CN101410274B

CN101410274B - 溃缩盒装置和冲击吸收系统

Info

Publication number: CN101410274B
Application number: CN2007800113652A
Authority: CN
Inventors: 斯蒂芬·齐尔克
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2027-03-30
Also published as: GB0815934D0; US20090302624A1; GB2448852A; DE102006015877A1; GB2448852B; CN101410274A; US8123264B2; RU2008143359A; RU2416534C2; WO2007115950A1

Abstract

本发明的主题涉及溃缩盒装置(3)和具有溃缩盒装置(3)的冲击吸收系统(1)，特别地，用于汽车，用于吸收冲击力，包括：可变形部件(4)，其用于通过相应的变形和/或缓冲运动吸收作用在主方向的冲击力；冲击限制装置(9)，其在端部区域连接到可变形部件(4)；支座部件(5)，其在另一端部区域，优选地在位于与第一端部区域相对的另一端部区域，连接到可变形部件(4)，并意在保持可变形部件(4)并将其连接到其它部件；和连接装置，其用于连接可变形部件(4)到冲击限制装置(9)和/或支座部件(5)，其中该连接装置具有至少一个用于保持可变形部件(4)的保持区域(6)和从所述区域分叉出的至少一个导引区域(7)，其在冲击的情形下，允许可变形部件(4)从保持区域(6)沿着导引区域(7)在从主方向偏离的第二方向运动。

Description

溃缩盒装置和冲击吸收系统

技术领域

本发明涉及溃缩盒装置以及具有溃缩盒装置的冲击吸收系统。

背景技术

所述溃缩盒装置或者冲击吸收系统用于几乎所有的汽车以在出现事故的情况下降低碰撞冲击，从而最小化修理费用和保护乘客。所述溃缩盒装置通常与附着到保险杠或者保险杠装置的横梁(cross member)连接，或者与车架或者汽车结构连接。在冲击保险杠的外侧的碰撞的情况下，溃缩盒装置防止对车架的实质性损伤。横梁和车架设计为高刚度的，以使得不会发生通过在第二支撑或者在车架中的塑性变形来吸收较小碰撞的能量。这可以实现，因为碰撞缓冲，在此为溃缩盒装置，或者冲击吸收系统吸收冲击能量，其中冲击力明显降低或者甚至完全防止。以这种方式，可以避免对车架的钢制部件的损伤，其充分地降低了可能的修理费用。溃缩盒装置或者冲击系统通常以这样的方式设计以使得其通过部分塑性变形吸收冲击能量以便仅必须更换用于缓冲碰撞冲击的装置自身而再次修好汽车恢复使用。

已知很多用于汽车的碰撞缓冲装置。从EP0473955B1知道一种碰撞缓冲装置，其尤其为汽车而制造，并具有变形缓冲器，该缓冲器包括滑动管和在其中可滑动变形的活塞；这些可以在中央纵轴方向滑动，其中滑动管设置有实质上平行于中央纵轴延伸的珠子形式的抵着变形活塞的向内的韧性突起。

另外，从DE19832114A1已知一种用于汽车的冲击吸收器，其中冲击吸收器包括外支撑管和在其中可运动的变形管。此外，设有可逆的冲击碰撞吸收器，它具有一个可运动的突伸超出所述支撑管自由端的圆柱形壳体，和一个在该壳体中的可实施双向缓冲运动地导引的活塞杆，后者至少在推入方向上与变形管连接。变形装置设置有加强突起，其配置在支撑管上并在轴的方向延伸。冲击吸收器的特征在于带有导引部分的变形管的自由端逆着插入方向地从支撑管的自由端突伸出，并且所述壳体在导引部分被可滑动地导引。

从DE19942167A1已知一种用于汽车的冲击吸收装置，其中用于汽车的冲击吸收装置包括缓冲器，其具有第一缓冲部件(外壳)和与第一部件相对的可滑动的第二缓冲部件(活塞)。第一紧固部件与第一缓冲部件相连；第二紧固部件与第二缓冲部件相连。提供用于选择性地产生和释放缓冲器部件和第二紧固部件之间的连接的锁扣装置。

