專利名稱：能量吸收系統(tǒng)的制作方法
能量吸收系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種用于安裝在車輛的減震器和橫梁之間的能量吸收系統(tǒng)。已知有各種不同的方案用來減小碰撞或碰撞能量，這些方案要么滿足防止撞到行人的要求，要么滿足在低速范圍內(nèi)減小車輛受損(擺動式?jīng)_擊(Pendelschlag)或低速受損性)的要求。由DE 195 02 307 Al已知一種用于汽車碰撞的能量吸收系統(tǒng)。據(jù)此，在減震器與縱梁之間安裝有能吸收能量的變形部件。該變形部件包括由腔壁限定的變形腔，該變形腔在車輛發(fā)生碰撞時可變形。該變形腔含有由鋁泡沫構(gòu)成的填充物作為能量吸收器。所含有的鋁泡沫在此作為填充材料處于硬化狀態(tài)下。此外已知一種用于汽車鋼板支撐部分的車身襯里部分(DE 196 44 075 Al)，其具 有結(jié)構(gòu)化的完全充滿泡沫的中空結(jié)構(gòu)。為此，把能起泡沫的物質(zhì)裝入到中空結(jié)構(gòu)中，并通過供應(yīng)能量特別是熱能、高頻能量或微波能量使其起泡沫。這種起泡沫過程根據(jù)在制造襯里部分時的碰撞情況來進(jìn)行，從而要么為行人要么為乘客產(chǎn)生最佳的保護(hù)條件。由DE 195 40 787 Al已知一種類似的裝置，據(jù)此，由鋼板構(gòu)成的型材部分比如縱梁、橫梁或碰撞阻尼器布滿能吸收能量的泡沫特別是PU泡沫。該構(gòu)件在此同樣從一開始就被設(shè)計用于完全指定的碰撞情況。由DE 199 24 617 Al已知一種在汽車上的能量吸收系統(tǒng)，其能適應(yīng)于各種不同的碰撞狀況或碰撞場合。本發(fā)明的目的在于，提出一種能量吸收系統(tǒng)或碰撞阻尼器，其在碰撞時能馬上既滿足保護(hù)行人的要求，又滿足低速碰撞的要求。本發(fā)明的目的還在于，提出一種在汽車車身上的能量吸收系統(tǒng)，其附設(shè)構(gòu)件安裝在車輛上，其硬度可通過相應(yīng)的造型可變化地調(diào)節(jié)，根據(jù)碰撞情況通過力轉(zhuǎn)移來調(diào)節(jié)硬度。本發(fā)明說明一種用于符合行人保護(hù)與低速碰撞(擺動式?jīng)_擊ECE和USA)法律的獨(dú)立于控制的能量吸收系統(tǒng)(碰撞阻尼器)。能量吸收系統(tǒng)由前面的面向減震器的用作軟質(zhì)組件的軟質(zhì)部分和后面的面向橫梁的用作硬質(zhì)組件的硬質(zhì)部分構(gòu)成，軟質(zhì)部分和硬質(zhì)部分均沿著車輛的整個寬度延伸，兩個部分相互嚙合，由此提供了一種能量吸收系統(tǒng)或碰撞阻尼器，其在碰撞時既滿足保護(hù)行人的法律要求，又滿足低速碰撞的法律要求，即滿足擺動式?jīng)_擊ECE和USA的法律要求。在這里，軟質(zhì)部分負(fù)責(zé)保護(hù)行人，而硬質(zhì)部分負(fù)責(zé)低速碰撞。通過嚙合使得兩個構(gòu)件相互配合作用，由此相互補(bǔ)充。本發(fā)明的能量吸收系統(tǒng)為兩元結(jié)構(gòu)，它由后面的構(gòu)件即作為用于吸收大量能量的硬質(zhì)組件的硬質(zhì)部分和前面的構(gòu)件即作為用于在撞到行人情況下吸收能量的軟質(zhì)組件的軟質(zhì)部分構(gòu)成。能量吸收部件獨(dú)立于控制和傳感器進(jìn)行工作。因而能量吸收部件并不會對處理、制造或成本形成挑戰(zhàn)。優(yōu)選軟質(zhì)部分由泡沫優(yōu)選EPP泡沫構(gòu)成，而硬質(zhì)部分由熱塑性塑料構(gòu)成。能量吸收系統(tǒng)的軟質(zhì)部分可通過泡沫發(fā)生逆變?？勺兊挠捕瓤梢酝ㄟ^兩個構(gòu)件相互間的造型來調(diào)節(jié)。
