CN101177149A - 渐进的能量吸收器 - Google Patents

Abstract

一种能量吸收设备包括纵向延伸的管状外壳组件，从较小端至较大端形成锥形，以使根据纵向施加的作用力在其端部上的强加，管状外壳体将从较小端朝向较大端渐进地塌陷。至少一个加强连结板位于管状结构之内，并在长度上小于管状结构，并具有与首先塌陷的管状结构的一个较小端间隔开的端部，以使仅在管状外壳组件已开始塌陷之后，连结板遭受渐进的能量吸收塌陷。可应用一个或多个这种连结板，以连续地并渐进地塌陷和变形，以优选方式吸收纵向施加的作用力。

Description

渐进的能量吸收器

技术领域

本发明涉及一种能量吸收器，及更具体地，涉及由片状金属冲压件构造的能量吸收器，其渐进地变形以吸收能量。

背景技术

已知在汽车工业中采用能量吸收设备，特别用在机动车辆的前面和后面上的冲击缓冲器的装配中。很多能量吸收结构已发展，并通常寻求在低成本及轻重量上提供有效的及可靠的能量吸收。

希望提供新的及改良的能量吸收器，其是轻量的、制造成本低的，且其设计可以容易地调节，以达到希望的能量吸收等级。

发明内容

能量吸收设备包括纵向延伸的管状外壳组件，其从较小端至较大端形成锥形，以便根据在其端部上纵向施加的作用力的强加，管状外壳将从较小端朝向较大端渐进地塌陷。至少一个加强连结板(web)位于管状结构之内，并在长度上小于管状结构，并具有与首先塌陷的管状结构的一个较小端间隔开的端部，以使仅在管状外壳组件已开始塌陷之后，连结板遭受渐进的能量吸收塌陷。可应用一个或多个这种连结板，以便连续地并渐进地塌陷和变形，以便以优选的方式吸收纵向施加的作用力。

本发明的更多的适用领域将从提供于以下的详细描述中变得显而易见。应该理解，当指示本发明的示例性实施例时，详细描述和特别的例子的意图仅为举例说明的目的，及不意味着限制本发明的范围。

附图说明

从详细描述和所附的附图，将会更全面地理解本发明，附图中：

图1为根据本发明的能量吸收器的立体图；

图2为从图1的箭头2-2方向获取的截面图；

图3为图1和图2的能量吸收器的分解图；

图4为示出了经受能量吸收塌陷和变形的能量吸收器的立体图；

图5为根据现有技术的能量吸收器的分解图；

图6为图5的能量吸收器的作用力相对于时间的曲线图；

图7为根据本发明的具有一对连结板的能量吸收器的分解图；

图8为图7的能量吸收器的作用力相对于时间的曲线图；

图9为根据本发明的具有一对连结板的能量吸收器的分解图；

图10为图9的能量吸收器的作用力相对于时间的曲线图。

具体实施方式

下面的特定示例性实施例的描述实际上仅为示例性的，并不意味着限制本发明、或是限制本发明的应用或使用。

参照图1、图2及图3，提供能量吸收器10以安装于机动车辆上。能量吸收器10的前端14处的前板12附接于前面的车辆缓冲器上，图中未示出，且能量吸收器的后端18处的后板16附接于车架横梁上，图中未示出。各个车辆通常采用两个能量吸收器10，即，一个在车辆的前右侧上，且一个在前左侧上。可以采用另一对能量吸收器，以将后缓冲器附接于车辆上。

能量吸收器10由多个冲压金属部件构成，并包括上壳体20、下壳体22、及加强连结板，加强连结板包括上连结板24及下连结板26。

最好地如示于图2中的，上壳体20包括上壁30及侧壁32和34。下壳体22包括下壁38及侧壁40和42。上壳体20和下壳体22组装在一起，以形成管状结构。尤其，上壳体20和下壳体22一起成为杯状，且一行点焊，如点焊46，形成于邻接的侧壁32和40之间，且一行点焊，如点焊48，形成于邻接的侧壁34和42之间。