最后，从DE20013385U1已知一种冲击吸收装置。该冲击吸收装置包括至少一个缓冲器、包括至少一个在插入方向延伸的纵向槽的第一缓冲部件(变形管)；在该纵向槽的一端有一直径比纵向槽的宽度更大的间隙区，其设置有与第一缓冲部件(变形管)相对的可滑动第二缓冲部件(锁扣和再成形部件)；这同样包括用于选择性地产生和释放第一缓冲部件和第二缓冲部件之间的连接的锁扣装置，其具有配置为与插入方向相横向的可滑动杆，并且作为具有开启销的杆和再成形部件，其直径小于具有其直径对应间隙区直径并且明显宽于纵向槽的宽度并包括锁扣操作装置的锁扣和再成形部分的纵向槽的宽度。

前面提及的冲击吸收装置或者冲击吸收设备都呈现出缺点，其全部设计用于实质上在汽车纵轴方向冲击的碰撞。以这种方式，以一定角度发生的碰撞不能用这些装置或设备最理想地吸收。该设备和这些装置通常根据安全碰撞测试的规则设计，其包括具有相对刚性墙的部分重叠大约16km/h的碰撞。冲击限制装置必须吸收较大部分动能，以使得在其后面的汽车结构保持不受损坏并且汽车被分配为对应类型的损坏程度。前面提及的所有的这些装置并不是设计用于自从2006年产生的新Danner测试。先前的吸收系统是用于设计为具有1000kg障碍重量和0°冲击角度的测试。对于2006的要求，障碍的重量提高到1400kg并且用相对于纵轴10°的负载替换，其中额外地在Y方向引入高的力。对于该新式的10°负载情形，汽车的前端汽车结构被不利地加载。由于通过碰撞引入的力的对角分量，塑性变形发生在前梁；在最坏的情况下，也在前梁的不面对冲击的一侧。

发明内容

因此，本发明的目的是产生冲击吸收系统，其将能够处理新的负载条件。

该目的通过根据本发明的溃缩盒装置和具有其特征的冲击吸收系统实现。

本发明包括技术说明，其中特别用于吸收汽车的碰撞力的溃缩盒装置同样必须特别地包括在超过一个方向冲击的碰撞力：可变形部件，其用于通过对应的再成形和/或缓冲运动吸收在主方向冲击的碰撞力；冲击限制装置，其紧固在可变形部件的一个端部区域上；支座部件，其与可变形部件的另一端部区域，优选地在与用于接收可变形部件并进一步附着构建部件和紧固件以附着可变形部件和冲击限制装置和/或支座部件的另一端区域相对的端部区域相连，其中紧固件包括至少一个用于保持可变形部件的保持区域和至少一个从这分叉出的导引区域，其在碰撞时使得可变形部件可能从保持区域沿着导引区域在偏离主方向的副方向运动。

溃缩盒装置实质上由三个部件组成：可变形部件，其通过变形吸收碰撞的冲击能量；冲击限制装置，其限制可变形部件的变形；和支座部件，其接收可变形部件并用以连接到汽车的其它部件。溃缩盒装置的三个主要部件彼此通过相应的紧固件相连。可变形部件优选地设计为可压缩管(clinch-pipe)。设计为可压缩管的可变形部件的截面可以包括任何的几何形状；但是，优选圆形的截面。

为了紧固可变形部件到其它两个部件，紧固件提供至少一个保持区域，其配置的以保持可变形部件。这能够配置在支座部件上或者在冲击限制部件上。导引区域附着到每个保持区域。保持区域和导引区域优选地重叠，其中导引区域从保持区域分叉出。在碰撞的情形下，可变形部件，其主要通过在主方向的变形吸收冲击能量，可以额外地在副方向运动到导引区域中。以这种方式，一部分冲击能量被从不同于主方向的方向吸收。为了可变形部件运动进入导引区域中，需要在保持或者连接区域中的变形或者凹陷。

进一步优选的是，导引区域包括至少两个分区域，其使得可变形部件可能运动进入平行于副方向的两个方向。两分区域优选地对称布置。以这种方式，溃缩盒装置可以应用在汽车的左侧和右侧。

为了完成这些，优选地，导引区域设计为在副方向延伸的间隙区。主方向主要是汽车的纵轴，也就是X轴。副方向是与主方向成一定角度安置的其它方向，力，特别是以一定角度冲击的力在其中分散。以这种方式，以一定角度引入的力其自身分解为主要在主方向和副方向。结果，导引区域安置在副方向，其可以在该方向吸收能量。

