩擦接合保險(xiǎn)杠并穩(wěn)定保險(xiǎn)杠上的能量吸收器的頂部凸緣。
12.如權(quán)利要求11所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述頂部凸緣向著保險(xiǎn)杠的頂部表面重疊并與其摩擦接合。
13.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于一些箱形部分包括摩擦接合保險(xiǎn)杠并穩(wěn)定保險(xiǎn)杠上的能量吸收器的底部凸緣。
14.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括壁，所有這些壁形成得沒(méi)有不通透表面，因而能量吸收器制造時(shí)無(wú)需具有用于形成不通透表面的二次移動(dòng)構(gòu)件的模具。
15.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述凸頭部分摩擦接合保險(xiǎn)杠內(nèi)的所述溝槽。
16.如權(quán)利要求15所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述凸頭部分包括用于摩擦接合保險(xiǎn)杠的瓜。
17.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括用于摩擦接合保險(xiǎn)杠的頂部和底部表面的頂部和底部凸緣。
18.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括相互連接部分，這些相互連接部分相互連接相鄰的箱形部分，并且提供能量吸收器的一些縱向撓性，從而使能量吸收器能夠撓曲以匹配保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的縱向彎曲形狀。
19.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述保險(xiǎn)杠包括一個(gè)杠端，所述能量吸收器包括一個(gè)端部，該端部帶有一個(gè)與所述杠端成銳角延伸的前表面。
20.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器的一個(gè)中央部分由第一材料制成，所述能量吸收器的端部由與第一材料不同的第二材料制成，第一材料經(jīng)過(guò)選擇以便對(duì)于角部沖擊強(qiáng)度來(lái)說(shuō)使能量吸收最佳化。
21.如權(quán)利要求1所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述凸頭部分未達(dá)到所述溝槽底部而終止，未延伸至所述溝槽底，這導(dǎo)致一個(gè)在凸頭部分在溝槽中觸底(bottom out)前的一個(gè)初始能量吸收行程。
22.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有在保險(xiǎn)杠處于車(chē)輛安裝位置時(shí)豎直延伸的前表面，所述保險(xiǎn)杠具有延伸至所述前表面的中壁，所述中壁構(gòu)成橫過(guò)所述前表面的中間區(qū)域的縱向延伸的溝槽；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括一個(gè)抵靠所述保險(xiǎn)杠的前表面的后表面，所述能量吸收器具有水平延伸的第一、第二、第三、和第四平行壁，第一平行壁處于頂部位置，第四平行壁處于底部位置，所述能量吸收器還包括連接第一和第二平行壁以形成頂部箱形部分的頂部前壁和頂部后壁，還包括連接第三和第四平行壁以形成底部箱形部分的底部前壁和底部后壁，所述能量吸收器還具有一個(gè)凸頭部分，所述凸頭部分從頂部和底部后壁向后伸入保險(xiǎn)杠，所述凸頭部分包括踢壁，所述踢壁在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)受到?jīng)_擊時(shí)側(cè)向壓在保險(xiǎn)杠的中壁上，使中壁，因而使保險(xiǎn)杠以更加受撞的方式塌陷。
23.如權(quán)利要求22所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述踢壁包括沿非平行的方向延伸的頂部和底部踢壁。
24.如權(quán)利要求22所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述踢壁不是平的。
25.如權(quán)利要求22所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述凸頭部分伸入所述溝槽大約為溝槽深度的30％至80％。
26.如權(quán)利要求25所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述凸頭部分伸入所述溝槽大約為溝槽深度的30％至80％。
27.如權(quán)利要求22所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括杠端部分，所述杠端部分具有與能量吸收器其余部分的前表面成銳角延伸的前表面。
28.如權(quán)利要求22所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括杠端部分，所述杠端部分由不同于能量吸收器其余材料的第一材料制成，第一材料更硬且經(jīng)過(guò)選擇，以便使保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的角部沖擊強(qiáng)度最佳化。
29.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)B形保險(xiǎn)杠，帶有一個(gè)表面和一個(gè)在該表面內(nèi)的縱向延伸的溝槽；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括接合所述表面的能量吸收部分，并包括至少一個(gè)連接于所述能量吸收部并伸入所述溝槽的凸頭部分。
30.如權(quán)利要求29所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述凸頭部分未達(dá)到所述溝槽的底部而終止，與溝槽底部限定一個(gè)空間。
31.如權(quán)利要求29所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述凸頭部分包括接合所述溝槽的匹配的壁的側(cè)壁，凸頭部分的所述側(cè)壁被構(gòu)制成在沖擊時(shí)踢動(dòng)溝槽的所述匹配的壁。
