CN104039601B - 能量吸收组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于冲击能吸收的能量吸收组件(10)，可以包括：细长塑料件(20)，具有长轴、第一侧和第二侧，包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽(210)；和细长插入件(30)，具有前端、边缘、末端和后端，其中，插入件被构造为在经受冲击时弯曲以及可移动地摩擦配合在沟槽内，使得塑料件包围前端且大于或者等于边缘和末端的50％。该能量吸收组件可以被构造为附接至车辆以吸收能量吸收冲击。车辆可以包括：车轨和附接至车轨的能量吸收组件。

Description

能量吸收组件
技术领域
本公开整体涉及一种在车辆中使用例如减少(例如，对乘客、行人等)伤害以及减少车辆损坏的能量吸收器。具体地，本公开涉及一种能够吸收低速和中速冲击能(撞击能)的金属塑料混合能量吸收定向系统。
背景技术
世界各地管理汽车低速损坏承受力规定的条例不同。通常，可以将这些条例分为两类：第一类是欧洲大陆，第二类是美国。尽管使用的技术不同，然而，太平洋沿岸地区也遵守欧洲规范，且对冲击具有略微较宽松的规定。这就是指被设计为满足欧洲和太平洋沿岸地区规定的能量吸收系统不同于美国市场所使用的能量吸收系统。
在欧洲和太平洋地区，欧洲经济委员会(ECE)42(1980年6月1日)和汽车维修研究委员会(即，低速15千米/小时(kph))、1999年1月测定机动车辆损坏承受力和维修特性的抵消保险碰撞试验(以下称为“RCAR”)要求车辆的前后方保险杠系统经受这些标准所规定的冲击。在美国，车辆必须满足联邦机动车辆安全标准(FMVSS，即，于1990年4月25日联邦法规汇编(CFR)第581章第49篇，以下称为“FMVSS第581章”)和FCAR、以及2006年5月公路安全保险协会10kph低速前方试验和后方试验(以下称为“IIHS10kph试验”)。欧洲、亚洲以及南美等若干试验家庭使用FCAR测试程序。FMVSS第581章类似于1980年11月21日欧洲联合国经济委员会(ECE)条例第42条(ECE-42)，但是略微较不严格，规定了小客车在低速前方和后方碰撞时的性能要求。FMVSS第581章适用于小客车的前方和后方保险杠，防止在全部宽度上4.0kph(2.5英里/小时(mph))和拐角处2.5kph(1.5mph)的障碍物冲击速度时损坏车身和安全相关设备。在汽车被钟摆式或者移动障碍物在纵向上以4kph(约2.5mph)撞击到前方或者后方并且在载荷和不载荷条件下在地面以上455mm(约18英尺)处以2.5kph(约1.5mph)撞击到前方拐角和后方拐角之后，欧洲经济委员会(ECE)条例第42条规定汽车安全系统继续正常运行。美国提倡IIHS可变形障碍物的其他监管规定，即，通常，在车辆中心处为10kph的速度。因此，对于全球性汽车制造商，开发成本效益的全球性系统极其重要，其更容易被优化以满足各个监管平台的规定。因此，被设计为满足欧洲低速损坏承受力条例的汽车可能不满足美国损坏承受力规定。另一方面，被设计为满足美国规定的汽车对与欧洲标准可能为超安全标准设计。因此，需要提供仍满足严格的并且有时与各个政府条例的设计约束相冲突的通用、低成本能量吸收系统。
发明内容
在各种实施方式中，公开了能够结合各种车辆部件使用的混合能量吸收系统。
在实施方式中，用于冲击能吸收的能量吸收组件可包括：细长塑料件，细长塑料件具有长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽(通道，channel)；和细长插入件，细长插入件具有前端、边缘、末端以及后端，其中，插入件被构造为在经受冲击时弯曲并且移动地摩擦配合在沟槽内，因此，塑料件包围前端，并且插入件大于或者等于边缘和末端的50％。能量吸收组件可被构造为附接至车辆以在经受冲击时吸收能量。
在实施方式中，车辆可包括：车轨和附接至车轨的能量吸收组件。能量吸收组件包括细长塑料件，细长塑料件具有长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽；和细长插入件，细长插入件具有前端、边缘、末端以及后端，其中，插入件被构造为在经受冲击时弯曲并且移动地摩擦配合在沟槽内，因此，塑料件包围前端并且大于或者等于边缘和末端的50％。能量吸收组件可被构造为附接至车辆以吸收能量吸收冲击。
在另一实施方式中，车辆可包括：车轨和附接至车轨的能量吸收组件。能量吸收组件包括细长塑料件，细长塑料件具有长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽。车辆通过ECE42。