同样优选地是，导引区域设计为向着副方向渐缩的间隙区。在该锥形间隙区中，通过可变形部件在副方向的运动实现塑性再成形，通过这能量被吸收。如果期望，间隙区可以是例如尖的和圆锥的。或者，导引区域或者在该方向吸收的能量可以同样通过可弹性变形的缓冲部件吸收。

同样优选的是，其中导引区域延伸的副方向实质上设计为与主方向成直角。以这样的方式，以一定角度冲击的力优化地分解为x分量(车辆轴方向)和y分量(与所述轴相横向)。

优选的实施例还提供可变形部件实质上是在主方向延伸的纵向部件。以这种方式，可以保证在主方向冲击的主要的力可以通过同样沿着主方向延伸的纵向可变形部件吸收。特别地，在延伸方向的大的变形路径通过纵向延伸产生以使得在主方向冲击的大部分力能够得以吸收。

由于该原因，优选地，紧固件还包括至少一个紧固区域，其设计在可变形部件的至少一个端部区域上以与对应的保持区域一起工作来保持正常情形下的连接，其中到保持区域的连接在碰撞的情形下释放。为此，可变形部件可以以压配合的形式被压入保持区域，其中通常牢固的保持得以保证；在碰撞的情形下通过紧固区域的变形在副方向的运动是可能的。另一方面，可变形部件可以紧紧地或者积极地紧固到保持区域或者紧固在保持区域中，其中设置凹陷或者类似物以使得在碰撞的情形下该连接释放并保证沿着导引区域在副方向运动。

进一步优选的是，可变形部件配置为具有沿着主方向延伸的轴的可压缩管。

本发明还包括技术说明，其中冲击吸收系统，特别是用于汽车，特别地在汽车的前面范围内：根据本发明的溃缩盒装置和汽车结构，其将溃缩盒装置夹在冲击危及的冲击区域中。溃缩盒装置以这种方式安置在汽车结构上以使得其根据其功能吸收碰撞并防止在其它汽车部分中的塑性变形。

由于该原因，优选地，汽车结构包括在车身一侧上的连接板，借助其溃缩盒装置的支座部件被连接和/或包括保险杠装置，其与冲击限制装置相连。以这种方式，可能产生有效和可靠的冲击吸收系统。

附图说明

在下面结合附图对本发明的各个优选的实施例进行更加详细地介绍，在附图中：

图1是根据本发明的冲击吸收系统的部分的示意性透视图，其中车身和支座部件之间的连接还没有建立；

图2a是溃缩盒装置的示意性后视图；和

图2b是根据图2a的溃缩盒装置加上加强板以及用于紧固到车身上的连接板的侧视图。

具体实施方式

图1示出冲击吸收系统1的示意性透视图。冲击吸收系统1包括汽车结构2、连接板2a和保险杠装置2b。在连接板2a和保险杠装置2b之间安置有溃缩盒或者溃缩盒装置3，其中这些部件示出为仅与保险杠装置2b连接。溃缩盒装置3包括构造为可压缩管的可变形部件4和形成为连接板的支座部件5。再者，溃缩盒装置3包括冲击限制装置，在此未示出，其与保险杠装置2b相连。溃缩盒装置3的支座部件5可以通过紧固件与连接板2a相连。支座部件5包括保持区域6，在其中央可变形部件4处于正常位置/情形中的固定位置。从那里侧向延伸两个导引区域7，即第一导引区域7a和第二导引区域7b。箭头示意性地示出冲击发生时的力的程度。冲击力作用在保险杠装置2b上。从那里，力被传递到溃缩盒装置3上。以一定角度作用的冲击的主要分量被以两个分量吸收。较大的分量，通过指向上面的竖直箭头表示，在x方向也就是沿着汽车的纵轴吸收。较小的分量，通过指向左侧的横向箭头表示，在y方向也就是沿着车辆的横轴平行于车底形成的平面而吸收。溃缩盒装置3详细地在图2中示出。

图2a示出根据图1的溃缩盒装置3的示意性后视图。在示出的支座部件5中，保持区域6大致在支座部件5的中央形成。从那里横向延伸导引区域7、7a、7b。从中央向上是第一导引区域7a，向下是第二导引区域7b。变形部件4，形成为可压缩管，位于保持区域6，同样被示出。在可变形部件4的一个端部区域安置有紧固区域8，其与保持区域6一起共同作用以提供牢固的连接。在这种情况中，紧固区域8被压入保持区域6中。但是，其同样可以通过焊接或者用其它方式固定到保持区域6上。在一体连接或者刚性连接的情形中设置预定的断点，其在冲击时将使得可变形部件能够沿着导引区域7运动。

