CN103328273B - 能量吸收装置及其制造方法和包括能量吸收装置的汽车 - Google Patents

Abstract

在一个实施方式中，一种能量吸收装置包括：金属构件，包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁；以及具有蜂窝结构的塑料构件，该蜂窝结构在其中具有限定蜂巢通道的多个壁。塑料构件位于金属构件通道中形成崩溃罐体，并且在不损坏金属构件和/或塑料构件的情况下，塑料构件与金属构件不可分离。在一个实施方式中，制造能量吸收装置的方法可以包括：共模制金属构件和塑料构件以形成崩溃罐体。能量吸收装置可以用于车辆上，邻近车辆构件。

Description

能量吸收装置及其制造方法和包括能量吸收装置的汽车

技术领域

本发明总体涉及用于在车辆中使用的能量吸收装置，例如，以减少车辆损坏。

背景技术

保险杠系统(减震系统，Bumper system)一般沿宽度方向或横向延伸跨越车辆的前部和后部，并被安装至在纵向方向上延伸的导轨(rail)上。用于机动车的许多保险杠总成包括保险杠梁(减震梁，bumper beam)和固定于的保险杠梁上的注射模制(注塑，injection molded)的能量吸收器，在能量吸收器上覆盖有腰线(fascia)。

有益的能量吸收保险杠系统通过迅速将负荷累积(building)至导轨的负荷极限以下并维持负荷恒定直到冲击能已经消散来实现高效率。能量吸收系统通过控制冲击能量吸收来试图减少由碰撞带来的车辆损伤和/或伤害。美国联邦机动车辆安全标准(United States Federal Motor VehicleSafety Standards)(US FMVSS)、加拿大机动车辆安全标准(Canadian MotorVehicle Safety Standards)(CMVSS)、欧洲EC E42消费者立法(EuropeanEC E42 consumer legislation)、欧NCAP行人保护要求(EuroNCAPpedestrian protection requirements)、安联碰撞要求(Allianz impactrequirements)、和用于小腿和大腿的亚洲行人保护(Asian PedestrianProtection for lower and upper legs)规定了保险杠系统的冲击要求。此外，美国高速公路安全保险协会(Insurance Institute for Higher Safety)(IIHS)已经对前部和后部保险杠系统两者制定了不同的壁障测试协议(barriertest protocol)。对于为每一种不同汽车平台和车型规定的不同的设计标准都必须满足这些要求。如果对车辆的车架的任何部件存在甚至非常有限的损伤，那么维修车辆的费用可能急剧地升高。

这产生了对开发低成本、轻质、和高性能的能量吸收系统的需求，该能量吸收系统将变形并吸收冲击能量以确保良好的车辆安全等级，在与行人碰撞时吸收能量以减少行人受到的伤害、并且减少车辆在低速碰撞中的损伤，例如防止车架损伤。不同部件由于本身固有的几何形状和装配要求而需要不同的能量吸收器设计以满足冲击标准。因此，汽车工业正不断寻求提高车辆的整体安全等级的经济方案。所以，对于提供可以减少伤害和/或减少车辆损伤和/或增强车辆安全等级的方案存在持续的需求。

发明内容

在不同实施方式中公开的是能量吸收装置以及制造可以与各种车辆部件结合使用的能量吸收装置的方法。

在一个实施方式中，能量吸收装置包括：金属构件，包括大于或等于三个的形成金属构件通道的壁；以及具有蜂窝结构(honeycomb structure)的塑料构件，该蜂窝结构具有多个限定蜂巢通道(巢通道，comb channel)的壁。塑料构件位于金属构件通道中，并且在不损坏金属构件和/或塑料构件的情况下，塑料构件与金属构件通道不可分离。

在一个实施方式中，制造能量吸收装置的方法可以包括：共模制(co-molding)金属构件和塑料构件。金属构件可以包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁，并且塑料构件可以具有蜂窝结构，该蜂窝结构在其中具有多个限定蜂巢通道的壁。

在一个实施方式中，车辆可以包括：车辆构件；能量吸收装置，邻近车辆构件设置。能量吸收装置可以包括：金属构件，包括大于或等于三个的形成金属构件通道的壁；以及具有蜂窝结构的塑料构件，该蜂窝结构具有多个限定蜂巢通道的壁。塑料构件位于金属构件通道中，并且在不损坏金属构件和/或塑料构件的情况下，塑料构件与金属构件通道不可分离。

