專利名稱：用于車輛的變形元件的具有可調(diào)節(jié)的剛度的碰撞結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述類型的用于車輛的變形元件的具有可調(diào)節(jié)的剛度的碰撞結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由EP I 792 786 A2已知一種碰撞盒，其具有(帶有縱梁側(cè)的法蘭盤的)殼狀的變形型材并且構(gòu)造為金屬板制成的折疊結(jié)構(gòu)。所述變形型材由兩個殼部件組成，其中在每個殼部件上成形一個法蘭盤區(qū)段。所述殼部件由金屬板制成的坯板折疊、然后組裝并且借助于電阻焊點(diǎn)互相聯(lián)接。這形成了對碰撞過程沒有任何適配的常規(guī)的碰撞盒。但是這種適配例如由DE 197 45 656 Al已知。在此提出用于機(jī)動車的撞擊緩沖器,其中根據(jù)預(yù)碰撞信號(這是全方位傳感裝置的信號，如在雷達(dá)傳感裝置上)或者撞擊信號可以控制變形。提出，在變形元件上滑塊垂直于力方向運(yùn)動并且變形元件由此鎖緊，從而由于力作用所述變形元件 通過塑性變形由于所述鎖緊而消除碰撞能量。通過這種變形元件的平行布置或者通過嵌套構(gòu)造實(shí)現(xiàn)對碰撞過程的適配。作為另一個例子提出，通過變細(xì)使用變形元件用于消除碰撞能量。在此固定一個元件用于變細(xì)并且另一個元件可以通過滑塊釋放以減小變細(xì)。所述滑塊的運(yùn)動在此徑向地即垂直于力方向并且由此垂直于變形元件(一般來說是具有預(yù)先規(guī)定的壁厚的柱體)的縱向軸線進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
具有獨(dú)立權(quán)利要求的特征的、用于車輛的變形元件的具有可調(diào)節(jié)的剛度的、根據(jù)本發(fā)明的碰撞結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)，所述剛度現(xiàn)在可以無級地調(diào)節(jié)，其措施是兩個型材如此相對地運(yùn)動，即相對地達(dá)到兩個型材的確定剛度等級的位置。因?yàn)樗鲞\(yùn)動可以在非常小的距離內(nèi)進(jìn)行，因此能夠無級地調(diào)節(jié)剛度。這種無級地調(diào)節(jié)剛度的根據(jù)本發(fā)明的原理例如可用在所謂的變細(xì)上，在這種情況下變形元件通過碰撞結(jié)構(gòu)變細(xì)。變細(xì)的程度，也就是說變細(xì)進(jìn)行得多劇烈現(xiàn)在可以無級地實(shí)現(xiàn)。但是其他的碰撞能量的吸收技術(shù)例如擴(kuò)寬也可以由本發(fā)明加以利用。碰撞結(jié)構(gòu)的兩個型材的相對運(yùn)動實(shí)現(xiàn)了大量的構(gòu)造方案，其例如在從屬權(quán)利要求中規(guī)定。特別地由此實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)簡單的并且成本低廉的剛度調(diào)節(jié)方案。碰撞結(jié)構(gòu)是安裝在車輛前部上在車輛的縱梁和橫梁之間的車身元件。所述碰撞結(jié)構(gòu)設(shè)有可調(diào)節(jié)的剛度，從而能夠以匹配的剛度對相應(yīng)的碰撞作出反應(yīng)。這種碰撞結(jié)構(gòu)的功能是，保護(hù)縱梁防止碰撞變形達(dá)到確定的強(qiáng)度。由此可以隨后在碰撞之后針對所述碰撞結(jié)構(gòu)進(jìn)行車輛的修理。然而縱梁的變形則可能以完全損壞告終。這種碰撞結(jié)構(gòu)可以設(shè)置自己的傳感裝置和電子裝置，從而能夠進(jìn)行剛度的適配。對安裝在碰撞結(jié)構(gòu)上的傳感器的傳感器信號的分析也可以由在碰撞結(jié)構(gòu)之外的控制器執(zhí)行。例如為此可以采用安全氣囊控制器或者ESP控制器或者其他控制器。但也可能是，所述碰撞結(jié)構(gòu)具有自己的控制器。這種控制器也可以處于碰撞結(jié)構(gòu)之內(nèi)或者之外。在此作為傳感器一般可以米用加速度傳感器、空氣壓力傳感器、距離傳感器或者其他合適的傳感器。剛度因此是這種尺度，所述碰撞結(jié)構(gòu)以所述尺度的機(jī)械阻力對抗碰撞。這種阻力可以如上所述,例如通過變形元件的變細(xì)實(shí)現(xiàn)或者通過擴(kuò)寬或者剝離(Abschaelen)或者其他將碰撞能量轉(zhuǎn)換為變形能量的結(jié)構(gòu)。