在实施方式中，车辆可包括车轨和附接至车轨的能量吸收组件。能量吸收组件可由细长塑料件构成。塑料件包括长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽。车辆通过ECE42。
从下列细节描述和示出性实施方式的附图，上述特性和其他特性将变得更为显而易见。
附图说明
从下面结合附图阅读的细节描述，所描述的能量吸收系统的特征将变得显而易见，附图为示例性的，并非是限制性的，其中，一些附图中的类似元件标号相似。
图1是混合能量吸收器(EA)系统的实施方式的前视立体图。
图2是图1中能量吸收组件的后视立体图。
图3是图1中用于能量吸收组件的插入件的侧视立体图。
图4是沿着示出塑料件和插入件的图1中的线A-A截取的截面图。
图5-图7是图4中塑料件和插入件的几种变形的截面图。
图8示出了图1中能量吸收组件的端部的分解部分右前视立体图。
图9示出了图1中能量吸收组件的端部的分解部分右后视立体图。
图10是车辆(即，轨道支撑件)与仪表板之间能量吸收组件的实施方式的放大等距视图。
图11-图13是插入件的端部的实施方式的部分前视图。
图14是图1中能量吸收组件的塑料件的后视立体图。
图15-图25是插入件形状的实施方式的截面图。
具体实施方式
已经确定纯塑料件不会满足所有标准。(ECE42、RCAR、FMVSS第581章、IIHS10kph测试、以及可变形障碍物冲击测试)。因此，目前的趋势是使用金属系统。然而，金属系统对于欧洲标准为超安全标准设计。本发明公开的是轻质能量吸收组件(例如，混合塑料-金属能量吸收系统)，其可以以若干组合使用以满足各个全球性规定。换言之，本公开中的能量吸收组件可以被设计成满足所需标准。不需要不同的设计。因为可以采用一种设计来满足各个标准，所以本系统能够降低制造成本。换言之，能量吸收组件可以被调整并且在若干组合中使用，以满足各个全球性平台的全球性损伤承受力规定和条例标准。
在各种实施方式中，本发明公开了可以结合车辆部件使用的能量吸收组件，例如，在冲击过程中，使车辆损坏和/或遭受的损伤最小化。能量吸收组件可取代保险杠横梁，例如，其直接附接到车辆，而不使用保险杠横梁。本发明公开的能量吸收组件可以用于车辆的前方和/或后方，直接附接到车辆(例如，附接到车轨)。如果使用能量吸收组件，则车辆可以没有保险杠横梁(即，包括能量吸收组件的车辆的一侧不存在保险杠横梁)。
能量吸收组件可包括塑料件(例如，细长的塑料能量吸收件)和可移动地插入在塑料件的沟槽内的插入件。插入件为系统提供结构完整性并且能够使系统通过诸如IIHS10kph冲击等多种严格的测试标准。可以使用各种模制工艺(例如，注塑模制、热成形、挤出等)制造的塑料件是具有足够长度以在车辆的整个前方或者后方(例如，至少从轨到轨)延伸的细长件，因此，塑料件可直接附接至车辆部件。
在塑料件的端部，例如，在可以附接至车辆的该件的部分处，可以是拐角挤压箱(corner crush box)(即，形成细长塑料件的两个相对端部)。在可以可选地包括压罐(crush can)的端部之间(例如，中央部上)可以是加固件(例如，肋件)和水平突起。用于塑料件的相反侧上的空腔的水平突起被构造为交互接收插入件并且保留插入件。插入件可以保留摩擦配合。换言之，插入件摩擦配合到沟槽内，而无需机械或者化学附接件(例如，胶水、粘合剂、机械装置等)。
塑料件可包括任何塑料材料或者可以形成所需形状并且提供所需性能的塑料材料的组合。塑料件的一些理想特征包括高韧性/延展性、热稳定性、高能量吸收效率、良好的模量与延长比、以及可回收性，除此之外，其中，"高”和“良好的”旨在表示特征至少满足对给定部件/元件的车辆安全条例和规定。用作塑料件的材料的实施例包括热塑性材料以及热塑料材料与弹性体材料和/或热固性材料的组合。可能的热塑料材料包括上述中的至少一种：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、聚亚苯基醚/聚酰胺共混物、聚酰胺、聚苯硫醚树脂、聚氯乙烯PVC、高冲击聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯(L/HDPE)、聚丙烯(PP)、发泡聚丙烯(EPP)、以及热塑性烯烃(TPO)。例如，塑料部件可包括从SABICInnovative Plastics IP B.V.可商购的Xenoy*以及从Saudi Basic IndustriesCorporation可商购的STAMAX*。还可以从包括任何上述材料的至少一种的组合形成塑料件。塑料件可以不含金属。在实施方式中，术语“弹性体”或者“弹性体材料”指比塑料更容易变形的交联热固性橡胶聚合物。塑料件的中央部和末端(即，端部)可包括相同的塑料材料，或者中央部和末端(此处交替称之为“挤压箱”)可分别包括不同于彼此的塑料材料(例如，热塑性材料)。