下面更具体地描述这些和其它非限制性特征。

附图说明

以下是附图的简要说明，其中相同的元件编号相同并且所给出的附图是用于描述本文所公开的示例性实施方式的目的而不是用于限制本发明的目的。

图1是能量吸收装置的金属构件的前视图。

图2是包括金属构件和塑料构件的能量吸收装置的前视图。

图3是包括金属构件和塑料构件的能量吸收装置的前视图。

图4是能量吸收装置的金属构件的前视图。

图5是能量吸收装置的塑料构件的前视图

图6是包括金属构件和塑料构件的能量吸收装置的前视图。

图7是能量吸收装置的塑料构件的前视图。

图8是能量吸收装置的塑料构件的前视图。

图9是包括金属构件和塑料构件的能量吸收装置的前视图。

图10是包括金属构件和塑料构件的能量吸收装置的透视图。

图11是包括金属构件和塑料构件的能量吸收装置的前视图。

图12是沿图11中包括金属构件和塑料构件的能量吸收装置的线D-D的侧面轮廓。

具体实施方式

本文在各种实施方式中公开了能量吸收装置，其可以与车辆构件结合使用，例如，将碰撞期间受到的损伤最小化。能量吸收装置可以包括金属构件和塑料构件(例如，热塑性塑料)，可以利用各种共模制工艺制造，以提供单件组装的单元(例如，整体形成围绕塑料构件的金属构件)。

已尝试为机动车辆提供保险杠，它能够吸收碰撞期间碰撞能量的主要部分，包括由小泡结构(肺泡结构，alveolar structure)(更通常称为“蜂窝”)制成的碰撞能量吸收装置。该结构的蜂巢可以是任何多边形或混圆形状，例如圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、菱形、五边形、六边形、七边形，和八边形几何形状，以及包括前述几何形状中至少一种的组合。

然而，金属蜂窝具有良好的能量吸收特性和良好的蠕变性能，但涉及非常高的制造成本，并且通常重量高于塑料蜂窝。塑料蜂窝可以通过一起涂胶挤出塑料管或注射模制塑料蜂窝来制造。挤出的塑料蜂窝涉及高成本，并且由于相对较薄的壁而导致应用领域有限。例如，使用挤出工艺难以生产较厚的壁(例如，大于约2毫米(mm))，因为厚度超过约2mm的塑料壁可以经受下垂(sagging)，这会导致蜂窝的轮廓和间距变得扭曲，而注射模制的塑料蜂窝相对便宜，但其碰撞能量吸收性能较差。挤出的和注射模制的蜂窝与金属蜂窝相比具有较差的蠕变性能，并且当用于支撑相对较重构件(如，保险杠梁)时，在横向上发生显著变形(如，重力负载)。通常，能量吸收装置支撑金属保险杠梁。由于保险杠重量的重力负载，能量吸收装置经过一段时间和/或当暴露在较高温度下时，具有变形倾向。原始设备制造商(OEM)可能不接受大于或等于约4mm的梁挠度(即蠕变)。

本申请将塑料蜂窝结构与设置在其大于或等于3个面周围的金属支撑相结合，以生产能量吸收装置，例如崩溃罐体(crash can)(又称为崩溃盒体(crash box))。蜂窝形成可以定向的通道，例如，平行或垂直于一个或多个金属支撑壁。

金属构件可以包括大于或等于三个壁(例如，开放或封闭结构)。开放结构具有三个壁，形成具有至少三个开放侧的通道(例如，两个相对壁和一个连接壁)，而封闭结构具有大于或等于四个的壁(包括两组相对壁，它们连接以形成小于或等于两个的开放壁)。通常，封闭结构相对于开放结构提供了增加的刚度与重量比和更好的蠕变性能(即，较少的挠度或变形)。然而，开放结构可以便于简单加工。

