CN106660503A - 铸造缓冲器组件及其制造方法 - Google Patents

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杰里迈亚·约翰·布拉迪
理查德·李·温弗里
瓦伦·爱德华·扬
埃林·利·阿什莫尔
达伦·安德鲁·沃马克
韦努戈帕尔·加里梅拉
保罗·詹姆斯·马斯顿
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Abstract

一种车辆缓冲器组件，包括缓冲梁和冲撞盒。缓冲梁或冲撞盒中的至少一者由金属比如铝或镁铸造而成，以减轻重量、减少制造工艺步骤、以及改进缓冲器组件的性能特性。在实施方式中，缓冲梁和冲撞盒两者由金属铸造而成以建立缓冲梁与冲撞盒之间的一体式连接。缓冲梁或冲撞盒中的一者可以沿着缓冲器组件的顶部部分和底部部分是敞开的并且包括与缓冲梁或冲撞盒铸造成一体的至少一个加强筋。在实施方式中，缓冲梁和冲撞盒两者可以沿着缓冲器组件的顶部部分和底部部分是敞开的并且缓冲梁和冲撞盒各自包括与缓冲梁或冲撞盒铸造成一体的至少一个加强筋。

Description

铸造缓冲器组件及其制造方法
相关申请的交叉引用
本PCT专利申请要求2014年7月9日提交的序列号为62/022,366的美国临时专利申请的权益以及优先权，该申请的全部公开内容被认为是本申请的公开内容的一部分并由此通过参引并入本文。
技术领域
本发明涉及一种包括缓冲梁和冲撞盒的车辆缓冲器组件。本发明还涉及一种制造缓冲器组件的方法。
背景技术
已知车辆缓冲器组件被用于提供能量吸收特性。车辆的本体结构设置有所谓的冲撞盒。这样的冲撞盒布置在车身结构的框架构件的端部以吸收某预定值的冲击载荷，从而消除车身的框架结构的变形。
缓冲器组件包括缓冲梁，该缓冲梁通常横跨车辆的前部或后部横向地延伸并且通常设置成用于在受到正面冲击或背面冲击期间吸收能量。这样的缓冲梁布置在装饰缓冲器或饰带缓冲器下面并且通过使用以上提到的所谓的冲撞盒安装至车架。冲撞盒设计成在受到这种正面冲击或背面冲击时折叠。
冲撞盒通过包括但不限于焊接、粘合剂、紧固件等的许多不同的方式安装至车架和缓冲梁。这样的冲撞盒和缓冲梁可以由包括但不限于钢、铝和/或镁的许多不同类型的材料制成。另外，这样的冲撞盒和缓冲梁通过挤出、钢辊轧成形或热冲压制造工艺的方式制造。
仍存在对这种冲撞盒和缓冲梁的设计的显著且持续的需求，即，允许较低的制造成本和组装成本并且具有改进的能量吸收性能。还存在对这种车辆缓冲器组件的改进的制造方法的显著且持续的需求，即成本有效、减少制造步骤、并且还能够生产具有改进的能量吸收性能和其他性能属性的组装产品。
发明内容
本发明包括车辆缓冲器组件，其中，缓冲梁或冲撞盒中的至少一者是金属铸造部件。本发明还包括制造具有金属铸造的缓冲梁或冲撞盒中的至少一者的车辆缓冲器组件的方法。
根据本发明的缓冲器组件是有利的，原因在于铸造部件能够全部通过工艺步骤减少且工艺成本降低的铸造制造工艺而被设计并制造成具有能被调节以满足缓冲器组件的重量、价格以及性能需求的特定几何结构。另外，本发明的缓冲器组件的铸造部件比通过挤出工艺、钢辊轧成形工艺或热冲压制造工艺的方式制造的现有技术的缓冲器组件的等同部件轻，并且因而促成性能的改善。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参照以下详细描述，本发明的其他优点将会被容易地理解并且变得更好理解，在附图中：
图1是铸造缓冲梁的立体图；
图2是铸造缓冲梁的俯视图，其图示了与铸造缓冲梁一体地铸造的多个加强筋；
图3是缓冲器组件的第一实施方式的立体图，其图示了固定至冲撞盒的铸造缓冲梁；
图4是缓冲器组件的第二实施方式的立体图，其图示了固定至缓冲梁的铸造冲撞盒；
图5是缓冲器组件的第三实施方式的立体图，其图示了与铸造冲撞盒成一体的铸造缓冲梁；
图6是缓冲器组件的第三实施方式的俯视图，其图示了与铸造缓冲梁一体地铸造的多个加强筋；
图7A是包括与铸造冲撞盒成一体的W形铸造缓冲梁的缓冲器组件的第四实施方式的立体图；