使用各种模制工艺(例如，注塑模制、热成形、挤出等)可以制造塑料件以提供单件组件(例如，整体形成的能量吸收器)。
如上所述，水平突起形成被构造为接收插入件的空腔。根据能量吸收组件旨在满足的具体标准，可以在具有或者不具有插入件的车辆上使用该系统。当采用插入件时，其设置在塑料件的沟槽内，因此，除后方之外，由塑料件覆盖插入件的所有侧面且小于边缘的30％，具体地，小于边缘的15％，更具体地，塑料件覆盖插入件的边缘以及前端(即，只有插入件的后方不被塑料件覆盖(保留后方不被覆盖))。插入件可从塑料件的后方可移动地安装到塑料件中，从而将插入件按压到沟槽中。插入件具有与沟槽形状互补的形状并且纵向延伸，使得在使用过程中，插入件端部可以直接接触车辆附接部件(例如，轨道支撑件)。
例如，插入件可以是成形为反曲弓的弹性(resilient)可移动部。如在此使用的，术语“弹性”指在大于或者等于5千牛(kN)的弹力下适应或者可弯曲或者能够弹性变形的材料。尽管插入件可以是扁平的(即，不弯曲)、弯曲的插入件，尤其在端部之间的区域(即，在车辆连接区域之间延伸)希望增强能量吸收特征。插入件可具有大于或者等于500mm的曲率半径，具体地，500mm至3,500mm，更具体地，1,000mm至3,000mm，更具体地，1,800mm至2,200mm。对于某些车辆设计，插入件的曲率半径可以是500mm至1,500mm，具体地，500mm至1,000mm。
插入件可以由能够达到理想结构完整性以满足冲击标准的任何材料形成。例如，插入件可以是金属或者加固性塑料(例如，长纤维加固性塑料，诸如，STAMAX*；从SaudiBasic Industries Corporation可商购的长玻璃纤维加固性聚丙烯；SUPERLIT*玻璃材料加固型聚酯等)以及包括上述中至少一种的组合。某些可能金属包括钢、铁、铝、以及包括上述中至少一种的组合，诸如，硬化片钢、铝合金等。金属插入件尤其有用。如果插入件是塑料，则其包括不同于能量吸收器的材料。
如上所述，插入件可具有与沟槽几何结构互补的几何结构。插入件几何结构的一些实例(即，垂直于纵轴截取(例如，沿着图1中的线A-A)的截面几何结构)包括“W”、“I”、“E”、“U”，以及其他结构。可以通过诸如滚压、锻造、弯曲、加氢重整(hydroforming)等或者包括上述中至少一种的组合工艺的各种方法形成插入件。
整体尺寸，例如，此处所描述的能量吸收组件的具体尺度，将取决于其在车辆中的位置(前端和/或后端)及其功能以及其旨在安装的具体车辆。例如，能量吸收组件的长度(l)、高度(h)以及宽度(w)将取决于使用(例如，“封装”)的理想位置中可用的空间量以及所需的能量吸收特性(profile)。塑料件和/或挤压箱(端部)的具体沟槽深度和厚度还取决于可用空间、理想的硬度以及所采用的材料(或者材料组合)。
通过参考附图可以获得对本发明中公开的部件、工艺以及装置的更为完整的理解。为了方便并且易于示出本公开，附图(此处，也被称之为“图”)仅为示意性表示并且因此并不旨在指示设备或其部件的相对尺寸和尺度和/或限定或限制示例性实施方式的范围。尽管为了清楚起见，在下列描述中使用特定的术语，然而，这些术语旨在仅指选择用于附图说明的实施方式的具体结构并且并不旨在限定或者限制本公开的范围。在下面附图和下列描述中，应当理解的是，类似数字标号指类似功能的部件。
图1是能量吸收组件(10)的实施方式的前视立体图，而图2是图1中能量吸收组件(10)的后视立体图。如图1所示，细长塑料件(20)是包括纵向跨塑料件长轴的多个水平突起(212)的多部件元件。塑料件(20)可以向外弯曲(即，当能量吸收组件被附接至车辆时，远离车辆)，因此，其与插入件(30)的幅度相同或者更高。
塑料件(20)包括被构造为接收插入件(30)的沟槽(210)。(还见图14)，因此，沟槽(210)可具有互补的几何结构，因此，插入件(30)可以定位在沟槽(210)中，使得插入件(30)的端部在大于或者等于3(例如，4)个侧面上被塑料件(20)的端部封闭。换言之，插入件(30)的端部(32)、前端(34)、末端(tip)(36)、以及边缘(38)设置在塑料件(20)中。(还见图3)，只有插入件端部(32)的后方(40)保持暴露。沟槽(210)被设计为以摩擦配合方式接收插入件(30)，使得插入件(30)可移动(即，可以从塑料部移除，而不损坏塑料部或者插入件)。插入件(30)配合到沟槽(210)中，使得其不会在使用过程中被意外逐出或者被逐出。