金属构件可选地包括压碎启动器。所述压碎启动器(例如，应力点)可用作金属构件中的薄弱点，它比金属构件的其它区域更容易压碎，从而能够控制压碎方式以及最大能量吸收角(例如，选择并制造成能量吸收装置)。一个或多个压碎启动器可以置于金属构件的任意位置。在一些实施方式中，一个或多个压碎启动器位于邻接壁的接合处(如，在金属构件的一个或多个拐角)。压碎启动器可以是一个或多个开口(例如，一个或多个洞、一个或多个裂缝，或其它开口)和/或一个或多个凹口。压碎启动器的大小和形状取决于期望的压碎特性。一个或多个压碎启动器使得能够简单地调整能量吸收装置。压碎启动器在处理过程中(例如，在金属构件和塑料构件的共模制过程中)，还可以在金属构件和塑料构件之间提供互锁(interlocking)供应。位于金属构件上的压碎启动器的数量没有限制，取决于能量吸收装置的长度而变化。理想地，较长的能量吸收装置将具有较大数量的压碎启动器，而较短的能量吸收装置将具有较小数量的压碎启动器。位于金属构件的洞(如，安装孔)也可以用作压碎启动器。然而，使用洞，如安装孔作为压碎启动器，可以导致崩溃罐体的刚度显著降低。压碎启动器，如金属构件中设计的凹陷(depression)或小珠(bead)，可以协助在最小降低构件刚度的情况下启动压碎。

除使得能够预定地压碎，例如，调整能量吸收装置之外，如果一个或多个压碎启动器包括开口，它也可以用作金属组合物中塑料构件的锚定(anchor)。当将塑料构件附连至金属构件上时，这些构件可以经由一个或多个开口如用塑料、粘结剂等连接在一起。理想地，将塑料构件共模制至金属构件上，使得一些塑料通过开口并固化、将构件粘合在一起。可替代地，或除一个或多个压碎启动器开口之外，金属构件可以包括一个或多个附连孔(attachment aperture)，其可以位于金属构件的空腔中(例如，其中空腔是在金属构件通道中朝向塑料构件的突出部)。一个或多个附连孔可以与塑料构件表面上的一个或多个热塑性片对齐，例如，从而在装配过程中，塑料部分的热塑性塑料可以通过孔移动进入空腔并固化，从而通过一个或多个孔将金属构件粘结至塑料构件上。

能量吸收装置的示例性特性包括高韧性/延展性、热稳定性、高能量吸收能力，良好的模量与延伸的比率以及再循环能力等等，其中“高”和“良好”用来指特性至少满足对于给定部件/元件的车辆安全条例和要求。金属构件可以包括一种或多种任何具有期望的特性的金属或金属合金，例如，结构完整性、刚度等。一些可能的金属构件材料包括铝、钢、钛、铬、镁、锌、以及包含上述材料中至少一种的组合。

塑料构件可以包含可以形成期望形状并提供期望性能的任何热塑性材料或热塑性材料的组合物。例如，所述热塑性材料应具备以下性质中的一种或多种：在压碎过程中能够提供大于或等于约10,000焦耳(J)的稳定的能量吸收，具有大于或等于1.5千兆帕斯卡(GPa)的模量，具有大于或等于约60％的破坏应变，具有良好的耐化学性，和/或即使在高温下，即，小于或等于90℃，仍保持机械性能。示例性塑料材料包括热塑性材料以及热塑性材料与金属、弹性材料，和/或热固材料的组合物。可能的热塑性材料包括聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)；聚碳酸酯；聚碳酸酯/PBT共混物；聚碳酸酯/ABS共混物；共聚碳酸酯-聚酯；、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈(ASA)；丙烯腈-(乙烯-聚丙烯二胺改性的)-苯乙烯(AES)；亚苯基醚树脂；聚苯醚/聚酰胺共混物；聚酰胺；亚苯基硫醚树脂；聚氯乙烯PVC、；高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯(L/HDPE)、聚丙烯(PP)、膨胀聚丙烯(EPP)；以及热塑性烯烃(TPO)。例如，塑料构件可以包括其可从SABIC Innovative Plastics IP B.V商购得到。塑料构件也可以由包含上述任何材料中至少一种的组合来制造。

能量吸收装置的整体大小，例如，具体尺寸，将取决于它们在车辆中的位置和其功能。例如，所述能量吸收装置的长度(l)、高度(h)、和宽度(w)，将取决于在所需使用位置的可用空间量以及所需要的能量吸收。(参见图2)能量吸收装置的金属构件和塑料构件的深度和壁厚也将取决于可用空间、期望的刚度、以及所采用的材料(或材料的组合物)。例如，能量吸收装置的长度，l，可以小于或等于500mm，具体地，50mm至250mm，并且更具体地，100mm至200mm。能量吸收装置的宽度，w，可以小于或等于200mm，具体地，20mm至150mm，并且更具体地，40mm至100mm。能量吸收装置的高度，h，可以小于或等于300mm，具体地，60mm至200mm，并且更具体地，80mm至150mm。长度大于或等于高度，而高度大于或等于宽度。