然而代替變形能量的也可能是其他作用，即例如節(jié)流作用。無級在此表示，可以調(diào)節(jié)到期望的剛度。這種剛度必須處于由結(jié)構(gòu)限定的、預(yù)先規(guī)定的范圍內(nèi)。也就是說會有最大剛度和最小剛度。為了在嚴(yán)重的碰撞時能夠一直以最大剛度作出反應(yīng)，所述碰撞結(jié)構(gòu)的基本調(diào)節(jié)處在最大剛度上。型材可以指不同的結(jié)構(gòu)，也如其在從屬權(quán)利要求中規(guī)定的那樣。所述型材可以例如形成管形的并且特別地在從屬權(quán)利要求中規(guī)定地由多個節(jié)段或者區(qū)段組成。但任何其他形狀也可以歸入型材的概念中。兩個型材相對的位置規(guī)定了剛度的等級。這就是說，每個 不同的位置與不同的剛度相聯(lián)系。由從屬權(quán)利要求可知，由此例如開口(所述變形元件被驅(qū)動通過所述開口以將所述變形元件變細(xì))可以按照調(diào)節(jié)而具有不同的特征特別是直徑。所 述碰撞結(jié)構(gòu)因此在所述范圍之內(nèi)任何直徑都是可能的。對于專業(yè)人員清楚的是，對于無級或者每個剛度也可以是指特定的網(wǎng)格，所述網(wǎng)格例如根據(jù)致動機(jī)構(gòu)預(yù)先規(guī)定。所述網(wǎng)格具有對于專業(yè)人員可歸入無級的概念中那么多個網(wǎng)格步距。剛度等級是指，碰撞結(jié)構(gòu)相對例如變形元件表現(xiàn)為多剛性。概念“確定”也可以指調(diào)節(jié)或者其他同義詞。通過在從屬權(quán)利要求中實(shí)施的措施和改進(jìn)能夠有利地改善在獨(dú)立權(quán)利要求中給出的碰撞結(jié)構(gòu)。有利的方式如上所述，所述變形元件通過開口變細(xì)，其中所述開口通過所述兩個型材并且特別是其相對位置限定。由此將碰撞能量轉(zhuǎn)換為變形能量并且更確切的說是通過變細(xì)。在此有利的方式是，兩個型材中的第一型材是具有至少一個氣隙的變細(xì)結(jié)構(gòu)，所述氣隙通過第二型材調(diào)節(jié)。在此例如有利的是，所述變細(xì)結(jié)構(gòu)具有外部結(jié)構(gòu)，所述外部結(jié)構(gòu)與所述第二型材共同作用調(diào)節(jié)所述氣隙。這就是說，如果用盡所述氣隙，則給出最大剛度，如果所述氣隙具有最大可能的大小，則為最小的剛度。但是所述氣隙并不是必須強(qiáng)制存在的。當(dāng)要變細(xì)的管已經(jīng)貼靠在第一型材(變細(xì)的型材)上并且所述變細(xì)已經(jīng)在進(jìn)行中，但是然后鎖緊環(huán)被移動，同時基體節(jié)段一起運(yùn)動，從而在鎖緊環(huán)和基體節(jié)段之間并且在基體節(jié)段和管之間存在持續(xù)的接觸。盡管如此，在此剛度發(fā)生改變。在此有利的是，所述第二型材構(gòu)造為環(huán)形，以布置在變細(xì)結(jié)構(gòu)上并且然后按照鎖緊環(huán)相對于變細(xì)結(jié)構(gòu)的位置限定相應(yīng)剛度。在此以有利的方式所述變細(xì)結(jié)構(gòu)可以由多個節(jié)段組成，其中所述多個節(jié)段通過至少一個彈簧特別是彎曲彈簧保持在一起。所述節(jié)段可以例如在最小的剛度時形成同心的開口并且在最大的剛度時形成具有彎曲的棱邊的正方形的開口。但也可以恰好反過來，從而在具有較小剛度的變細(xì)的情況下在特定情況下在管中形成縱向劃痕(Laengsriefe)。隨后額外地借助于刮擦過程(Schabvorgang)轉(zhuǎn)換能量。所述變細(xì)結(jié)構(gòu)在由多個節(jié)段構(gòu)造時可以具有預(yù)定斷裂部位，以按照變細(xì)結(jié)構(gòu)相對于第二型材的位置通過變形元件來斷裂并且由此限定所述開口。
外部結(jié)構(gòu)可以具有軌道或者至少一個斜面，所述軌道或者至少一個斜面與第二型材共同作用確定剛度。于是由此清楚的是，即使所述環(huán)一直具有相同的直徑并且由此不在所述變細(xì)結(jié)構(gòu)上施加力，但是隨后通過變形元件在驅(qū)動通過所述變細(xì)結(jié)構(gòu)時所述變細(xì)結(jié)構(gòu)相對作為第二型材的鎖緊環(huán)被彌合并且因此調(diào)節(jié)剛度。鎖緊環(huán)作為第二型材也可以由多個節(jié)段組成，所述節(jié)段在此稱為鎖緊元件并且對應(yīng)于變細(xì)結(jié)構(gòu)的各個節(jié)段。