塑料件沟槽(210)被构造为接收插入件(30)并且因此具有互补的几何结构。图4-图7和图14中示出了沟槽几何结构的一些实施例。图4-图7是塑料件(20)、插入件(30)以及沟槽(210)的截面图。对于图4，沿着图1中的线A-A截取截面。其他图示出了其他可能的截面设计(例如，具有在图1中的同一位置截取的截面，但是具有不同的能量吸收组件设计)。从图4、图5以及图7中可以看出，沟槽多个突起(212)，或者可形成如图6所示的单个突起(212)。应注意，内置于沟槽(210)内的插入件(30)具有与沟槽(210)互补从而能够连接两个部件的形状。插入件截面形状的一些实施例包括“W”(例如，如图4、图5、图17以及图19所示的闭合“W”，以及如图21所示的开口“W”)；如图6、图7、图22以及图23所示的“I”；如图24所示的“T”；“E”形、“U”形等以及其他多边形状和圆形形状，诸如，矩形(见图15)、正方形、圆形、三角形、椭圆形(见图16)、部分矩形(例如，开口矩形，见图20)、不规则(例如，一侧或者多侧(例如，相对侧)上具有突起的闭合的矩形形状；见图18；或者在远离上壁延伸的细长侧上具有突起的开放式矩形形状；见图25))。可选地，例如，可以采用堆叠在一起的插入件，因此，一个插入件的第二侧与相邻插入件的第一侧互补。
从图1可以看出，(并且考虑提供图4-图7的示图)，当采用时，插入件(30)为塑料件(20)的突起(212)提供结构完整性。突起在塑料件(20)上纵向延伸。因为金属插入件(30)可以弯曲(例如，冠形，也被称之为凸起，远离车辆延伸)，所以突起(212)在塑料件(20)上纵向延伸时可以具有沿其侧面(214)的不变或者可变长度(例如，从前壁到侧面(214)的底部的深度)。例如，长度可以朝向中心(216)增加并且可以远离中心(216)减小。可替代地，程度可以不变。突起(212)的长度(236)足以接收插入件(30)。(见图5和图6)，例如，突起高度(236)可以为10mm至40mm，具体地，15mm至30mm。
在各种实施方式中，侧面(214)的长度为20毫米(mm)至80mm，具体地，30mm至60mm。更具体地，35mm至50mm。相对于插入件的边缘38，侧面(214)的长度可以大于或者等于边缘(38)的宽度(44)的50％，具体地，大于或者等于70％(见图7)。为了阻止插入件(30)在冲击过程中扭转，理想上，侧面(214)的长度大于或者等于宽度(44)的90％，具体地，大于或者等于宽度(44)的95％，更具体地，大于或者等于宽度(44)的100％，再更具体地，大于或者等于宽度(44)的110％。换言之，侧面(214)不仅是接触插入件前端边缘的唇缘，而且可以用作结构性元件，例如，支撑插入件，从而阻止扭转。
除突起(212)之外，塑料件可包括加固件。加固件的量和具体设计取决于其在塑料件(20)上的位置和该位置的理想结构完整性。例如，肋件可以从底部200延伸(例如，后壁，即，与车辆邻近的壁)。肋件可包括(如随着突起(212))纵向延伸的横肋件(horizontalrib)(204)和/或与横肋件(204)交叉而横向延伸(例如，垂直于横肋件(204))的竖肋件(206)。例如，端部(202)处的竖肋件(206)可以定距离间隔靠近并且由比中心(216)附近的竖肋件(206)更硬的材料制成。(见图8)，换言之，压罐可以形成在塑料件(20)的端部处以在经受中心冲击时增强能量吸收。端部(202)可以限定被构造为与车轨支撑件共面的平面。可选地，端部(202)处的竖肋件(206)可以从塑料件(20)的顶部延伸至底部，例如，以形成压罐。(见图1、图5、以及图8)。在塑料件(20)的其余部分上，竖肋件(206)可以在顶壁(220)与突起(212)之间、相邻突起(212)之间、和/或突起(212)与底壁(222)之间延伸。(见图1和图5)。
除突起(212)和端部加固(228)(即，加固壁(232))之外，塑料件(20)在前端(224)内可以是开放的(见图1)，并且除加固空腔(234)和沟槽(210)之外，塑料件(20)在后方可以闭合(见图2)。应注意，最顶壁和最底壁可以是实心壁且没有开口，例如，可以从前端和后端提取的模具部分(haves)对塑料件进行注塑模制。