最好地如图2所示，上连结板24包括连结板壁50及凸缘52和54，凸缘52和54在连结板壁50的边缘处向下折转。上连结板24通过一行焊点，例如形成于凸缘52和侧壁32之间的焊点56，而附接于上壳体20上，并通过一行焊点，例如形成于凸缘54和侧壁34之间的焊点58，而附接于上壳体20上。

图2还示出下连结板26，包括连结板壁60及凸缘62和64，凸缘62和64在连结板壁60的边缘处向上折转。下连结板26通过一行焊点，例如形成于凸缘62和侧壁40之间的焊点66，而附接于上壳体20上，并通过一行焊点，例如形成于凸缘64和侧壁42之间的焊点68，而附接于上壳体20上。

如图3所示，上连结板24和下连结板26在能量吸收器的前面处截短，以短于上壳体20和下壳体22，并由此达不到与前板12相接触。

上壳体的前面14具有装配凸片(tab)70、72和74，且下壳体22的前面具有装配凸片76、78和80，其焊接于前板12上。相似的装配凸片，未示出，可以提供于上壳体20和下壳体22的后端处，以帮助附接至后板16上。

图4示出在能量吸收事件中，能量吸收器10经受塌陷，其中，作用于前板12和后板16的压缩力超过能量吸收器10的柱形强度。如图4所示，能量吸收器10塌陷，且金属变形开始于能量吸收器10的前面，并朝向后面发展。再次参照图1和图3，见到上壳体20、下壳体22、上连结板24及下连结板26的形状和尺寸使得能量吸收器10具有管状形状，管状形状为从前面14的较小截面至后面18的较大截面。尤其，下壳体22的底部壁38在前面14上的宽度窄于后面18上的宽度。下壳体22的侧壁40和42在前面14上的高度小于后面18上的高度。相似地形成上壳体20。另外，上连结板24和下连结板26在前面14上的宽度窄于后面18上的宽度。而且，通过在上壳体20、下壳体22、上连结板24及下连结板26中的目标位置处预先形成缩进处而提供多个塌陷开始控制件82。这些塌陷开始控制件82与能量吸收器10的锥形形状协作，提供开始在前面14处的塌陷，及随后在能量吸收事件过程中，以可预知的前面至后面的发展引导受控制的塌陷。

图5示出了一种能量吸收器，其包括上壳体20及下壳体22，但不具有上连结板和下连结板。

图6为图5的能量吸收器的作用力相对于时间的曲线图，并示出作用力在曲线图上的点90处快速地到达峰值，及随后停止，直到当能量吸收器到达其塌陷的最后阶段时，再次增高。然而，公知的是，在机动车辆的能量吸收科学中，当作用力和位移曲线图是方波时，得到最有效的能量吸收，即，作用力随着能量吸收塌陷的时间和距离而更接近一致。因此，希望作用力的曲线图为更加大体水平的，且峰值和谷值最小化。

图7示出图1-图3的能量吸收器，其中，一对截短的连结板包括上连结板24和下连结板26，位于上壳体20和下壳体22的管状结构之内。如图7可见，上连结板24和下连结板26彼此为相同的长度，但是比上壳体20和下壳体22短，以使上连结板24和下连结板26的前端与前板12间隔开。

图8为图5的能量吸收器的作用力相对于时间的曲线图，并示出当塌陷开始时，作用力在曲线图上的点92处快速达到峰值，并开始下降。然而，当前板12与上连结板24和下连结板26的前端接合时，连结板将抵抗，且随后开始塌陷，以使作用力将再次到达在94处的峰值，并随后再次停止。因此，相较在图5和图6的例子中的情况，作用力更加是几乎不变的。

图9示出能量吸收器，其中一对截短的连结板包括上连结板24和下连结板26，位于上壳体20和下壳体22的管状结构之内。如图9可见，上连结板24短于上壳体20和下壳体22。下连结板26更短于上连结板24。因此，上连结板24的前端与前板12间隔开，且下连结板26的前端与前板12间隔开得更远。