图7B是缓冲器组件的第四实施方式的俯视图；
图7C是缓冲器组件的第四实施方式的正视图；
图7D是沿着图7A中的A-A截取的截面图；
图8A是缓冲器组件的第五实施方式的立体图，该缓冲器组件包括与铸造冲撞盒成一体的H形铸造缓冲梁，并且铸造缓冲梁和铸造冲撞盒中的每一者均具有敞开的顶部表面和底部表面；
图8B是缓冲器组件的第五实施方式的俯视图；
图8C是缓冲器组件的第五实施方式的正视图；
图8D是沿着图8A中的B-B截取的截面图；
图8E是缓冲器组件的第五实施方式的局部立体图；
图9A是缓冲器组件的第六实施方式的立体图，该缓冲器组件包括与具有封闭的顶部表面和底部表面的铸造冲撞盒成一体的H形铸造缓冲梁；
图9B是缓冲器组件的第六实施方式的俯视图；
图9C是缓冲器组件的第六实施方式的正视图；
图9D是沿着图8A中的C-C截取的截面图；
图9E是缓冲器组件的第六实施方式的局部立体图；
图10A是图8A中示出的缓冲器组件的俯视图，其图示了由H形铸造缓冲梁和铸造冲撞盒限定的多个减重孔；以及
图10B是图9A中示出的缓冲器组件的俯视图，其图示了由H形铸造缓冲梁限定的多个减重孔。
具体实施方式
参照附图，其中，贯穿若干视图，相同的附图标记表示对应的零部件，图1是用于在车辆缓冲器组件中使用的铸造缓冲梁的立体图，该铸造缓冲梁总体上以附图标记12示出。这样的车辆缓冲器组件被公知用于提供能量吸收特性，并且铸造缓冲梁12通常横跨车辆(未示出)的前部或后部横向地延伸并且通过使用冲撞盒安装至车架。铸造缓冲梁12由金属材料比如铝或镁铸造而成，并且具有能够调节以满足缓冲器组件(未明确地示出)整体的能量吸收需求和重量需求的特定的几何设计。然而，在不脱离本公开的范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。尽管未明确地示出，但铸造缓冲梁12能够具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。
如图2中最佳地示出的，铸造缓冲梁12可以包括呈“V”形的多个加强筋14，各个加强筋与缓冲梁12一体地铸造并且布置成有助于缓冲器组件(未明确地示出)整体的受控制的冲撞性能。应当理解的是，“V”形加强筋14还可以是根据选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。如图3中最佳地示出的，铸造缓冲梁12可以安装至冲撞盒16或与冲撞盒16组合以形成总体上以附图标记10示出的缓冲器组件的第一实施方式，其中冲撞盒16根据传统的制造工艺比如挤出、钢辊轧成形、热冲压等制造。在优选的布置中，铸造缓冲梁12被焊接至冲撞盒16，然而，在不脱离本公开主题的范围的情况下也可以使用包括但不限于粘合剂、紧固件等的许多其他不同的方式。
图4图示了缓冲器组件的第二实施方式，该缓冲器组件总体上以附图标记20示出，在该缓冲器组件20中，铸造冲撞盒26安装至缓冲梁22或与缓冲梁22组合，该缓冲梁22根据传统的制造工艺诸如挤出、钢辊轧成形、热冲压等制造。铸造冲撞盒26由金属材料比如铝或镁铸造而成，并且具有能够调节以满足缓冲器组件20整体的能量吸收需求和重量需求的特定的几何结构设计。然而，在不脱离本公开范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。与第一实施方式相似，铸造冲撞盒26可以被焊接至缓冲梁22，然而，在不脱离本公开范围的情况下也可以使用包括但不限于粘合剂、紧固件等的许多其他不同的方式。
图5图示了缓冲器组件的第三实施方式，该缓冲器组件总体上以附图标记30示出并且包括与铸造冲撞盒36成一体的铸造缓冲梁32。换言之，在缓冲器组件30的第三实施方式中，铸造缓冲梁32和铸造冲撞盒36在同一铸造工艺期间以彼此成一体的方式制造。铸造缓冲梁32和铸造冲撞盒36中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造缓冲梁32和铸造冲撞盒36中的每一者均具有能够调节以满足缓冲器组件30整体的能量吸收需求和重量需求的特定的几何结构设计，其中，这些部件中的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。