例如，竖肋件(206)和横肋件(204)可具有1mm至6mm的厚度并且可具有10mm至200mm的间隔。如果挤压箱形成在塑料件(20)的端部，则挤压箱的竖肋件(206)和横肋件(204)定距离间隔靠近和/或具有比挤压箱之间的竖肋件(206)和横肋件(204)更大的厚度。例如，挤压箱的竖肋件(206)可具有10mm至80mm的间隔并且挤压箱的横肋件(204)可具有10mm至80mm的间隔，而挤压箱之间的竖肋件(206)可具有10mm至200mm的间隔并且挤压箱之间的横肋件(204)可具有10mm至200mm的间隔。例如，挤压箱的竖肋件(206)可具有40mm至70mm的间隔并且挤压箱的横肋件(204)可具有40mm至70mm的间隔，而挤压箱之间的竖肋件(206)可具有70mm至100mm的间隔并且挤压箱之间的横肋件(204)可具有70mm至100mm的间隔。通常，当采用挤压箱时，挤压箱之间的竖肋件(206)的间隔可大于或等于挤压箱的竖肋件(206)的间隔的10％以下(即，如果挤压箱的竖肋件具有60mm的间隔，则挤压箱之间的竖肋件具有大于或者等于66mm的间隔)，具体地，大于或者等于挤压箱的竖肋件(206)的间隔的20％以下，更具体地，大于或者等于挤压箱的竖肋件(206)的间隔的30％以下。可替代地，或者此外，当采用挤压箱时，挤压箱之间的横肋件(204)可具有大于或者等于挤压箱的横肋件(204)的间隔的10％以下的间隔，具体地，大于或者等于挤压箱的横肋件(204)的间隔的20％以下，更具体地，大于或者等于挤压箱的横肋件(204)的间隔的30％以下。
邻近塑料件(20)的端部(202)的底部(200)具有用于将能量吸收组件(10)附接至车辆(例如，附接至车轨支撑件(100))的啮合区域(engagement region)，因此，能量吸收组件(10)定位在仪表板(102)与支撑件(100)之间(例如，见图10)。例如，图9示出了定位在端部(202)的端部中并且被构造为使用各种附接元件(例如，螺栓、螺丝、插脚等)将塑料件(20)可操作地连接至车辆(例如，连接至轨道支撑件)的钻孔(208)。应指出，尽管插入件(30)可直接连接至车辆，然而，通常，仅塑料件(20)被设计为连接到车辆，使得插入件(30)的端部定位在塑料件(20)与车辆(例如，轨道支撑件(100))之间，从而进一步将插入件(30)固定在塑料件(20)内并且在能量吸收组件(10)上设置结构完整性。该布置还允许独立于插入件(30)来使用塑料件(20)。换言之，塑料件(20)可以附接至车辆，而不将金属插入件(30)设置在沟槽内(即，可以在无保险杠横梁和无插入件的车辆上使用塑料件(20))。
从各图可以看出，插入件(30)可具有延伸至塑料件(20)的端部(202)附近的啮合区域中的端部(32)。插入端(32)可以为扁平，从而能够使插入件与车辆附接件(例如，轨道支撑件)之间接触，例如，从而形成向后弯曲的弓形。(例如，见图3和图12)。可替代地，插入件可具有成角度的端部(例如，完全弓形的形状和/或不具有扁平端或向后弯曲的弓形设计)并且可以接触成角度的车辆附接件(见图11)。在另一实施方式中，矫直器(straightener)(42)可附接至插入件的端部(32)，从而能够使插入件与车辆附接件之间理想地接触。例如，图13示出了附接(例如，焊接)在插入件(30)的端部(32)的矫直器(32)(诸如，楔子)。
保险杠组件的效率为在一定距离内吸收的能量的量或者在一定载荷下吸收的能量的量。高效率的保险杠系统比低效率的吸收器在更短的距离内吸收更多的能量。通过快速建立仅低于试图保护的目标(例如，车轨等)的载荷限制的载荷并且维持载荷恒定直至冲击能消散，可以实现高效率。
为了量化在吸收中速冲击的能量的混合横梁(图1和图2中所示)的效用，进行最为严格的IIHS可变形障碍物冲击。还进行模拟测试，从而查看塑料件在4kph的中心摆锤式冲击过程中(在ECE-42规定之中最为严格)是否能够单独吸收所需的能量的量。具有1,600千克(Kg)质量的通用车辆安装有称重近似6Kg的能量吸收组件(3Kg的塑料件和3Kg的钢插入件)。根据测试需要，评估所获得的车辆的性能。据观察，称重3Kg的塑料件独自足以满足具有小于80mm侵入级别的中心摆锤式冲击。此外，对于IIHS10kph冲击，观察到能量吸收组件通过维持小于140mm的侵入级别足以吸收接近6,200焦耳(J)的能量。观察到能量吸收组件表现与称重8Kg的常规钢横梁可比较的性能。因此，使用能量吸收组件设计可以实现质量和成本的大幅度下降，还允许原始设备制造商(OEM)拆除欧洲和太平洋沿岸地区版本不需要的钢插入件。
应指出，上述质量仅为示例性并且与具体车辆有关。为了满足各个全球性规定，能量吸收组件质量取决于车辆质量，对于具有更高质量的车辆，可以适当增加能量吸收组件的质量。例如，对于2,400Kg的车辆质量，能量吸收组件称重约8Kg。