32.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠帶有一個(gè)表面和至少一個(gè)在所述表面上的開(kāi)口；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括接合所述表面的第一能量吸收部分，并包括與所述開(kāi)口對(duì)準(zhǔn)的第二能量吸收部分，第二能量吸收部分與開(kāi)口的底部間隔開(kāi)來(lái)，并構(gòu)制成在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)受到?jīng)_擊的初始階段中移至接觸開(kāi)口的底部，并進(jìn)一步構(gòu)制成在沖擊的隨后階段中吸收能量。
33.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)管狀保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠包括一個(gè)前表面和敞開(kāi)端部，以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器包括一個(gè)接合所述前表面的主要部分，并包括連接于所述主要部分的覆蓋端部的角部，所述覆蓋端部的角部包裹敞開(kāi)端部并覆蓋敞開(kāi)端部，每個(gè)所述角部包括限定一管狀部分的周壁，所述管狀部分在基本垂直于管狀保險(xiǎn)杠長(zhǎng)度的方向上延伸，并構(gòu)制成在對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的角部沖擊時(shí)最佳地吸收能量。
34.如權(quán)利要求33所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述角部包括設(shè)置在角部的管狀部分內(nèi)的加強(qiáng)肋，所述加強(qiáng)肋沿對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的角部沖擊的方向延伸。
35.如權(quán)利要求33所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于，所述周壁限定一個(gè)箱，并包括一個(gè)凸緣，該凸緣基本對(duì)準(zhǔn)并平行于前壁延伸，并且該凸緣從角部縱向延伸。
36.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)表面；以及一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，該能量吸收器具有多個(gè)間隔開(kāi)來(lái)的箱形部分和多個(gè)連接相鄰箱形部分的相互連接部分，每個(gè)所述箱形部分具有一個(gè)頂壁、一個(gè)底壁、一個(gè)右側(cè)壁、一個(gè)左側(cè)壁和一個(gè)前側(cè)壁，這些壁共同構(gòu)成朝后敞開(kāi)的箱，每個(gè)相互連接部分具有在右側(cè)壁和左側(cè)壁的相鄰側(cè)壁之間在水平平面上延伸的平行壁，并具有連接所述平行壁以形成向前敞開(kāi)的蜂窩結(jié)構(gòu)的一個(gè)后壁，選擇的側(cè)壁包括在其上的擠壓起始孔，所述擠壓起始孔被成形以弱化箱形部分，從而在車(chē)輛沖擊和碰撞過(guò)程中提供需要水平的能量吸收，以及沿能量吸收器的特定部分的力對(duì)撓曲特性。
37.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于頂壁和底壁中的一些是波狀或非平面的。
38.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述側(cè)壁中的一些呈C形。
39.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述前壁包括一個(gè)基本豎直延伸的主要部分，還包括相對(duì)于主要部分傾斜的部分。
40.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括向后延伸并接合保險(xiǎn)杠頂面的鉤。
41.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述能量吸收器包括向后延伸且接合保險(xiǎn)杠的所述表面的鉤。
42.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述保險(xiǎn)杠包括至少一個(gè)管狀部分，其中所述能量吸收器包括構(gòu)成角部的端部，所述端部覆蓋管狀部分的相對(duì)端部。
43.如權(quán)利要求42所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于包括連接于保險(xiǎn)杠的安裝托架，每個(gè)所述安裝托架包括一個(gè)凸緣，所述凸緣捕獲抵靠保險(xiǎn)杠相應(yīng)端部的相應(yīng)的所述形成角部的部分。
44.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于包括在間隔開(kāi)來(lái)的位置上連接于保險(xiǎn)杠的安裝托架，每個(gè)所述安裝托架包括局部覆蓋所述管部一端的J形部分。
45.如權(quán)利要求36所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于所述保險(xiǎn)杠呈B形，包括一對(duì)間隔開(kāi)來(lái)的管狀部分。
46.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面；以及一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，所述能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向的垂直中央平面，所述能量吸收器包括多個(gè)平行壁，所述平行壁限定水平平面，并在除去所述中央平面以外的整個(gè)能量吸收器長(zhǎng)度上縱向延伸，所述能量吸收器還包括斷續(xù)的前壁和后壁，所述前壁和后壁基本平行于所述表面，并使平行壁相互連接以形成敞開(kāi)的箱形部分，從而限定朝前開(kāi)口和朝后開(kāi)口的交錯(cuò)配置。