按照一種優(yōu)選的實(shí)施方式，硬質(zhì)部分由承載部分構(gòu)成，在該承載部分的面向軟質(zhì)部分的一側(cè)設(shè)置有多個獨(dú)立的以間距b彼此隔開的區(qū)段，這些區(qū)段從承載部分突伸出來，每個區(qū)段都豎直地沿著能量吸收系統(tǒng)的整個高度延伸。這些區(qū)段用作硬質(zhì)組件，并應(yīng)使得所產(chǎn)生的力發(fā)生轉(zhuǎn)移或者分散到承載部分的較大區(qū)域上。按照一種優(yōu)選的實(shí)施方式，這些區(qū)段的橫截面為三角形，其中第一橫邊設(shè)置在承載部分上和/或與該橫邊在部分面內(nèi)一致，有兩個分散邊從該橫邊朝向軟質(zhì)部分延伸。橫截面為三角形的這些區(qū)段因而由橫邊和分散邊構(gòu)成。概念“分散邊”系指，這些分散邊應(yīng)對所產(chǎn)生的力進(jìn)行分散。概念“橫邊”系指，它平行于橫梁延伸。所有三個邊最好都一樣長，并形成等邊三角形的內(nèi)部中空的橫截面。腿型沖擊器(Bemimpactor)由此可以在分散邊上滑動，直到它接觸兩個相鄰區(qū)段的分散邊。于是它在整個深度上穿透到能量吸收系統(tǒng)中。為了實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)，可以在這些區(qū)段的內(nèi)部設(shè)置增強(qiáng)肋。
優(yōu)選分散邊與橫邊夾成60°角地布置。該角度既保證順利地吸收能量，又保證順暢的滑動。根據(jù)一種實(shí)施方式,這些區(qū)段的深度a處于40_70mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于50_60mm的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選為57mm。深度決定了滑動區(qū)的長度，并與這些區(qū)段的水平間距b—起限定了用于容納腿型沖擊器的空間，或者在保護(hù)行人時限定了腿型沖擊器的插入深度。優(yōu)選這些區(qū)段以30_35mm的間距b設(shè)置在承載部分上。由此為穿透的腿型沖擊器提供足夠的空間。優(yōu)選軟質(zhì)部分由面向減震器的基板構(gòu)成，阻尼部件11從該基板朝向硬質(zhì)部分延伸。這些阻尼部件插入到區(qū)段之間的空間中。為了改善穩(wěn)固性，基板與阻尼部件一體地構(gòu)造，并在一道工步中經(jīng)過泡沫化處理。優(yōu)選這些阻尼部件充滿兩個區(qū)段之間的空間，從而區(qū)段之間的整個空間都用于阻尼。優(yōu)選軟質(zhì)部分和硬質(zhì)部分在橫截面中觀察為單面扁平的構(gòu)件，且?guī)в熊涃|(zhì)部分的朝向減震器的面和硬質(zhì)部分的朝向橫梁的面。由此可以在無改裝的情況下把能量吸收系統(tǒng)設(shè)置在車輛的減震器與橫梁之間。這兩個面的間距，進(jìn)而能量吸收系統(tǒng)的水平深度，優(yōu)選處處相等，優(yōu)選處于70和90mm之間，按照一種優(yōu)選的實(shí)施方式為80mm。能量吸收系統(tǒng)的軟質(zhì)部分可通過泡沫發(fā)生逆變?？勺兊挠捕韧ㄟ^兩個構(gòu)件相互間的造型來給定。這種兩元式的能量吸收系統(tǒng)的體積相比于通常的系統(tǒng)并未改變，也就是說，它無需額外的安裝空間。該能量吸收系統(tǒng)的特征在于，該系統(tǒng)同等地符合有關(guān)行人碰撞的法律規(guī)定以及有關(guān)根據(jù)ECE和USA的擺動式?jīng)_擊的法律規(guī)定，且無需用于區(qū)分碰撞情況的其它傳感機(jī)構(gòu)。僅通過構(gòu)件造型來實(shí)現(xiàn)功能。通過前面的構(gòu)件即軟質(zhì)部分來實(shí)現(xiàn)用于行人保護(hù)的所需要的穿透深度(Eindringtiefe)。在兩個構(gòu)件即軟質(zhì)部分與硬質(zhì)部分的配合作用下來保證在擺動式?jīng)_擊時所需要的能量吸收或強(qiáng)度。兩元式的能量吸收系統(tǒng)可以作為附設(shè)部分通過簡單的安裝過程(例如通過懸掛、卡夾、粘接)安裝在車輛上。兩個構(gòu)件的相互造型經(jīng)過設(shè)計，使得所產(chǎn)生的力被轉(zhuǎn)移?？梢酝ㄟ^卡夾或者利用膠帶粘接對兩個部分進(jìn)行形狀配合連接。與腿型沖擊器一致地對能滿足擺動式?jīng)_擊的能量吸收的碰撞區(qū)域進(jìn)行布置設(shè)計。