在图2b中，溃缩盒装置3示出在侧视图中。图2b示出冲击限制装置9，其向下定位，与可变形部件4相连；进一步地，支座部件5和加强板10连接到其上，以及在车身一侧的连接板2a。在冲击或者碰撞时，可变形部件现在可以垂直于图面位移，以为了通过变形以及垂直于图面的位移吸收在该方向作用的力。在示意性地示出的轴的方向，其轴向地延伸通过可压缩管，发生可变形部件的变形，如所述的其在此形成为可压缩管。如所述的，在轴向方向的方向中的变形由冲击限制装置9限制。

标号列表

1 冲击吸收系统

2 汽车结构

2a 连接板

2b 保险杠装置

3 溃缩盒装置

4 可变形部件

5 支座部件

6 保持区域

7 导引区域

7a 第一导引区域

7b 第二导引区域

8 紧固区域

9 冲击限制装置

10 加强板

Claims

1.一种溃缩盒装置(3)，其用于汽车以吸收与纵轴成一定角度的碰撞力，包括：

可变形部件(4)，其通过相应的变形和/或缓冲运动吸收主要在一个主方向作用的碰撞力；

一个与所述可变形部件(4)的端部相连的冲击限制机构(9)，其用于限制所述可变形部件(4)的变形，一个与所述可变形部件(4)的与所述端部相对的另一端部相连的支座部件(5)，其用于接收在端部中的所述可变形部件(4)并紧固在其它构件上，和用于连接所述可变形部件(4)到所述冲击限制装置(9)和/或所述支座部件(5)上的紧固件，其特征在于：

所述紧固件包括用于保持所述可变形部件(4)的保持区域(6)和从此保持区域分叉出的导引区域(7)，在碰撞的情形下，所述导引区域(7)使得所述可变形部件(4)能够从所述保持区域(6)移出并沿着所述导引区域(7)在偏离所述主方向的副方向上运动。

2.如权利要求1所述的溃缩盒装置(3)，其特征在于，

所述导引区域(7)包括两个分区域，其使得所述可变形部件(4)能沿两个平行于所述副方向的方向运动。

3.如权利要求1或2所述的溃缩盒装置(3)，其特征在于，

所述导引区域(7)设计为沿所述副方向延伸的间隙区。

4.如权利要求1-2之任一所述的溃缩盒装置(3)，其特征在于，

所述导引区域(7)设计为沿所述副方向渐缩的间隙区。

5.如权利要求1-2之任一所述的溃缩盒装置(3)，其特征在于，

所述导引区域(7)延伸的所述副方向设计为与所述主方向成直角。

6.如权利要求1-2之任一所述的溃缩盒装置(3)，其特征在于，

所述可变形部件(4)设计为在所述主方向延伸的长型部件。

7.如权利要求1-2之任一所述的溃缩盒装置(3)，其特征在于，

所述紧固件还包括紧固区域(8)，其布置在所述可变形部件(4)的端部区域上以与所述对应的保持区域(6)一起工作；以便在正常情况下保持所述连接，其中在碰撞的情形下所述保持区域(6)中的所述连接被脱开以实现碰撞情形下的运动。

8.如权利要求1-2之任一所述的溃缩盒装置(3)，其特征在于，

所述可变形部件(4)设计为具有沿着所述主方向延伸的轴线的可压缩管。

9.一种冲击吸收系统(1)，其用于汽车以吸收在汽车的前端与汽车纵轴成一定角度的碰撞冲击，包括：

如前面的权利要求1-8之任一所述的溃缩盒装置(3)，和

汽车结构(2)，其将所述溃缩盒装置(3)夹装在一个易受碰撞损害的碰撞区域中。

10.如权利要求9所述的冲击吸收系统(1)，其特征在于，

所述汽车结构(2)包括车身上的连接板(2a)，所述溃缩盒装置(3)的所述支座部件(5)与该连接板(2a)相连，和/或

保险杠装置(2b)，其连接到所述冲击限制装置(9)。