47.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面，并具有敞開(kāi)端部，所述敞開(kāi)端部靠近于且適于部分限定車(chē)輛的前角部；以及一個(gè)能量吸收器，所述能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向的垂直中央平面對(duì)稱(chēng)，并具有一個(gè)接合所述表面并覆蓋所述表面的中央部分，并具有覆蓋保險(xiǎn)杠敞開(kāi)端部的角部，所述角部部分地由形成敞開(kāi)的峰窩狀結(jié)構(gòu)的垂直延伸壁構(gòu)成，并且部分地由從所述垂直延伸壁向外延伸的彎月形凸緣形成。
48.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其特征在于一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面且具有敞開(kāi)端部；一對(duì)連接于保險(xiǎn)杠且適于將保險(xiǎn)杠安裝在車(chē)輛上的安裝托架，每個(gè)安裝托架包括一個(gè)向前延伸的部分，該部分延伸得至少部分地覆蓋有關(guān)的一個(gè)敞開(kāi)端部；以及一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，該能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向垂直中央平面對(duì)稱(chēng)，所述能量吸收器包括一對(duì)形成角部的端部，每個(gè)形成角部的端部具有一個(gè)箱形部分，所述箱形部分部分地位于敞開(kāi)端部之一和安裝托架的向前延伸的部分的相應(yīng)一個(gè)之間。
49.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有一個(gè)限定車(chē)輛向前方向的表面，并具有敞開(kāi)端部；一個(gè)接合所述表面的能量吸收器，該能量吸收器在車(chē)輛安裝位置上時(shí)關(guān)于一個(gè)橫向的垂直中央平面對(duì)稱(chēng)，所述能量吸收器包括一個(gè)中央部分和一對(duì)形成角部的部分，所述形成角部的部分連接于所述中央部分的外端，其間形成一個(gè)凹部區(qū)域；以及一對(duì)安裝托架，所述安裝托架連接于保險(xiǎn)杠且適于將保險(xiǎn)杠安裝在車(chē)輛上，每個(gè)安裝托架包括一個(gè)向外延伸的部分，該向外延伸的部分部分地伸入所述凹部區(qū)域，以便在角部沖擊過(guò)程中支承能量吸收器的相應(yīng)一個(gè)角部。
50.一種研制用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的方法，該方法包括以下步驟提供一個(gè)保險(xiǎn)杠組件，該組件包括一個(gè)適于連接于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠和一個(gè)連接于保險(xiǎn)杠的能量吸收器，該能量吸收器具有一個(gè)限定一個(gè)從前至后方向的表面，并具有一個(gè)中央部分和形成角部的端部，所述中央部分和端部具有多個(gè)箱形部分，所述箱形部分部分地由平面壁部限定，所述平面壁部平行于所述從前至后方向延伸；用一個(gè)物體沖擊所述保險(xiǎn)杠組件以模擬車(chē)輛碰撞，并收集沖擊數(shù)據(jù)；在沖擊步驟后，分析沖擊數(shù)據(jù)和對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)組件的損傷；以及通過(guò)在所述平面壁部上形成孔和不均勻的擠壓起始孔以降低特定箱形部分的強(qiáng)度。
51.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有頂、底、前和后壁，前壁限定一個(gè)前表面，該前表面在保險(xiǎn)杠在車(chē)輛安裝位置上時(shí)基本豎直地延伸，并包括在頂部和底部的前壁之間的孔；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器具有一個(gè)抵靠所述前表面的主體，并包括箱形凸頭部分，所述箱形凸頭部分穿過(guò)保險(xiǎn)杠前表面上的孔延伸至緊鄰后壁的位置，所述箱形凸頭部分構(gòu)制成在車(chē)輛沖擊過(guò)程中提供能量吸收的初始量，并且構(gòu)制成在車(chē)輛沖擊的隨后階段中隨保險(xiǎn)杠塌陷。
52.一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，它包括一個(gè)保險(xiǎn)杠，該保險(xiǎn)杠具有連續(xù)的管狀橫截面，帶有頂、底、前和后壁，前壁限定一個(gè)前表面，該前表面在車(chē)輛安裝位置上基本豎直地延伸，頂和底壁基本水平地延伸；以及一個(gè)能量吸收器，該能量吸收器具有一個(gè)抵靠所述前表面的主體，并包括頂部和底部凸緣，所述頂部和底部凸緣分別帶有接合頂和底壁的摩擦墊，所述頂部和底部凸緣相對(duì)較為剛性但有彈性，并且被定向以足夠的力偏壓所述摩擦墊，從而在組裝過(guò)程中在保險(xiǎn)杠上產(chǎn)生頂部和底部的相反的夾緊力，從而暫時(shí)地將能量吸收器保持在保險(xiǎn)杠上。
全文摘要
一種用于車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)(20)包括B形管狀保險(xiǎn)杠(21)，帶有頂部中壁(23)和底部中壁(24)，所述中壁在前表面(26)上限定一個(gè)溝槽(25)。一個(gè)聚合物的能量吸收器(22)具有多個(gè)抵靠保險(xiǎn)杠(21)的前表面(26)的箱形部分(27)，還包括向后延伸的凸頭部分(28)，所述凸頭部分伸入溝槽(25)。凸頭部分(28)包括控制塌陷的踢壁(30、31)，所述踢壁沿頂部和底部中壁(23和24)設(shè)置，并且連接于箱形部分(27)。在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)20受到物體沖擊時(shí)，踢壁(30、31)壓入頂部和底部中壁(23和24)，導(dǎo)致能量吸收器(22)和保險(xiǎn)杠(21)的管的一致的受控塌陷。
文檔編號(hào)B60R19/18GK101032943SQ20071009716
公開(kāi)日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2002年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月16日
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