金属构件的壁厚可以完全相同或不同，以在期望的方向上增强刚度。例如，这些壁中的一个，如，连接两个相对壁的壁，可以具有比相对壁更大/更小的厚度。在一些实施方式中，金属壁具有小于或等于5mm的厚度，具体地，0.4mm至3mm，并且更具体地，0.5mm至1.5mm。塑料构件可以具有与金属构件长度相当的长度。所述塑料构件的壁厚可以是0.5mm至10mm，具体地，2mm至5mm，并且更具体地，2.5mm至4mm。

如同构件的尺寸，蜂巢的密度取决于期望的刚度、压碎特性、以及所采用的材料。该密度可以是1至20个蜂巢每100mm²，具体地，1至10个蜂巢每100mm²，并且更具体地，1至5个蜂巢每100mm²。

本文公开的能量吸收装置配置成当受到轴向负载时，吸收大量的碰撞能量，同时也具有可接受的蠕变性能(即，碰撞时较小的变形)。这使得这些装置作为对其它车辆构件的支撑部件是有用的。本文所公开的可以共模制的能量吸收装置，提供了集成的能量吸收装置(例如，崩溃罐体)以防止碰撞时损坏车辆(例如，损坏白车身(BIW)或车辆框架)。本文公开的能量吸收装置利用共模制的金属构件和塑料构件的各种设计，以在碰撞时吸收能量，与全塑料构件相比具有减小的蠕变，以及具有低成本、轻量设计。能量吸收装置可以减少车辆碰撞后的维修成本。例如，能量吸收装置可以通过吸收碰撞时的能量而减少损坏，使得BIW未损坏或几乎未损坏。

能量吸收装置可以用在车辆中的不同位置。一般地，能量吸收装置可以位于保险杠梁和保险杠梁附连其上的钢结构的后面，但在BIW的前面用作保护，防止BIW在由碰撞引起施力时被损坏。换言之，在BIW和保险杠梁附连其上的结构之间。可以用能量吸收装置保护的其它构件包括：所有用在车辆前保险杠的前面或后面的前照灯、发动机罩、散热器，和车辆导轨；以及所有用在车辆后保险杠的前面或后面的后挡板、车箱盖、和尾灯，以及其它构件、以及包括这些构件中至少一个的组合。

所述能量吸收装置可以通过几个共模制工艺生产，包括内嵌模制(如，超模制)(over-moulding)以形成包括集成结构的能量吸收装置。金属构件可以通过挤压成期望的形状(如，矩形盒样形状)来形成，然后，例如，可以利用内嵌注射模制工艺将塑料构件内嵌模制进金属构件中。将参照附图更详细地描述金属构件、塑料构件、以及金属构件和塑料构件装配的各种工艺和具体细节。

对本文所公开的部件、方法和设备的更完整的理解可以通过参照附图来获得。这些附图(本文也称为“图”)仅仅是基于便利和容易示出本公开的示意图，因此它们并非旨在表明装置或其部件的相对尺寸和大小和/或限定或限制示例性实施方式的范围。尽管为了清楚起见，在以下描述中使用了特定术语(specific term)，但这些特定术语仅用来指代附图中选择用于说明实施方式的特定结构，而并非用来限定或限制该公开的范围。在附图和以下的说明中，应当理解相似的数字标识指代相似功能的部件。

图2、图3、图5、图7、和图8示出了能量吸收装置的塑料构件的示例性形状。对于塑料构件的一些示例性设计包括分层结构，该分层结构包括在其之间由平面结构连接的三角形结构的多个层(例如，图2)、六边形蜂窝结构(例如，图3)、椭圆形蜂窝结构(例如，图5)、菱形蜂窝结构(例如，图7和8)等、以及包括前述至少一种的组合。图1、图4、和图9示出了能量吸收装置的金属构件的示例性形状。对于金属构件的一些示例性设计包括具有大于或等于三个壁的开放结构(例如，图1)，其中将塑料构件模制进入由金属构件的壁形成的空腔中，或包括具有大于或等于四个壁的封闭结构(例如，图4和图9)，其中将塑料构件模制进入由金属构件的壁形成的空腔中。

