CN101022977A - 包括具有垂向传递挤压凸部的能量吸收器的防撞总成 - Google Patents

Abstract

一种汽车防撞系统(20)，在一个示范性的实施例中，包括梁(24)和与梁连接的能量吸收器(2)。梁(24)具有上表面(80)和下表面(82)，梁布置为与车辆连接。能量吸收器(22)包括基体(40)，该基体具有第一侧(42)和相对的第二侧(44)。多个挤压凸部(50)从第一侧伸出，多个可垂向传递的挤压凸部(70)从第二侧伸出。第二侧与梁相对，每一个可垂向传递的挤压凸部连接梁的上表面(82)或下表面(88)。

Description

包括具有垂向传递挤压凸部的能量吸收器的防撞总成

背景技术

本发明基本涉及一种车辆防撞器，特别是具有能量吸收的车辆防撞系统。

一种公知的标准的防撞系统常被设计成符合美国联邦机动车辆安全标准(FMVSS)。例如，一些能量吸收防撞系统在不超过车辆的轨道负载限制的前提下，试图通过管理碰撞能量减轻低速冲撞所产生的车辆的损坏。另外，一些防撞系统试图减少碰撞给行人板来的伤害。

防撞系统一般包括一个梁，梁在车前部和车后部顺着宽度方向延伸，梁被安装在纵向围栏上。梁一般是钢的，钢梁非常坚硬，可以提供结构的强度和刚度。为了改善缓冲系统的能量吸收效果，有些缓冲系统也包括冲击吸收器。

能量吸收防撞系统或总成的效果由一定距离内被吸收的能量或者一定负载下被吸收的能量来决定。高效的防撞系统较之低效的防撞系统在更短的距离内吸收更多的能量。通过迅速设立刚好低于围杆负载限制的负载并保持该固定负载直至碰撞能量被消耗掉可以获得高效的能量吸收。

为了更有效地改善能量的吸收，有时冲击吸收器被安装在钢防撞梁和车辆围杆之间。冲击吸收器意在吸收碰撞产生的至少部分能量。在防撞总成中增加冲击吸收器与仅装钢梁相比，成本和复杂性都会增加。冲击吸收器也使防撞总成重量增加。由于这种重量的增加会降低车辆整体的燃油效率，因此，是不希望的。

其它公知的能量吸收防撞系统包括泡沫式能量吸收器。泡沫为基础的能量吸收器一般在碰撞时负载能力较低会产生一个较大的偏移。进一步，泡沫可以承担60％至70％的压缩，超过这个数值，泡沫就不能再压缩了，这样碰撞能量就不能被完全吸收。余留的碰撞能量通过梁和/或车辆的结构变形被吸收。

发明内容

一方面，提供一种用于汽车的防撞系统。防撞系统包括梁和连接到梁上的能量吸收器。梁具有上表面和下表面，梁配置成与车辆连接。能量吸收器包括：具有第一侧和相对的第二侧的基体，多个挤压凸部从第一侧伸出，多个垂向传递挤压凸部从第二侧伸出；第二侧与梁相对，每一个所述的垂向传递的挤压凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。

另一方面，提供一种车辆防撞总成。该防撞总成包括具有上表面和下表面的梁，连接到梁上的能量吸收器；连接到能量吸收器上基本包围梁和能量吸收器的板。梁配置成与车辆连接，能量吸收器包括具有第一侧和相对第二侧的基体，第二侧与梁相对，多个挤压凸部从第一侧伸出，多个垂向传递的挤压凸部从第二侧伸出。每一个所述垂向传递的挤压凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。

另一方面，提供一种用于车辆防撞系统的能量吸收器，包括具有上表面和下表面的防撞梁。能量吸收器还包括：具有第一侧和相对的第二侧的基体，多个挤压凸部从第一侧伸出，多个垂向传递的挤压凸部从第二侧伸出；第二侧与梁相对，每一个所述的垂向传递的挤压凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。