图10为图9的能量吸收器的作用力相对于时间的曲线图，并示出当塌陷开始时，作用力在曲线图上的点96处快速达到峰值，并开始下降。然而，当前板12与上连结板24的端部接合时，上连结板24将抵抗，及随后开始塌陷，以使作用力将再次到达在98处的峰值，并随后再次下降。随后当前板12与下连结板26的端部接合时，下连结板26将抵抗，随后开始塌陷，使得在当塌陷达到其最后阶段再次升高之前，作用力将再次到达在100处的峰值，然后开始下降。

本发明的前面的描述实际上仅为示例性的，因此，其变型意味着在本发明的范围之内。例如，虽然附图示出使用两个连结板的例子，但可以使用单个连结板，或可以使用两个或更多连结板。特定连结板的前面与前板间隔开的距离将决定某一点，在该点处连结板将开始抵抗板12的移动，并随后开始塌陷，并由此影响能量吸收。而且，通过使连结板为不同的材料强度或厚度，可以进一步调节连结板。在壳体和连结板上提供的变形发起件82的数量，及变形发起件的位置还可改变，以使能量吸收器能够调节。

可以理解，可以将前板12和后板16焊接于能量吸收器10上进行装配，或者，汽车缓冲器可以作为前板12，及车架可以作为后板16。如果希望，可以设置能量吸收器10以使变形开始于后端处，而不是前端处。另外，壳体可以设置为左壳体和右壳体，而不是如附图所示的上壳体和下壳体。另外，连结板可以设置成或者如附图所示的水平延伸或者垂直延伸。

因此，可见通过选择加于管状结构的多个截短的加强连结板，及通过适应长度及其它连结板的特性，能量吸收器可以设计成提供符合特定能量吸收要求的作用力及位移特性。

Claims (18)

1.一种能量吸收器，包括：

第一壳体及第二壳体，各个壳体具有纵向延伸边缘部分，与相应的另一壳体的边缘部分相接合，并附接于其上，以使所述壳体协作形成具有由所述壳体限定的对立壁的管状结构，所述管状结构具有纵向间隔开的端部，所述端部适于接收纵向方向施加的作用力；

至少一个位于所述管状结构之内的连结板，并具有在纵向方向延伸的壁，并具有附接于所述管状结构的对立壁上的纵向延伸的边缘部分；

由此，所述管状结构和所述至少一个连结板遭受塌陷和变形，以吸收所述纵向施加的作用力。

2.如权利要求1所述的能量吸收器，其特征在于：所述至少一个连结板比所述第一壳体和所述第二壳体短，使得所述壳体最初变形，以开始吸收所述纵向施加的作用力，并随后在所述第一壳体和所述第二壳体继续变形过程中，所述至少一个连结板开始变形。

3.如权利要求1所述的能量吸收器，其特征在于：所述第一壳体和所述第二壳体成形为具有一个最初变形的纵向端，且所述至少一个连结板比所述第一壳体和所述第二壳体短，并具有相应的纵向端，所述相应的纵向端与最初变形的所述管状结构的所述一个纵向端间隔开，以使最初变形和能量吸收经由所述第一壳体和所述第二壳体而发生，然后接下来的变形和能量吸收经由所述第一壳体和所述第二壳体和所述至少一个连结板的变形而发生。

4.如权利要求1所述的能量吸收器，其特征在于：多个连结板位于所述管状结构之内，并彼此为各种长度，且所述多个连结板中的每一个与所述管状结构的所述纵向端间隔开，以使根据所述能量吸收器渐进的塌陷，所述第一壳体和所述第二壳体最初塌陷，然后所述多个连结板连续地接合并变形，以连续地促进能量吸收。