本發(fā)明的實(shí)施例在附圖中示出并且在隨后的說明中詳細(xì)解釋。圖I示意性地示出了碰撞結(jié)構(gòu)在車輛中安裝在哪里。
圖2到4示出了在斜視圖中的具有鎖緊環(huán)的變細(xì)結(jié)構(gòu)以及兩個相互旋轉(zhuǎn)了為45°的角度的截面。圖5示出了在最大剛度時具有鎖緊環(huán)的變細(xì)結(jié)構(gòu)的俯視圖并且 圖6示出了在最小剛度時具有鎖緊環(huán)的變細(xì)結(jié)構(gòu)的俯視圖。
具體實(shí)施例方式圖I示意性地示出了在車輛FZ中的碰撞結(jié)構(gòu)CS安裝在哪里。碰撞結(jié)構(gòu)CS分別處于橫梁QT和相應(yīng)的縱梁LT之間。如上述說明，碰撞結(jié)構(gòu)CS現(xiàn)有的相關(guān)功能是，盡可能保護(hù)縱梁LT防止多種碰撞，以避免所述縱梁LT的變形并且因此避免車輛FZ的完全損壞。但是最重要的功能還是乘客保護(hù)，而另一個可選的功能是行人保護(hù)。根據(jù)本發(fā)明所述碰撞結(jié)構(gòu)具有無級可調(diào)節(jié)的剛度。圖2到4在a、b和c列中對于不同的剛度示出了作為變形的變細(xì)的特征，即具有鎖緊環(huán)的變細(xì)結(jié)構(gòu)的視圖，b示出了穿過具有鎖緊環(huán)的變細(xì)結(jié)構(gòu)的截面，并且c示出了相對于截面視圖b旋轉(zhuǎn)45°的截面視圖。根據(jù)本發(fā)明借助于相對于變細(xì)結(jié)構(gòu)或者基體板軸線平行地移動鎖緊環(huán)SR實(shí)現(xiàn)當(dāng)前所述無級可調(diào)的變細(xì)。圖2到4示出了具有四個基體節(jié)段MS和將所述基體節(jié)段MS保持在一起的八個彎曲彈簧BF的實(shí)施例。然而對此也可以代替八個這樣的彈簧而采用更少的或者特別僅一個彈簧。在此示出一種變型方案，其原則上也可以在處于發(fā)展中的碰撞期間進(jìn)行適配。圖2到4示出了鎖緊元件SR的三個不同的位置并且由此示出剛度的相應(yīng)的調(diào)節(jié)在圖2中剛性的、在圖3中中等的以及在圖4中最柔性的調(diào)節(jié)。然而任何其他位置也可以同樣實(shí)現(xiàn)。支撐基體節(jié)段MR在所示出的變型方案中如此實(shí)現(xiàn)，即在基體節(jié)段MS上設(shè)有支撐面AF，所述支撐面在平面中如此彎曲，即在鎖緊環(huán)的最強(qiáng)的調(diào)節(jié)下，如在圖2中最上面，所述鎖緊環(huán)SR貼靠在基體節(jié)段MS上。在鎖緊環(huán)SR的全部其他位置中，在碰撞的過程中在這些接觸位置首先形成線接觸，所述線接觸隨后可以通過部件的彈性的或者也可以是塑性的形狀變化變?yōu)槠矫娴?。有利的是所引起的彎曲，因?yàn)橛纱藴p少調(diào)整時間?？梢栽诟鱾€位置優(yōu)化軌道的角度，從而在碰撞時雖然摩擦力足夠大到將鎖緊環(huán)SR固定在期望的位置，但仍然將鎖緊環(huán)SR的調(diào)節(jié)行程保持得小。也可以將凸出的接觸面設(shè)在基體節(jié)段MS上，從而盡管可能出現(xiàn)點(diǎn)接觸但是不出現(xiàn)棱邊承載。如果鎖緊環(huán)和基體節(jié)段之間的摩擦力小并且/或者角度大，致動機(jī)構(gòu)或者其他機(jī)械機(jī)構(gòu)必須將鎖緊環(huán)保持在位置中。在圖2到4中描畫了將全部基體節(jié)段支撐在同一位置的鎖緊環(huán)。可設(shè)想的還有，對于每個基體節(jié)段單獨(dú)地使用一個鎖緊元件。在圖2到4中所述平面的接觸由FK、軌道由BK并且線接觸由LK標(biāo)出。圖5和6示出了具有鎖緊環(huán)SR和變形元件R的基體節(jié)段MS，在適配的碰撞結(jié)構(gòu)CS的最剛性的調(diào)節(jié)(圖5)和最柔性的調(diào)節(jié)(圖6)的情況下。所述基體節(jié)段主要以這樣的方式構(gòu)造成，即在適配的碰撞結(jié)構(gòu)的最柔性的調(diào)節(jié)時所述基體節(jié)段的內(nèi)直徑是同心的。在更剛性的調(diào)節(jié)時所述基體節(jié)段向內(nèi)移動直到其在最剛性的調(diào)節(jié)時相互貼靠。由此內(nèi)直徑形成一種具有彎曲量的正方形。