附图说明

附图1是本发明一个实施例的防撞总成的分解透视图。

附图2是图1所示的防撞总成的后视图。

附图3是图1所示的防撞总成的剖视图。

附图4是本发明另一个实施例防撞总成的剖视图。

具体实施方式

一种防撞系统，包括一个能量吸收器，下文将详细描述该能量吸收器，其被设计为能够提供高偏置和低偏置的碰撞保护。在一个示范实施例中，一个非泡沫型的能量吸收器连接到梁上。梁是例如，钢，铝或玻璃纤维毡增强热塑材料(GMT)制造的。在示范的实施例中，能量吸收器是由XENOY牌材料制成的，可以调节以满足所需的能量吸收器的标准，例如行人或低速碰撞。特别是，在低速的FMVSS，CMVSS，和ECE42碰撞期间，能量吸收器改变了施加到梁上表面和下表面的水平碰撞的方向。防撞系统通过使用模铸的能量吸收器提供了高或低的碰撞性能，将侧向力传递到梁上表面和/或下表面。在特定类型的碰撞中，碰撞力通过能量吸收器和梁的变形仅保持在低于一个预定值的水平，直到碰撞动能被吸收。碰撞结束后，能量吸收器基本恢复到其初始形状并保持足够的完整以承受随后的冲击。

尽管下文描述的防撞系统是参照特定的材料的(例如XENOY牌材料(从马塞诸州，匹兹菲尔德，通用电气公司商业上可获得)，用于能量吸收器)，该系统并不限于这种材料，其它材料也可使用。例如，梁不必为钢、铝或GMT压铸梁，也可使用其它材料或制造技术。一般来说，能量吸收器由能够高效吸收能量的材料制成，选择梁的材料和制造技术可以得到刚性的梁。

防撞系统设计成有助于改善更高或较低的碰撞性能。对于好/差的乘坐条件，改善后的管理使得防撞梁具有较小的尺寸和体积以便与防撞系统一体化。防撞系统沿着高于或低于梁前部提供能量吸收器的有效利用。能量吸收器包括在防撞梁上方和/或下方的能量吸收器的大致反作用平面后面延伸的挤压凸部。与梁上表面和/或下表面配合的后向挤压凸部提供一个向前的水平力，吸收碰撞能量。这种配置允许设计成较高的防撞器带有较低高度的梁，因此，减少了体积。

参照附图，图1是根据本发明一个示范实施例的防撞总成20的透视图。图2是防撞总成20的后视图，图3是防撞总成的剖面图。参照图1-3的防撞总成20包括能量吸收器22和梁24。能量吸收器22置于梁24和板26之间，装配后，形成车辆的防撞总成20。正如在现有技术中，梁24被连接到顺着车辆长度方向延伸的围杆(未示出)上。

板26一般是由易成形的热塑材料制成，采用传统的车辆的油漆和/或涂覆技术。一般来说，板26包围住能量吸收器22和加强梁24，这样一旦安装到车辆上，就没有一个部件露在外面了。

梁24，在示范性的实施例中，由铝挤压制成。在另一个实施例中，由卷压的钢或压模的玻璃纤维毡增强热塑材料(GMT)制成。梁24可以是多种几何形状中的一个，包括被配置成矩形截面，B型截面，D形截面，I形截面，或者为C或W剖面。梁24选择的形状提供需要的断面系数取决于采用的梁的特定需求。

能量吸收器22包括基体40，该基体具有第一侧壁42和第二侧壁44。第一侧壁42远离梁24向外，第二侧壁44朝向梁24。多个挤压凸部50从能量吸收器基体40的第一侧42伸出。凸部50彼此间隔开，每个凸部50包括第一横向壁52，第二横向壁54，第一侧壁56，第二侧壁58，外壁60。横向壁52和54，侧表面56和58，以及外壁60在挤压凸部50中限定出一个空腔62，每一个挤压凸部50也包括在横向壁52和54，侧壁56和58，外壁60中至少一个上的开口64。每个凸部50被调整至具有预定的刚度。通过改变尺寸、形状以及开口64在横向壁52和54、侧壁56和58、外壁60中的位置，凸部50得到调整。

在一个示范性的实施例中，横向壁52和54，侧壁56和58的厚度线性地从最前部66变化到最后部68。在一个实施例中，壁的厚度从约1毫米(mm)变化至约7毫米(mm)，在另一个实施例中，从约1.5mm变至约5mm，并还在另一个实施例中，从约2.5mm变至约3.5mm。在进一步的实施例中，壁的厚度从最前端66到最后端68是不变的，并且在约1mm至约7mm之间。在另一个实施例中，壁的厚度是步进的，特别是，最前端66的壁厚是不变的，最后端68的壁厚是不变的，且最后端68比最前端66要厚一些。