与缓冲器组件10的第一实施方式和缓冲器组件20的第二实施方式不同，缓冲器组件的第三实施方式有利的是不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒36至铸造缓冲梁32的固定。因此，缓冲器组件30的第三实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的缓冲器组件。在示例性实施方式中，缓冲器组件30可以比现有技术的缓冲器组件设计轻大约0.5kg。
如图5中最佳地示出的，铸造冲撞盒36还可以包括与铸造冲撞盒36铸造成一体的安装板38，该安装板38用于将缓冲器组件30安装至车架(未明确地示出)中。如图6中最佳地示出的，铸造缓冲梁32还可以包括呈“V”形的多个加强筋34，所述多个加强筋34各自与铸造缓冲梁32一体地铸造并且布置成有助于缓冲器组件(未明确地示出)整体的受控制的冲撞性能。应当理解的是，“V”形加强筋34还可以是根据选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。
图7A至图7D图示了缓冲器组件的第四实施方式，该缓冲器组件总体上以附图标记40示出并且包括与铸造冲撞盒46成一体的铸造缓冲梁42。与第三实施方式相似，缓冲器组件40的第四实施方式的铸造缓冲梁42和铸造冲撞盒46也是在同一铸造工艺期间彼此成一体地制造。铸造缓冲梁42和铸造冲撞盒46中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造缓冲梁42和铸造冲撞盒46中的每一者具有能够调节以满足缓冲器组件40整体的能量吸收需求和重量需求的特定几何结构设计，其中，这些部件中的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。缓冲器组件的第四实施方式有利的是也不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒46至铸造缓冲梁42的固定。因此，缓冲器组件30的第四实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的缓冲器组件。
如图7A中最佳地示出的，铸造冲撞盒46中的每个铸造冲撞盒46限定有内部腔47，并且铸造缓冲梁42限定有多个前开口44，所述多个前开口44各自布置成与铸造冲撞盒46的相应的内部腔47相邻且相连通。前开口44在铸造缓冲梁42中的设置改善了铸造缓冲器组件40的可制造性。如图7D中最佳地示出的，铸造缓冲梁还可以被铸造成沿着铸造缓冲梁的长度的至少一部分呈“W”形延伸以有助于缓冲器组件40的受控制的冲撞性能。
图8A至图8E图示了缓冲器组件的第五实施方式，该缓冲器组件总体上以附图标记50示出并且包括与铸造冲撞盒56成一体的铸造缓冲梁52。换言之，与第三实施方式和第四实施方式相似，缓冲器组件50的第五实施方式的铸造缓冲梁52和铸造冲撞盒56也在同一铸造工艺期间彼此成一体地制造。铸造缓冲梁52和铸造冲撞盒56中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造缓冲梁52和铸造冲撞盒56中的每一者具有能够调节以满足缓冲器组件50整体的能量吸收需求和重量需求的特定几何结构设计，其中，这些部件中的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。缓冲器组件50的第五实施方式有利的是也不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒56至铸造缓冲梁52的固定。因此，缓冲器组件50的第五实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的缓冲器组件。