现在来看图1至图3，示出了能量吸收装置的各种实施方式。图1示出了金属构件10。金属构件10可以包括大于或等于三个的壁12、14、16(例如，第一个壁、第二个壁、和第三个壁)形成空腔20，例如具有基底14、以及与从基底延伸的相对的壁12、16形成的通道。图2示出了与金属构件10共模制的塑料构件22的图，其中塑料构件22位于由金属构件10的壁12、14、16形成的空腔20中。塑料构件22可以包括形成贯穿塑料构件22的通道的多个壁24。图3也示出了与金属构件10共模制的塑料构件28。塑料构件可以包括将提供期望性能的任何形状。在图3中，塑料构件28包括形成六边形蜂窝形状的壁34。塑料构件22、28的壁24、34可以限定多个通道26、30。

通道26、30可以以平行或垂直于任何或所有壁12、14、16的方向或任何包括前述金属构件10的壁12、14、16中至少一个的组合的方向，延伸穿过塑料构件22、28。通道26具有延伸通过通道的轴“A”(在图2和图7中示出)。在各种实施方式中，一些(图2和图3)或全部(例如，图6和图9)壁可以定向为平行于轴“A”。在图2和图3中，连接相对壁12、16的基底、壁14，定向为垂直于轴A。定向基底、壁14，垂直于轴A使得便于加工。例如，在能量吸收装置的注射模制过程中，注射模制工具的核心将在垂直于基底、壁14的方向上移动，从而便于加工。

金属构件10可以可选地包括一个或多个开口18，这允许塑料构件的材料在模制过程中从中流过，以连接金属构件10和塑料构件22、28从而形成集成能量吸收装置32，(例如，一种装置，在不损坏一个或两个构件的情况下，金属构件和塑料构件不可分离)。换言之，塑料构件与金属构件是不可分离的(例如，在不损坏一个或两个构件的情况下)。金属和塑料构件形成为单一构件。一个或多个开口18可以位于任何表面(例如，任何壁12、14、16)或金属构件10的表面的组合(例如，包括前述中至少一个壁12、14、16的任何组合)。在一个实施方式中，一个或多个开口18可以位于图1中示出的金属构件10的任何两个壁之间的接合处。

一个或多个开口18可选地起压碎启动器的作用，以用来提供局部破碎(例如，能量吸收装置30在压碎启动器点破碎)，以便车辆结构的其它部分在碰撞过程中不被施力破坏。压碎启动器使得能量吸收装置32在受到轴向负载时(例如，当在撞击过程中产生施力时)，能够吸收大量的碰撞能量。当用作其它车辆构件的支撑部件并受到横向负载时，所述能量吸收装置32具有较小的变形。能量吸收装置协助车辆保险杠，能够实现对于保险杠的RCAR、安联(Allianz)、和Thatcham结构测试协议。此外，能量吸收装置能够协助车辆保险杠和车身结构满足高速前碰撞安全协议，如FMVSS、IIHS，和欧NCAP(EuroNCAP)(例如，大于或等于20英里每小时)。通过使能量吸收装置和保险杠梁经受高温负载，即小于或等于90℃进行600至1,000小时以上，来测量能量吸收装置和保险杠梁的蠕变。测量到由于能量吸收装置的保险杠梁的重力负载而引起的向下偏转(downward deflection)。针对塑料构件的蠕变的材料测试可以依据ASTMD2990-09和ISO 899，而针对金属构件的测试可以依据ASTM E139-06。

金属构件10也可以可选地包括另外的壁(例如，第四壁、第五壁，和/或第六壁(未示出))，其包围空腔并创建如前所述的封闭盒型结构。

现在来看图4至图7，示出了能量吸收装置50的另外的实施方式。图4示出了金属构件40包括在其中形成空腔54的壁(例如，第一壁42、第二壁44、第三壁46，和第四壁48)。金属构件40包括如前所述的封闭盒形结构。所述金属构件40可以包括在至少一个壁上的一个或多个孔52，其在能量吸收装置50的形成过程中，允许材料从塑料构件56，例如片60，流过其中并在金属构件40的至少一个壁上创建一个或多个塑料元件62(其可以是相同或不同材料作为塑料构件)。一个或多个元件62将塑料构件锁定在金属构件内，从而防止其移除(在不打破塑料构件的元件的情况下)。在图6中示出了三个热塑性片62。