如上所述，目前的能量吸收组件关注于低速车辆受损承受力的设计。能量吸收组件大幅度节省了重量、处理时间以及组装时间。例如，当比较(同一车辆)本发明的能量吸收组件与使用设置在保险杠横梁前方的标准C形能量吸收器保险杠横梁系统并且要求这两个系统满足ECE42和FMVSS第581章时，能量吸收组件的重量下降大于保险杠系统的重量的25％，具体地，大于或者等于40％的重量减少，更具体地，大于或者等于50％的重量减少。尽管重量减少和处理时间的效率和效益将损失，然而，设想除保险杠横梁之外，可以使用能量吸收组件。
应指出，仅出于方便和清楚起见，可以讨论有关具体附图的本发明中公开的能量吸收组件的各个元件的尺寸和形状(例如，确定正在讨论的尺度)。然而，尺寸旨在应用各个元件的所有可能实施方式并且不仅是讨论的具体附图。
在实施方式中，用于冲击能吸收的能量吸收组件可包括：细长塑料件，细长塑料件具有长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽；和细长插入件，细长插入件具有前端、边缘、末端以及后端，其中，插入件被构造为在经受冲击时弯曲并且可移动地摩擦配合在沟槽内使得塑料件包围前端，并且大于或者等于边缘和末端的50％。能量吸收组件可以被构造为附接至车辆以吸收能量吸收冲击。
在实施方式中，车辆可包括：车轨和附接至车轨的能量吸收组件。能量吸收组件包括细长塑料件，细长塑料件具有长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽；和细长插入件，细长插入件具有前端、边缘、末端以及后端，其中，插入件被构造为在经受冲击时弯曲并且可移动地摩擦配合在沟槽内使得塑料件包围前端，并且插入件大于或者等于边缘和末端的50％。能量吸收组件可以被构造为附接至车辆以吸收能量吸收冲击。
在另一种实施方式中。车辆可包括：车轨和附接至车轨的能量吸收组件。能量吸收组件包括细长塑料件，细长塑料件具有长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽。车辆通过ECE42。
在实施方式中，用于冲击能吸收的系统可包括：细长塑料件，细长塑料件具有长轴、第一侧以及第二侧且包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，第二侧限定从第一端部延伸至第二端部的沟槽。中央部可包括沿第一侧并且由沟槽限定的水平突起；多个中央部竖肋件，多个中央部竖肋件在顶壁与突起之间、突起与另一个突起之间、和/或突起与底壁之间延伸。塑料件可包括位于第一端部并且位于第二端部处的挤压箱，其中，挤压箱包括多个另外的竖肋件，其中，另外的竖肋件具有小于中央部竖肋件的间隔的间隔。系统可以被构造为附接至车辆以在经受冲击时吸收能量，使得车辆通过ECE42。
在各种实施方式中：(i)插入件是具有以下截面的金属插入件，其具有在第一侧与第二侧之间竖直延伸的闭合顶部W构造，使得该闭合顶部限定第二侧；和/或(ii)插入件具有以下截面，其具有在第一侧与第二侧之间竖直延伸的闭合底部W构造，使得该闭合底部限定第二侧；和/或(iii)该塑料件可进一步包括位于第一端部以及位于第二端部处的挤压箱，其中，挤压箱包括多个另外的竖肋件，其中，另外的竖肋件具有小于中央部竖肋件的间隔的间隔；和/或(iv)中央部包括沿第一侧并且由沟槽限定的水平突起；多个中央部竖肋件，多个中央部竖肋件在顶壁与突起之间、突起与另一个突起之间、和/或突起与底壁之间延伸；和/或(v)插入件具有以下截面，其具有在第一侧与第二侧之间竖直延伸的I-横梁(I-beam)构造，使得I-横梁顶部限定第二侧；和/或(vi)插入件具有以下截面，其具有在第一侧与第二侧之间水平延伸的I-横梁构造，使得I-横梁侧限定第二侧；和/或(vii)塑料插入件覆盖大于或者等于边缘和末端的70％(具体地，大于或者等于边缘和末端的90％)，其中，后方开放；和/或(viii)第一端部和第二端部被构造为直接附接至车辆；和/或(ix)第一端部和第二端部进一步包括垂直于长轴延伸通过塑料件的钻孔(bore)，其中，塑料件可经由钻孔附接至车辆；和/或(x)塑料件是在原位形成的单个整体本体(unitary body)；和/或(xi)当称重小于7Kg时，该系统在连接至1,600Kg的车辆时能够吸收9.6kph的冲击且侵入小于或者等于140mm；和/或(xii)当称重小于3.5Kg时，塑料件在连接至1,600Kg的车辆时能够吸收4kph的冲击且侵入小于或者等于80mm；(xiii)插入件由选自于金属、热塑性玻璃垫(glassmat