如图8A以及图8D至图8E中最佳地示出的，铸造缓冲梁52和铸造冲撞盒56中的每一者沿着顶部部分和底部部分是敞开的以改善铸造缓冲器组件50的可制造性。如图8A至图8B以及图8E中最佳地示出的，铸造缓冲梁52可以包括呈“V”形的多个加强筋54，各个加强筋54与缓冲梁52一体地铸造，并且铸造冲撞盒58可以包括呈“X”形的多个加强筋58，各个加强筋58与冲撞盒56一体地铸造。加强筋54、58布置成有助于缓冲器组件50的受控制的冲撞性能。应当理解的是，“V”形加强筋54和“X”形加强筋58还可以是根据选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。如图8D和图8E中最佳地示出的，铸造缓冲梁52还可以被铸造成呈“H”形并且限定沿着铸造缓冲梁52的长度的至少一部分延伸的附加的水平或横向筋59以进一步控制缓冲器组件50的冲撞性能。
图9A至图9E图示了缓冲器组件的第六实施方式，该缓冲器组件总体上以附图标记60示出并且包括与铸造冲撞盒66成一体的铸造缓冲梁62。与第三实施方式、第四实施方式和第五实施方式相似，缓冲器组件60的第六实施方式的铸造缓冲梁62和铸造冲撞盒66在同一铸造工艺期间彼此成一体地制造。铸造缓冲梁62和铸造冲撞盒66中的每一者由金属材料比如铝或镁铸造而成，然而，在不脱离本公开范围的情况下可以选择其他类型的金属和/或金属合金。铸造缓冲梁62和铸造冲撞盒66中的每一者具有能够调节以满足缓冲器组件60整体的能量吸收需求和重量需求的特定几何结构设计，其中，这些部件的一者或两者具有在宽度、几何结构和/或厚度方面可变的非恒定的部段。缓冲器组件60的第六实施方式有利的是也不需要焊接、粘合剂或其他紧固件来实现铸造冲撞盒66至铸造缓冲梁62固定或安装。因此，缓冲器组件60的第六实施方式减少了制造步骤且降低了制造成本，并且实现了优于现有技术设计的更牢固、更廉价且更轻的缓冲器组件。
如图9A至图9B以及图9E中最佳地示出的，铸造缓冲梁62沿着缓冲器组件60的顶部部分和底部部分是敞开的，而铸造冲撞盒66沿着其顶部部分和底部部分是封闭的。如图9A至图9B以及图9E中最佳地示出的，铸造缓冲梁62可以包括呈“V”形的多个加强筋64，各个加强筋64与铸造缓冲梁62一体地铸造。然而，应当理解的是，“V”形加强筋64还可以是根据选定的设计标准——包括但不限于所要求的结构支承件的量、重量和/或所要求的挤压量——的任意数量的其他形状。如图9D和图9E中最佳地示出的，与第五实施方式相似，铸造缓冲梁62还可以被铸造成呈“H”形并且限定沿着铸造缓冲梁62的长度的至少一部分延伸的附加的水平或横向筋69以进一步控制缓冲器组件60的冲撞性能。
图10A和图10B分别图示了缓冲器组件50的第五实施方式和缓冲器组件60的第六实施方式的替代性布置，在缓冲器组件50和缓冲器组件60中，缓冲梁52、62的水平或横向筋59、69限定出多个减重孔70以进一步减轻铸造缓冲器组件50、60的整体重量。如图10A中示出的，在缓冲器组件的第五实施方式的替代性布置中，铸造冲撞盒56还可以限定出多个减重孔以更进一步减轻铸造缓冲器组件50的整体重量。
尽管在图中未明确地示出，但是在缓冲器组件的前述实施方式中的任意实施方式中的缓冲梁或冲撞盒中的一者或两者还可以被铸造成结合有各种设计特征，所述各种设计特征包括但不限于下述方面：前照灯、环境空气传感器、行人支架(pedestrian brackets)、防撞传感器、机罩闩、行人保护系统、喇叭、格栅、雾灯、趾钩(toe hooks)、螺纹插入件以及氯丁橡胶震动吸收材料。如此，铸造缓冲器组件可以结合有原本将必须被焊接到现有技术的缓冲器组件上或者拉伸弯曲到现有技术的缓冲器组件中的设计特征和形状。因而，铸造缓冲器组件避免了需要将这些特征结合到通过挤出、钢辊轧成形、热冲压等方式制造的现有技术的缓冲器组件中的机械加工操作和焊接操作。
尽管在图中未明确地示出，但是在缓冲器组件的前述实施方式中的任意实施方式中的铸造缓冲梁还可以被铸造成沿着其长度的一部分呈“U”形或“C”形延伸。