所述金属构件40的任何壁(例如，壁42、44、46、和/或48)或金属构件40的壁的任何组合可以进一步可选地包括压碎启动器64，以在该点提供局部压碎，从而防止车辆结构(例如BIW)的其它部分在碰撞过程中不被施力破坏。例如，一个或多个压碎启动器64可以位于壁42和46，46和44，44和48，或42和48之间的接合处。可以存在任何数量的压碎启动器18，提供的压碎启动器18的数量足够提供在那些点的局部压碎。

图5示出了可以与所述金属构件40共模制的塑料构件56，其位于由金属构件40的壁形成的空腔54内。塑料构件56可以包括其中包含通道26的多个部件58。图5示出了多个椭圆形部件，而图7示出了多个菱形部件。

图6示出了组装的能量吸收装置50。可以定向一个或多个塑料片62，使得在形成后金属构件40的壁与塑料构件56的通道26的轴垂直。在另一个实施方式中，可以定向一个或多个热塑性片62，使得金属构件40的壁与塑料构件56的通道26的轴平行。

在另一个可替代的实施方式中，由图7所示，示出了菱形塑料构件66。所述塑料构件66包括在其中限定通道26的部件67。塑料构件66可以与金属构件40共模制以提供单个单元组装的能量吸收装置(未示出)。

图8和9示出了塑料构件70，金属构件72，和能量吸收装置74的组装的进一步的实施方式。塑料构件70可以包括多个在其中定义通道26的构件76。在图8中示出了多个菱形部件，虽然可以使用任何形状的部件76。例如，所述部件76可以包括任何形状，包括但不限于，椭圆形(oval)、圆形、菱形、三角形、正方形、矩形、六边形、蜂窝、五边形、椭圆形(elliptical)等、以及包含前述至少一种的组合。

图9示出了能量吸收装置74。塑料构件70的通道26包括图8中线C-C示出的轴。金属构件72包括大于或等于四个的壁，使得金属构件72的壁与通道26的轴平行。金属构件72可以包括在至少一个壁上的一个或多个孔52(未示出)，在能量吸收装置74的形成过程中，这允许材料从塑料材料70，例如，图7和图8显示的片60，流过其中并在金属构件72的至少一个壁上创建一个或多个塑料元件62(其可以是相同或不同的材料作为塑料构件)。一个或多个元件62将塑料构件锁定在金属构件内，从而防止其移除(在不打破塑料构件的元件的情况下)。在图9中示出了三个热塑性片62。

如前所述，可以通过共模制塑料构件70和金属构件72形成能量吸收装置74。金属构件72的任何壁或金属构件72的壁的任何组合可以进一步可选地包括一个或多个压碎启动器64(未示出)以在该点提供局部压碎，从而防止车辆结构(如BIW)的其它部分在碰撞过程中不被施力损坏。

通过图10、图11、和图12示出了形成包括塑料构件82和金属构件84的能量吸收装置80的方法。图10示出了组装的能量吸收装置80，其中允许来自塑料构件82的塑料在模制过程中流过金属构件84的一个或多个孔86，以形成单件组装的能量吸收装置80。图12示出了沿着图11的线D-D视图，其中可以看出塑料构件82的塑料如何流经金属构件84的一个或多个孔86。塑料构件82进一步包括在其中限定通道26的壁。

在一个实施方式中，能量吸收装置包括：金属构件，包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁；以及具有蜂窝结构的塑料构件，蜂窝结构在其中具有限定蜂巢通道的多个壁。塑料构件位于金属构件通道中形成崩溃罐体，并且在不损坏金属构件和/或所述塑料构件的情况下，塑料构件与金属构件不可分离。能量吸收装置可以配置成用于在车辆中吸收碰撞能量。

在一个实施方式中，制造能量吸收装置的方法可以包括：共模制金属构件和塑料构件以形成崩溃罐体。金属构件可以包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁并且塑料构件可以具有蜂窝结构，该蜂窝结构在其中具有限定蜂巢通道的多个壁。