管R在變細(xì)時使其管狀的橫截面形成介于管狀和四邊形管之間的中間形狀。不會出現(xiàn)棱邊切入。如果基體節(jié)段MS的內(nèi)直徑在適配的碰撞結(jié)構(gòu)的最剛性的調(diào)節(jié)時是同心的，那么所述基體節(jié)段的棱邊在最柔性的調(diào)節(jié)時會切入到管中。當(dāng)碰撞能量的由劃痕形成的部分可控地消除時，這未必是不利的。變細(xì)結(jié)構(gòu)也可以由具有預(yù)定斷裂部位的工件制造。然后可以完全省去彈簧?；w節(jié)段的數(shù)量也可沿兩個方向進(jìn)行匹配。圖2b到4b的截面在AA和EE處截取并且圖2c到 4c的截面在BB和FF處截取。
權(quán)利要求
1.用于車輛(FZ)的變形元件(R)的具有可調(diào)節(jié)的剛度的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述碰撞結(jié)構(gòu)具有可無級調(diào)節(jié)的剛度，其措施為兩個型材如此相對地運(yùn)動，即相對地達(dá)到兩個型材(SR、MS)的確定剛度等級的位置。
2.按權(quán)利要求I所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變形元件通過由所述兩個型材限定的開口變細(xì)，以將碰撞能量轉(zhuǎn)換為變形能量。
3.按權(quán)利要求2所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述兩個型材中的第一型材是具有至少一個氣隙的變細(xì)結(jié)構(gòu)，所述氣隙通過所述兩個型材中的第二型材(SR)調(diào)節(jié)。
4.按權(quán)利要求3所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變細(xì)結(jié)構(gòu)具有外部結(jié)構(gòu)，所述外部結(jié)構(gòu)與所述第二型材(SR)共同作用調(diào)節(jié)所述氣隙。
5.按權(quán)利要求3或4所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二型材構(gòu)造為環(huán)形的。
6.按權(quán)利要求3、4或5所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變細(xì)結(jié)構(gòu)由多個節(jié)段(MS)組成，所述多個節(jié)段通過至少一個彈簧(BF)保持在一起。
7.按權(quán)利要求6所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述節(jié)段(MS)在最小的剛度時形成同心的開口，并且在最大的剛度時形成具有彎曲的棱邊的正方形的開口。
8.按權(quán)利要求3、4或5所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述變細(xì)結(jié)構(gòu)由多個節(jié)段(MS)組成，所述多個節(jié)段具有預(yù)定斷裂部位，以按照變細(xì)結(jié)構(gòu)相對于第二型材的位置通過所述變形元件(R)來斷裂并且由此限定所述開口。
9.按權(quán)利要求4、5、6、7或8所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述外部結(jié)構(gòu)具有軌道(BK)或者至少一個斜面，所述軌道或者至少一個斜面與第二型材(SR)共同作用確定剛度。
10.按權(quán)利要求6、7、8或9所述的碰撞結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二型材(SR)具有與所述節(jié)段(MS)對應(yīng)的鎖緊元件。
全文摘要
本發(fā)明提出一種用于車輛的變形元件(IR)的具有可調(diào)節(jié)的剛度的碰撞結(jié)構(gòu)，其中所述碰撞結(jié)構(gòu)具有可無級調(diào)節(jié)的剛度，其措施為兩個型材如此相對地運(yùn)動，即相對地達(dá)到兩個型材(SR、MS)的確定剛度等級的位置。
文檔編號B60R19/34GK102971185SQ201180034893
公開日2013年3月13日 申請日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者T.菲里德里奇, B.戈伊特澤曼恩 申請人:羅伯特·博世有限公司