thermoplastic)、填充长玻璃纤维的热塑性塑料、以及包括上述中至少一种的组合的材料形成；和/或(xiv)塑料件满足ECE42(1980年11月21日)和/或FMVSS第581章(1990年4月25日)而没有插入件；和/或(xv)能量吸收组件满足FMVSS第581章；和/或(xvi)能量吸收组件满足IIHS10kph；和/或(xvii)插入件可具有以下截面，即，具有选自于“T”构造、“E”构造、“U”构造、矩形构造、正方形构造、圆形构造、三角形构造、椭圆形构造、以及包括上述中至少一种的组合的构造；和/或(xviii)插入件具有以下构造，其具有选自于部分矩形构造、一侧或者多侧上具有突起的封闭矩形构造、以及在远离上壁延伸的细长侧上具有突起的开口矩形构造的构造；和/或(xix)第一端部和第二端部可被构造为直接附接至车辆；和/或(xx)第一端部和第二端部进一步包括垂直于长轴延伸通过塑料件的钻孔，其中，塑料件可经由钻孔附接至车辆；和/或(xxi)塑料件可以是在原位形成的单个整体本体；和/或(xxii)能量吸收组件直接附接至轨道(例如，组件与轨道之间没有保险杠横梁)；和/或(xxiii)能量吸收组件附接至保险杠横梁并且保险杠横梁附接至轨道。
本发明中公开的所有范围包括端点，并且端点独立地彼此组合(例如，“至多达25wt.％，或者，更具体地，5wt.％至20wt.％”的范围包括端点和“5wt.％至25wt.％”范围的所有中间值等)。“组合”包括共混物、混合物、合金、反应产物等。而且，本文中的术语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量、或者重要性，而是用于将一个元件与另一个进行区分。除非本文中另有指示或者上下文明确冲突，否则，本文中的术语“一个”和“该”不表示数量限制并且被解释为覆盖单数和复数。本文中使用的后缀“(s)”旨在包括术语变形的单数和复数，从而包括一个或者多个该术语(例如，膜包括一个或者多个膜)。在本说明书中，参考“一种实施方式”、“另一种实施方式”、“实施方式”等指结合实施方式所描述的具体元件(例如，特性、结构、和/或特征)包括在本文中所描述的至少一种实施方式中并且可以或者可以不存在于其他实施方式中。此外，应当理解的是，所描述的元件可以各种实施方式中的任何合适方式组合。
尽管已经描述了具体的实施方式，然而，申请人或者本领域技术人员可以做出未预见或者目前未预见的替换、变形、改造、改进以及实质性等同变换。因此，提交的附加权利要求及其修改权利要求旨在包括所有该等替换、变形、改造、改进以及实质性的等同变换。

Claims (26)

1.一种用于冲击能吸收的能量吸收组件，包括：
细长塑料件，具有长轴、第一侧和第二侧，包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，所述第二侧限定从所述第一端部延伸至所述第二端部的沟槽；以及
细长插入件，具有前端、边缘、末端和后端，其中，所述插入件被构造为在冲击时弯曲以及可移动地摩擦配合在所述沟槽内，使得所述塑料件包围所述前端且大于或等于所述边缘和所述末端的50％；
其中，所述能量吸收组件被构造为附接至车辆以在冲击时吸收能量。
2.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述中央部包括沿所述第一侧并且由所述沟槽限定的水平突起；多个中央部竖肋件，在顶壁与所述突起之间、所述突起与另一个突起之间和/或所述突起与底壁之间延伸。
3.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述塑料件进一步包括位于所述第一端部以及位于所述第二端部的挤压箱，并且其中，所述挤压箱包括多个另外的竖肋件，其中，所述另外的竖肋件的间隔小于所述中央部竖肋件的间隔。
4.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件是具有以下截面的金属插入件，所述截面具有在所述第一侧与所述第二侧之间竖直延伸的封闭顶部W构造，使得所述封闭顶部限定所述第二侧。
5.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件具有以下截面，所述截面具有在所述第一侧与所述第二侧之间竖直延伸的封闭底部W构造，使得所述封闭底部限定所述第二侧。
6.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件具有以下截面，所述截面具有在所述第一侧与所述第二侧之间竖直延伸的I-横梁构造，使得所述I-横梁顶部限定所述第二侧。
7.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件具有以下截面，所述截面具有在所述第一侧与所述第二侧之间水平延伸的I-横梁构造，使得所述I-横梁侧限定所述第二侧。