在一个实施方式中，车辆可以包括：车辆构件；能量吸收装置，邻近车辆构件而设置。能量吸收装置包括：金属构件，包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁；以及具有蜂窝结构的塑料构件，该蜂窝结构在其中具有限定蜂巢通道的多个壁。塑料构件可以位于金属构件通道中，并且在不损坏金属构件和/或塑料构件的情况下，塑料构件与金属构件不可分离。

在各种实施方式中，(i)金属构件可以包括包围通道的第四壁；和/或(ii)金属构件的壁可以包括孔，并且其中来自塑料构件的塑料材料可以位于孔内；和/或(iii)金属构件的壁可以进一步包括压碎启动器；和/或(iv)压碎启动器可以位于金属构件的拐角处，在两个壁的交叉处；和/或(v)蜂巢通道可以包括选自包括以下的组中的形状：圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形、菱形、五边形、六边形、七边形、和八边形、以及包括上述至少一种的组合；和/或(vi)金属构件的所有壁可与所述通道的轴平行；和/或(vii)两个相对壁可与所述通道的轴平行，并且连接两个相对壁的壁可以与轴垂直；和/或(viii)所述金属构件可以包括至少两组相对壁，并且其中每组相对壁与另外一组相对壁连接在一起；和/或(ix)所述能量吸收装置可以进一步包括大于或等于高度的长度，而高度大于或等于宽度，其中长度小于或等于500mm；和/或(x)高度可以小于或等于300mm，并且宽度可以小于或等于200mm；和/或(xi)金属构件可以进一步包括位于塑料构件对面壁的一侧上的空腔，其中空腔具有通过壁的孔，并且在空腔中的塑料元件通过该孔连接到塑料构件；和/或(xii)来自塑料构件的塑料可以延伸通过金属构件中的孔；和/或(xiii)塑料构件可以位于金属构件通道内并且在不损坏金属构件和/或塑料构件的情况下，不可从中分离；和/或(xiv)共模制可以包括选自由以下组成的组中的工艺：注射模制、内嵌模制、以及包括前述至少一种的组合；该方法可以进一步包括使塑料流经金属构件中的孔；和/或(xv)塑料可以流入位于塑料构件对面的金属构件壁的一侧上的空腔内，将金属构件和塑料构件粘合在一起；和/或(xvi)该方法可以进一步包括挤出塑料以形成塑料构件；和/或(xvii)车辆构件可以选自由白车身、和黑车身组成的组，并且其中能量吸收装置位于车辆构件与附连其上的保险杠梁之间。

本文公开的能量吸收装置提供了有效的能量吸收特性，同时重量轻并且比其它所有金属结构的成本更低。本文公开的能量吸收装置还提供了单件组装的能量吸收装置，其可以通过如注射模制工艺形成，以使得金属吸收装置比所有塑料挤出结构成本低。此外，与所有塑料挤出的或注射模制的结构相比，金属构件和塑料构件的集成提供了更高的抗变形性，同时与所有塑料注射模制结构相比提供了有效的能量吸收特性。

本文所公开的所有范围都包含端点，并且各端点可以彼此独立地相互组合(例如，范围“可达25wt％，或更具体地，5wt％至20wt％”包括“5wt％至25wt％”范围的端点和所有的中间值等)。“组合(组合物，Combination)”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。此外，术语“第一”、“第二”等在此文中不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个要素(元件)与另一个要素(元件)相区分(d one element from another)。术语“一个”、“一种”、“该/所述”在此文中不表示数量限制，而应解释为既包括单数也包括复数，除非本文中另有指明或明显与上下文矛盾。本文中使用的后缀“(s)”旨在包括其修饰的术语的单数或复数，从而包括该术语的一个或多个(例如，膜(film(s))包括一个或多个膜)。贯穿说明书始终的参照“一个实施方式”、“另一个实施方式”“实施方式”等是指结合该实施方式描述的特定要素(例如，特征、结构和/或特性)包括在本文所述的至少一个实施方式中，而且可能会或者可能不会出现在其它实施方式中。此外，需要理解的是所描述的要素可以任何适合的方式组合于多个实施方式中。

虽然已经描述了具体实施方式，但是申请人或其它本领域技术人员可以想到当前没有或可能没有预见到的替换、改变、变化、改进和实质等同方案。因此，所提交的所附权利要求以及可能经修改的该权利要求旨在包括所有这类替换、改变、变化、改进和实质等同方案。