尽管在图中未明确地示出，但是在缓冲器组件的前述实施方式中的任意实施方式中的缓冲梁或冲撞盒中的一者或两者还可以包括在缓冲器组件内部或者沿着缓冲器组件的任意地方安置的吸收嵌件。
已根据相关法律标准对上述发明进行了描述，因而本说明书本质上是示意性的而非限制性的。所公开的实施方式的变型和改型对于本领域技术人员而言将变得显而易见并且将落入本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种缓冲器组件，包括：
缓冲梁；
冲撞盒，所述冲撞盒与所述缓冲梁互相连接；并且
其中，所述缓冲梁和所述冲撞盒中的一者由金属铸造而成以减轻重量、减少制造工艺的步骤和成本、以及改善所述缓冲器组件的性能特性。
2.根据权利要求1所述的缓冲器组件，其中，所述缓冲梁和所述冲撞盒两者由金属铸造而成以建立所述缓冲梁与所述冲撞盒之间的一体式连接。
3.根据权利要求2所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁和铸造的所述冲撞盒沿着所述缓冲器组件的顶部部分和底部部分是敞开的。
4.根据权利要求3所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁和铸造的所述冲撞盒中的每一者包括与铸造的所述缓冲梁或铸造的所述冲撞盒铸造成一体的至少一个加强筋。
5.根据权利要求4所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁包括多个V形加强筋。
6.根据权利要求4所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述冲撞盒包括X形加强筋。
7.根据权利要求4所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁呈H形以限定沿着铸造的所述缓冲梁的长度的至少一部分延伸的水平或横向筋。
8.根据权利要求8所述的缓冲器组件，其中，所述水平或横向筋限定出多个减重孔。
9.根据权利要求2所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁沿着所述缓冲器组件的顶部部分和底部部分是敞开的，并且铸造所述冲撞盒沿着所述缓冲器组件的所述顶部部分和所述底部部分是封闭的。
10.根据权利要求9所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁包括与铸造的所述缓冲梁铸造成一体的至少一个加强筋。
11.根据权利要求10所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁包括多个V形加强筋。
12.根据权利要求10所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述缓冲梁呈H形以限定沿着铸造的所述缓冲梁的长度的至少一部分延伸的水平或横向筋。
13.根据权利要求12所述的缓冲器组件，其中，所述水平或横向筋限定出多个减重孔。
14.根据权利要求2所述的缓冲器组件，其中，铸造的所述冲撞盒中的每一个均限定有内部腔并且铸造的所述缓冲梁限定有多个前开口，每个前开口布置成与所述冲撞盒的相应的腔相邻且相连通。
15.根据权利要求14所述的缓冲器组件，其中，所述缓冲梁沿着所述缓冲梁的长度的至少一部分呈W形。
16.根据权利要求1所述的缓冲器组件，其中，所述冲撞盒由金属铸造而成。
17.根据权利要求1所述的缓冲器组件，其中，所述缓冲梁由金属铸造而成。
18.根据权利要求1所述的缓冲器组件，其中，所述缓冲梁或所述冲撞盒中的一者由铝或镁铸造而成。
19.一种制造缓冲器组件的方法，包括：
金属铸造缓冲梁或冲撞盒中的至少一者。
20.一种制造缓冲器组件的方法，还包括：
金属铸造所述缓冲梁和一对冲撞盒以建立所述缓冲梁与所述一对冲撞盒之间的一体式连接。
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