8.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件具有以下截面，所述截面具有选自“T”构造、“E”构造、“U”构造、矩形构造、正方形构造、圆形构造、三角形构造、椭圆形构造以及包括上述中的至少一种的组合的构造。
9.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件具有以下截面，所述截面具有选自部分矩形构造、在一侧或多侧上具有突起的封闭矩形构造、以及在远离上壁延伸的细长侧上具有突起的开口矩形构造的构造。
10.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述塑料件覆盖大于或等于所述边缘和所述末端的70％，并且其中，后部开口。
11.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述第一端部和所述第二端部被构造为直接附接至车辆。
12.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述第一端部和所述第二端部进一步包括垂直于所述长轴延伸通过所述塑料件的钻孔，其中，所述塑料件可经由所述钻孔附接至所述车辆。
13.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述塑料件是在原位形成的单个整体本体。
14.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，当称重小于7Kg时，系统在被连接至1,600Kg的车辆时能够吸收9.6kph的冲击，且侵入小于或等于140mm。
15.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，当称重小于3.5Kg时，所述塑料件在被连接至1,600Kg的车辆时能够吸收4kph的冲击，且侵入小于或等于80mm。
16.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件由选自以下各项的材料形成：金属、热塑性玻璃垫、填充长玻璃纤维的热塑性塑料以及包括上述中的至少一种的组合。
17.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件具有大于或等于500mm的曲率半径。
18.根据权利要求1所述的能量吸收组件，其中，所述插入件用大于或等于5千牛的弹力具有弹性变形。
19.一种车辆，包括：
车轨；以及
根据权利要求1-16中任一项所述的能量吸收组件，附接至所述车轨。
20.一种车辆，包括：
车轨；以及
附接至所述车轨的能量吸收组件，所述能量吸收组件包括具有长轴、第一侧和第二侧的细长塑料件，包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，所述第二侧限定从所述第一端部延伸至所述第二端部的沟槽；
其中，所述中央部包括沿所述第一侧并且由所述沟槽限定的水平突起；多个中央部竖肋件，在顶壁与所述突起之间、所述突起与另一个突起之间和/或所述突起与底壁之间延伸，
其中，所述车辆通过1980年11月21日的ECE 42。
21.根据权利要求20所述的车辆，其中，所述能量吸收组件直接附接至所述车轨。
22.根据权利要求20所述的车辆，其中，所述中央部包括沿所述第一侧的水平突起。
23.一种用于冲击能吸收的系统，包括：
细长塑料件，具有长轴、第一侧和第二侧，包括设置在第一端部与第二端部之间的中央部，所述第二侧限定从所述第一端部延伸至所述第二端部的沟槽；
其中，所述中央部包括沿所述第一侧并且由所述沟槽限定的水平突起；多个中央部竖肋件，在顶壁与所述突起之间、所述突起与另一个突起之间和/或所述突起与底壁之间延伸；
其中，所述塑料件包括位于所述第一端部以及位于所述第二端部的挤压箱，并且其中，所述挤压箱包括多个另外的竖肋件，其中，所述另外的竖肋件的间隔小于所述中央部竖肋件的间隔；以及
其中，所述系统被构造为附接至车辆以在冲击时吸收能量，使得所述车辆通过ECE 42。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述第一端部和所述第二端部被构造为直接附接至车辆。
25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述第一端部和所述第二端部进一步包括垂直于所述长轴延伸通过所述塑料件的钻孔，其中，所述塑料件可经由所述钻孔附接至所述车辆。
26.根据权利要求23-25中任一项所述的系统，其中，所述塑料件是在原位形成的单个整体本体。
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