5.如权利要求4所述的能量吸收器，其特征在于：所述多个连结板中的至少一个与所述多个连结板中另外中的至少一个相比为不同的金属厚度。

6.如权利要求4所述的能量吸收器，其特征在于：前板和后板分别附接于所述第一壳体和所述第二壳体的前端和后端，且所述多个连结板间隔开并脱离与所述前板的接触，但是在所述第一壳体和所述第二壳体的塌陷过程中，变成由此而接合。

7.如权利要求1所述的能量吸收器，其特征在于：所述塌陷开始控制件在所述第一壳体和所述第二壳体和所述至少一个连结板中形成。

8.如权利要求1所述的能量吸收器，其特征在于：前板和后板分别附接于所述上壳体和所述下壳体的所述前端和所述后端。

9.如权利要求4所述的能量吸收器，其特征在于：塌陷开始控制件在所述第一壳体和所述第二壳体中形成，且前板和后板分别附接于所述第一壳体和所述第二壳体的前纵向隔开端和后纵向隔开端。

10.如权利要求9所述的能量吸收器，其特征在于：所述塌陷开始控制件还在所述多个连结板的至少一个中形成。

11.一种能量吸收器，包括：

纵向延伸的管状外壳组件，其从较小端至较大端形成锥形，以使根据纵向施加的作用力在其端部上的强加，所述管状外壳体将从所述较小端朝向所述较大端渐进地塌陷；

至少一个连结板，其位于所述管状结构之内；所述至少一个连结板在长度上短于所述管状结构，并具有与首先塌陷的所述管状结构的一个较小端间隔开的一端，使得在所述管状外壳组件已开始塌陷之后，所述连结板遭受渐进的能量吸收塌陷；

由此，所述管状结构和所述至少一个连结板遭受连续的和渐进的塌陷及变形，以吸收所述纵向施加的作用力。

12.如权利要求11所述的能量吸收器，其特征在于：所述至少一个连结板包括纵向延伸的壁，和附接于所述管状结构上的纵向延伸的边缘。

13.如权利要求12所述的能量吸收器，其特征在于：所述管状外壳包括焊接在一起的第一壳体和第二壳体。

14.如权利要求11所述的能量吸收器，其特征在于：多个连结板位于所述管状结构之内，并彼此为各种长度，且所述多个连结板中的每一个与所述管状结构的纵向端间隔开，以使根据所述能量吸收器的渐进的塌陷，上壳体和下壳体最初塌陷，然后所述多个连结板连续地接合并变形，以连续地促进能量吸收。

15.如权利要求11所述的能量吸收器，其特征在于：所述管状结构包括焊接在一起的第一壳体和第二壳体，且所述连结板具有纵向壁，和焊接于所述管状结构内侧的纵向延伸的边缘部分。

16.一种能量吸收器，包括：

第一壳体及第二壳体，各个壳体具有纵向延伸的边缘部分，与另一壳体的相应的边缘部分相接合，并附接于其上，以使所述壳体协作形成具有由所述壳体限定的对立壁的管状结构，所述管状结构具有纵向间隔开的端部，所述端部适于接收纵向方向施加的作用力，并配置成最初在所述管状结构的一端处塌陷，随后朝向所述管状结构的另一端渐进地塌陷；

第一连结板，其具有附接于所述管状结构的所述对立壁上的纵向延伸的边缘部分；

第二连结板，其具有附接于所述管状结构的所述对立壁上的纵向延伸的边缘部分；

至少一个所述连结板，其具有与最初塌陷的所述管状结构的所述一端间隔开的端部，使得在所述管状结构的塌陷开始之后，所述至少一个连结板开始塌陷。

17.如权利要求16所述的能量吸收器，其特征在于：所述第一连结板和所述第二连结板都具有与所述管状结构的一端间隔开的端部，使得在所述管状结构的塌陷开始之后，所述第一连结板和第二连结板都开始塌陷。

18.如权利要求17所述的能量吸收器，其特征在于：所述第一连结板和所述第二连结板彼此为不同的长度。

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