在試驗(yàn)區(qū)域的每個位置，腿型沖擊器都能在整個深度上穿透到軟質(zhì)組件(軟質(zhì)部分)中，以便滿足行人保護(hù)的要求。對于擺動式?jīng)_擊來說，能量吸收器的相關(guān)面積明顯較大。在此，在泡沫部件的配合作用下，由硬質(zhì)組件構(gòu)成的硬質(zhì)部分主要承擔(dān)了該任務(wù)。硬質(zhì)部分的硬度取決于車輛重量，且可以通過FEM計算，在注塑過程中和/或在利用肋條進(jìn)行增強(qiáng)的過程中,通過添加礦物質(zhì)和玻璃纖維來滿足相應(yīng)的碰撞要求。對于車速較低的車輛來說，有可能可以省去上部部分，即軟質(zhì)部分。該系統(tǒng)無需傳感機(jī)構(gòu)和電子控制機(jī)構(gòu)就能滿足這些功能。該能量吸收系統(tǒng)獨(dú)立于車輛，且可以在任何車輛中實(shí)施?！?br> 所需要的安裝空間在X方向上優(yōu)選在80mm和IOOmm之間確定。這符合當(dāng)今的狀況。由于硬質(zhì)組件的區(qū)段以相應(yīng)設(shè)計的角度進(jìn)行布置，確保了腿型沖擊器在任何位置都能以為此規(guī)定的全額深度穿透。當(dāng)腿(Bein)碰到硬質(zhì)組件時，所出現(xiàn)的力被分散。腿始終都適當(dāng)轉(zhuǎn)向，從而能利用全額穿透深度。在碰到較大的障礙物比如擺動件(Pendel)時，能量沿著多個區(qū)段分散。在這種情況下，泡沫起到阻礙變形的作用，并增加能量吸收。下面借助附圖
進(jìn)一步介紹本發(fā)明。其中圖I為在與腿型沖擊器碰撞之前位于汽車橫梁前面的本發(fā)明的能量吸收系統(tǒng)的首丨J視圖;圖2為在與擺動件碰撞之前位于汽車橫梁前面的本發(fā)明的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖；圖3為橫梁處的能量吸收系統(tǒng)的視圖；圖4為圖3的主題的分解圖；圖5為橫梁與減震器之間的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖；圖6為按圖5的線A-A剖切的剖視圖；圖7為橫梁與減震器之間的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖，其中示意性地示出了腿型沖擊器的穿透深度；和圖8為在與擺動式?jīng)_擊的試驗(yàn)區(qū)域碰撞之前位于汽車橫梁前面的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖。圖I所示為在與腿型沖擊器12碰撞之前位于汽車的橫梁2前面的本發(fā)明的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖。該能量吸收系統(tǒng)設(shè)置在車輛的減震器I與橫梁2之間，且由前面的面向減震器I的軟質(zhì)部分3和后面的面向橫梁的硬質(zhì)部分4構(gòu)成。兩個構(gòu)件3、4沿著車輛的整個寬度延伸。與減震器I鄰接的軟質(zhì)部分3經(jīng)過適當(dāng)構(gòu)造，使得它形成軟質(zhì)組件，而與橫梁2鄰接的硬質(zhì)部分4則被構(gòu)造成硬質(zhì)組件。軟質(zhì)部分3由EPP泡沫構(gòu)成，硬質(zhì)部分4由熱塑性塑料構(gòu)成。兩個構(gòu)件3、4相互嚙合。用附圖標(biāo)記12來表示腿型沖擊器12。圖2所示為在與擺動件13碰撞之前位于汽車的橫梁2前面的根據(jù)圖I的本發(fā)明的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖。該能量吸收系統(tǒng)設(shè)置在車輛的減震器I與橫梁2之間，且由前面的面向減震器I的軟質(zhì)部分3和后面的面向橫梁的硬質(zhì)部分4構(gòu)成。