Claims (22)

1.一种能量吸收装置，包括：

金属构件，包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁；以及

具有蜂窝结构的塑料构件，所述蜂窝结构在其中具有限定蜂巢通道的多个壁；

其中，所述塑料构件位于所述金属构件通道中，并且在不损坏所述金属构件和/或所述塑料构件的情况下，所述塑料构件与所述金属构件不可分离；

其中，所述能量吸收装置配置成用于在车辆中吸收碰撞能量；

其中所述金属构件的壁进一步包括压碎启动器。

2.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述金属构件包括四个形成所述金属构件通道的壁。

3.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述金属构件的壁包括孔，并且其中来自所述塑料构件的塑料材料位于所述孔中。

4.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述压碎启动器位于所述金属构件的拐角处，在两个壁的交叉处。

5.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其中所述蜂巢通道包括选自包括以下的组中的形状：圆形、椭圆形、矩形、三角形、菱形、五边形、六边形、七边形、八边形、以及包括前述至少一种形状的组合。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的能量吸收装置，其中所述金属构件的所有的所述壁与所述金属构件通道的轴平行。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的能量吸收装置，其中构成金属构件通道的两个相对壁与所述金属构件通道的轴平行，并且连接所述两个相对壁的壁与所述轴垂直。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的能量吸收装置，其中所述蜂巢通道被定向为垂直于一个或多个金属构件的壁。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的能量吸收装置，其中所述金属构件包括至少两组相对壁，并且其中每一组所述相对壁与另一组相对壁连接在一起。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的能量吸收装置，进一步包括大于或等于高度的长度，所述高度大于或等于宽度，并且其中所述长度小于或等于500mm。

11.根据权利要求10所述的能量吸收装置，其中所述高度小于或等于300mm，并且所述宽度小于或等于200mm。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的能量吸收装置，其中所述金属构件进一步包括在所述塑料构件对面的所述金属构件的壁的一侧上的空腔，其中所述空腔具有穿过所述壁的孔，并且在所述空腔内的塑料元件通过所述孔连接至所述塑料构件。

13.根据权利要求1-5中任一项所述的能量吸收装置，其中来自所述塑料构件的塑料延伸通过所述金属构件中的孔。

14.一种制造能量吸收装置的方法，包括：

共模制金属构件和塑料构件；

其中所述金属构件包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁；并且

其中所述塑料构件具有蜂窝结构，所述蜂窝结构在其中具有限定蜂巢通道的多个壁；

其中所述塑料构件位于所述金属构件通道内并且在不损坏所述金属构件和/或所述塑料构件的情况下不可与所述金属构件分离；

其中所述金属构件的壁进一步包括压碎启动器。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述共模制包括选自由以下所组成的组中的工艺：注射模制、内嵌模制，以及包括前述至少一种工艺的组合。

16.根据权利要求14-15中任一项所述的方法，进一步包括使塑料流经所述金属构件中的孔。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述塑料流入位于所述塑料构件对面的所述金属构件的壁的一侧上的空腔内，使所述金属构件和塑料构件结合在一起。

18.根据权利要求14-15中任一项所述的方法，进一步包括挤出塑料以形成所述塑料构件。

19.一种车辆，包括权利要求1-13中任一项所述的能量吸收装置。

20.一种车辆，包括：

车辆构件；

能量吸收装置，邻近所述车辆构件而设置，其中所述能量吸收装置包括：

金属构件，包括大于或等于三个形成金属构件通道的壁；以及

具有蜂窝结构的塑料构件，所述蜂窝结构在其中具有限定蜂巢通道的多个壁；

其中，所述塑料构件位于所述金属构件通道中，并且在不损坏所述金属构件和/或所述塑料构件的情况下，所述塑料构件与所述金属构件不可分离；

其中所述金属构件的壁进一步包括压碎启动器。

21.根据权利要求20所述的车辆，其中所述车辆构件选自由白车身和黑车身组成的组，并且其中所述能量吸收装置位于所述车辆构件与保险杠梁所附连的结构之间。

22.根据权利要求19-21中任一项所述的车辆，其中所述能量吸收装置被定位和配置成当受到轴向负载时吸收碰撞能量。