多个垂向传递挤压凸部70从能量吸收器基体40的第二侧壁44伸出。每一个垂向传递挤压凸部70包括第一横向壁72，第二横向壁74，第一侧壁76，第二侧壁78。横向壁72和74，以及侧壁76和78在垂向传递挤压凸部70中限定一个空腔。每一个垂向传递挤压凸部70从能量吸收器基体的第二侧壁44伸出，与梁24的上表面80或下表面82连接。特别是，垂向传递挤压凸部70的第二横向壁74连接梁24的上表面80或下表面82从而在碰撞发生时把侧向力传递到梁24的上表面80或下表面82。在低速碰撞FMVSS，CMVSS，ECE42期间，垂向传递挤压凸部70将水平碰撞力重新定向到梁24的上表面80或下表面82上。在示范性的实施例中，第一横向壁72是弯曲的，与第二横向壁74相交。在替代的实施例中，第一横向壁和第二横向壁也可以采用其它方式配置。

能量吸收器22还包括从能量吸收器基体40的第二侧壁伸出的第一凸缘86和第二凸缘88。第一凸缘86和第二凸缘88与梁24重叠，并将能量吸收器22连接到梁24上。在示范性实施例中，每一个垂向传递挤压凸部70的第二横向壁74与第一凸缘86或第二凸缘88一体形成。

形成能量吸收器22的材料特性包括韧性/延展性、热稳定性、高吸收能力、良好的模数-延伸比率、再生性。同时能量吸收器可以被分段模制，也可以由强塑性材料一体构造。一种用于吸收器的示例性材料为如上所述的XENOY材料。当然，也可使用其它工程热塑树脂材料。典型的工程热塑树脂包括，但并不限于丙烯酸-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯酸-(乙烯-聚丙烯修正二胺化合物)-苯乙烯(AES)、次苯基醚树脂、聚乙烯醚/聚酰胺混合物(通用电气公司的NORYL GTX牌的)、聚碳酸酯/PET/PBT混合物、聚对苯二甲酸丁二酯和碰撞改性剂(通用电气公司的XENOY牌树脂)、聚酰胺、次苯基硫醚树脂、聚氯乙烯PVC、高强度聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯(l/hdpe)、聚丙烯(pp)和热塑烯烃(tpo)。

如图3所示，能量吸收器22的高度A低于梁24的高度B，图4表明另一个实施例，其中能量吸收器90的高度C低于梁92的高度D。而且，图3所示梁24的高度B小于梁92的高度D。在能量吸收器22中的垂向传递挤压凸部70允许防撞总成设计成图3和图4所示的低轮廓梁，在碰撞保护时提供高偏置和低偏置。

本发明已经根据各种特定的实施例被描述，本领域的技术人员应当理解，在权利要求的范围和精神内改动的情况下，本发明可以被实施。

Claims (26)

1.一种用于车辆的防撞系统，所述防撞系统包括：具有上表面和下表面的梁，所述梁配置成与车辆连接；能量吸收器，与所述梁连接，所述能量吸收器包括：具有第一侧和相对第二侧的基体，所述的第二侧与梁相对；多个挤压凸部从第一侧伸出；多个垂向传递的挤压凸部从第二侧伸出；每一个所述垂向传递挤压凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。

2.根据权利要求1所述的防撞系统，其中每一个所述垂向传递挤压凸部包括多个侧壁，所述多个侧壁限定出中空的垂向传递挤压凸部。

3.根据权利要求2所述的防撞系统，其中每一个所述垂向传递挤压凸部从所述能量吸收器的所述基体延伸到所述梁的所述上表面或所述下表面，在撞击发生时，将侧向力传递至所述梁的所述上表面或所述下表面。

4.根据权利要求1所述的防撞系统，其中所述能量吸收器具有的垂向尺寸比所述梁的垂向尺寸更大。

5.根据权利要求1所述的防撞系统，  其中每一个所述挤压凸部包括第一横向壁，第二横向壁，第一侧壁，第二侧壁，外壁；所述第一横向壁，第二横向壁，第一侧壁，第二侧壁及所述外壁限定中空的挤压凸部。