圖3所示為在車輛的減震器I與橫梁2之間的能量吸收系統(tǒng)的視圖，圖4所示為根據(jù)圖3的能量吸收系統(tǒng)的分解圖?？汕宄乜吹?，軟質(zhì)部分3與硬質(zhì)部分4嚙合。圖5所示為在橫梁2與減震器I之間的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖。硬質(zhì)部分4是用作硬質(zhì)組件的構(gòu)件，它由承載部分5構(gòu)成，在該承載部分的面向軟質(zhì)部分3的一側(cè)設(shè)置有多個獨(dú)立的從承載部分5突伸出來的區(qū)段6。這些區(qū)段6的橫剖視圖為三角形，其中橫邊7設(shè)置在承載部分5上,或者在該實(shí)施方式中與該承載部分一致。有兩個分散邊8、9從該橫邊7朝向軟質(zhì)部分3伸展。所有這三個邊7、8、9都一樣長，從而形成等邊三角形的橫截面。區(qū)段6內(nèi)部中空。區(qū)段6在內(nèi)部還可以具有增強(qiáng)肋。兩個分散邊8、9與橫邊7夾成60°角地布置。在該實(shí)施方式中，這些區(qū)段6的深度a為57mm。這些區(qū)段6以30_35mm的間距b設(shè)置在承載部分5上。前面的構(gòu)件即軟質(zhì)部分3是軟質(zhì)組件，它與后面的構(gòu)件即硬質(zhì)部分4嚙合。軟質(zhì)部分3由基板10構(gòu)成。阻尼部件11從該基板10朝向硬質(zhì)部分4延伸?；?0與阻尼部件11 一體地構(gòu)造，且在一道工步中經(jīng)過泡沫處理。阻尼部件11完全充滿兩個區(qū)段6之間的空間。在橫截面上觀察，軟質(zhì)部分3和硬質(zhì)部分4形成扁平的構(gòu)件3、4，且?guī)в熊涃|(zhì)部分·3的朝向減震器I的面和硬質(zhì)部分4的朝向橫梁2的面。這兩個面之間的間距處處相等且為 80mm。對于工作方式重要的是，在腿型沖擊器12撞到能量吸收系統(tǒng)上時，腿型沖擊器12將阻尼部件11壓緊。如果腿型沖擊器12撞到兩個邊8、9上，它就會朝向承載部分5轉(zhuǎn)向，由此也得到緩沖。圖中所示的尺寸表示能量吸收系統(tǒng)的一種優(yōu)選的實(shí)施方式。圖6所示為按圖5的線A-A剖切的剖視圖。相同的附圖標(biāo)記同樣表示相同的對象。圖7為橫梁2與減震器I之間的根據(jù)圖5的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖，其中示意性地示出了腿型沖擊器12的穿透深度。腿型沖擊器12在分散邊8、9上滑動，且位于這些分散邊之間，并在終點(diǎn)位置接觸兩個分散邊8、9。該圖僅示意性地示出穿透的腿型沖擊器12。未示出的是，腿型沖擊器12已將阻尼部件11壓緊。圖8為在與擺動式?jīng)_擊的試驗(yàn)區(qū)域碰撞之前位于汽車橫梁前面的能量吸收系統(tǒng)的剖視圖。
權(quán)利要求
1.一種用于安裝在車輛的減震器(I)和橫梁(2)之間的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，能量吸收系統(tǒng)由前面的面向減震器(I)的用作軟質(zhì)組件的軟質(zhì)部分(3)和后面的面向橫梁(2)的用作硬質(zhì)組件的硬質(zhì)部分(4)構(gòu)成，軟質(zhì)部分(3)和硬質(zhì)部分(4)均沿著車輛的整個寬度延伸，兩個部分(3、4)相互嚙合。
2.如權(quán)利要求I所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，軟質(zhì)部分(3)由泡沫優(yōu)選EPP泡沫構(gòu)成，而硬質(zhì)部分(4)由熱塑性塑料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求I或2所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，硬質(zhì)部分(4)由承載部分(5)構(gòu)成，在該承載部分的面向軟質(zhì)部分(3)的一側(cè)設(shè)置有多個獨(dú)立的以間距(b)彼此隔開的區(qū)段￠)，所述區(qū)段從承載部分(5)突伸出來，每個區(qū)段(6)都豎直地沿著能量吸收系統(tǒng)的整個高度延伸。
4.如權(quán)利要求I或2所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，所述區(qū)段(6)的橫截面為三角形，其中第一橫邊(X)設(shè)置在承載部分(5)上和/或與該橫邊在部分面內(nèi)一致，有兩個分散邊(8、9)從該橫邊(7)朝向軟質(zhì)部分(3)延伸。
5.如權(quán)利要求4所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，所有三個邊(7、8、9)都一樣長，并形成等邊三角形的內(nèi)部中空的橫截面。
6.如權(quán)利要求4至5中任一項(xiàng)所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，在所述區(qū)段(6)的內(nèi)部設(shè)置有增強(qiáng)肋。
7.如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，分散邊(8、9)與橫邊(7)夾成60。角地布置。
8.如權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，所述區(qū)段(6)的深度(a)處于40-70mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選處于50_60mm之間的范圍內(nèi)，特別優(yōu)選為57mm。
9.如權(quán)利要求3至8中任一項(xiàng)所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，所述區(qū)段(6)以30-35mm的間距(b)設(shè)置在承載部分(5)上。
10.如權(quán)利要求3至9中任一項(xiàng)所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，軟質(zhì)部分(3)由面向減震器的基板(10)構(gòu)成，阻尼部件(11)從該基板(10)朝向硬質(zhì)部分(4)延伸，并插入到區(qū)段(6)之間的空間中。
11.如權(quán)利要求10所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，基板(10)與阻尼部件(11)一體地構(gòu)造，并在一道工步中經(jīng)過泡沫化處理。
12.如權(quán)利要求10或11所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，所述阻尼部件(11)充滿兩個區(qū)段(6)之間的空間。
13.如權(quán)利要求I至12中任一項(xiàng)所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，軟質(zhì)部分(3)和硬質(zhì)部分(4)在橫截面中觀察為單面扁平的構(gòu)件，且?guī)в熊涃|(zhì)部分(3)的朝向減震器(I)的面和硬質(zhì)部分(4)的朝向橫梁(2)的面。
14.如權(quán)利要求13所述的能量吸收系統(tǒng)，其特征在于，這兩個面的間距，進(jìn)而能量吸收系統(tǒng)的水平深度(T)，優(yōu)選處處相等，且處于70和90mm之間，優(yōu)選為80mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安裝在車輛的減震器(1)和橫梁(2)之間的能量吸收系統(tǒng)。為了既滿足保護(hù)行人的要求，又滿足低速碰撞的要求，提出能量吸收系統(tǒng)由前面的面向減震器(1)的用作軟質(zhì)組件的軟質(zhì)部分(3)和后面的面向橫梁(2)的用作硬質(zhì)組件的硬質(zhì)部分(4)構(gòu)成，軟質(zhì)部分(3)和硬質(zhì)部分(4)均沿著車輛的整個寬度延伸，兩個部分(3、4)相互嚙合。
文檔編號B60R19/22GK102917919SQ201180007915
公開日2013年2月6日 申請日期2011年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月1日
發(fā)明者M·古肯伯格, N·桑納, R·科恩斯伯格, A·岡德, F·赫斯塞 申請人:佛吉亞汽車外飾有限責(zé)任公司