6.根据权利要求5所述的防撞系统，其中所述第一横向壁和所述第二横向壁，所述第一侧壁，所述第二侧壁，及所述外壁中的至少一个包括至少一个开口。

7.根据权利要求1所述的防撞系统，其中所述能量吸收器包括热塑材料。

8.根据权利要求7所述的防撞系统，其中所述能量吸收器包括注模热塑材料。

9.根据权利要求1所述的防撞系统，其中所述梁包括钢，铝，热塑材料，玻璃纤维毡增强热塑材料中至少一种。

10.一种用于车辆的防撞总成，所述防撞总成包括：具有上表面和下表面的梁，所述梁配置成与车辆连接；能量吸收器，与所述梁连接；与所述能量吸收器相连的板，基本包围住所述梁和所述能量吸收器；所述能量吸收器包括：具有第一侧和相对的第二侧的基体，所述第二侧与梁相对；多个挤压凸部从第一侧伸出；多个垂向传递的挤压凸部从第二侧伸出；每一个所述垂向传递挤压凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。

11.根据权利要求10所述的防撞总成，其中每一个所述垂向传递挤压凸部包括多个侧壁，所述的多个侧壁限定出中空的垂向传递挤压凸部。

12.根据权利要求11所述的防撞总成，其中每一个所述垂向传递挤压凸部从所述能量吸收器的所述基体伸出到所述梁的所述上表面或所述下表面，在撞击发生时，将侧向力传递至所述梁的上表面或所述下表面。

13.根据权利要求10所述的防撞总成，其中所述的能量吸收器具有的垂向尺寸比所述梁的垂向尺寸更大。

14.根据权利要求10所述的防撞总成，其中每一个所述的挤压凸部包括第一横向壁，第二横向壁，第一侧壁，第二侧壁，外壁；所述第一横向壁，第二横向壁，第一侧壁，第二侧壁及所述外壁限定出中空的挤压凸部

15.根据权利要求14所述的防撞总成，其中所述第一横向壁和所述第二横向壁中，所述第一侧壁，所述第二侧壁，及所述外壁的至少一个包括至少一个开口。

16.根据权利要求10所述的防撞总成，其中所述能量吸收器包括热塑材料。

17.根据权利要求16所述的防撞总成，其中所述能量吸收器包括注模热塑材料。

18.根据权利要求10所述的防撞总成，其中所述梁包括钢，铝，热塑材料，玻璃纤维毡增强热塑材料中的至少一种。

19.一种用于车辆防撞系统的能量吸收器，车辆防撞系统包括具有上表面和下表面的防撞梁，所述能量吸收器包括：具有第一侧和相对的第二侧的基体；多个挤压凸部从第一侧伸出；多个垂向传递的挤压凸部从第二侧伸出；每一个所述垂向传递挤压凸部构造成接合所述梁的所述上表面或所述下表面。

20.根据权利要求19所述的能量吸收器，其中所述每一个所述垂向传递挤压凸部包括多个侧壁，所述的多个侧壁限定出中空的垂向传递挤压凸部。

21.根据权利要求20所述的能量吸收器，其中每一个所述的垂向传递挤压凸部从所述能量吸收器的所述基体伸出，并且构造成接合所述梁的所述上表面或所述下表面，在撞击发生时，将侧向力传递至所述梁的上表面或所述下表面。

22.根据权利要求19所述的能量吸收器，其中每一个所述的挤压凸部包括第一横向壁，第二横向壁，第一侧壁，第二侧壁，外壁；所述第一横向壁，第二横向壁，第一侧壁，第二侧壁及所述外壁限定出中空的挤压凸部。

23.根据权利要求22所述的能量吸收器，其中所述第一横向壁和所述第二横向壁，所述第一侧壁，所述第二侧壁，及所述外壁中的至少一个包括至少一个开口。

24.根据权利要求19所述的能量吸收器，其中所述能量吸收器包括热塑材料。

25.根据权利要求24所述的能量吸收器，其中所述能量吸收器包括注模热塑材料。

26.根据权利要求19所述的能量吸收器，其中所述梁包括钢，铝，热塑材料，玻璃纤维毡增强热塑材料中至少一种。

Images