CN107499269A - 吸能装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种吸能装置及使用该装置的车辆，其中，吸能装置包括相互套接并能够沿轴向相对移动的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于固定在第一基体上，所述第二安装部用于固定在第二基体上，所述第一安装部和所述第二安装部中位于内侧的一者径向凸出有胀形冲头(1)，以在相对移动时使得位于外侧的一者胀形变形。在受到正碰时，第一安装部和第二安装部能够相对地轴向移动，在移动过程中，胀形冲头使得位于外侧的一者胀形变形，根据胀形成型的原理，该胀形变形的过程能够吸收很大一部分能量，且胀形冲头在移动方向上受到较大的阻力也增强了吸能装置的吸能效果。此外，这种吸能装置通用性强，可以广泛地应用在各种类型的基体上。

Description

吸能装置及车辆

技术领域

本公开涉及机械连接件技术领域，具体地，涉及一种吸能装置及车辆。

背景技术

在机械连接件领域，两个基体之间经常通过具有吸能作用的连接件固定连接，当两个基体中的一者受到撞击时，连接件将减轻另一者受到的撞击力。例如目前车辆开发中，通常在防撞梁与车身之间设置吸能盒，以吸收车辆受到正碰时的能量。现有的连接件的设计与使用中存在许多问题，以车辆的吸能盒为例，不同车型吸能盒结构不一样，通用性差；吸能盒吸能效果差；吸能盒在受到冲击时变形力在较大的范围内波动，稳定性较差。

发明内容

本公开的一个目的是提供一种吸能装置，该装置吸能效果突出，稳定性强，具有较高的通用性。

本公开的另一个目的是提供一种车辆，该车辆使用本公开的吸能装置。

为了实现上述目的，本公开提供一种吸能装置，所述吸能装置包括相互套接并能够沿轴向相对移动的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于固定在第一基体上，所述第二安装部用于固定在第二基体上，所述第一安装部和所述第二安装部中位于内侧的一者径向凸出有胀形冲头，以在相对移动时使得位于外侧的一者胀形变形。

可选地，所述第一安装部包括支撑杆，所述胀形冲头可拆卸地安装在所述支撑杆上，所述第二安装部包括能够套设在所述支撑杆外侧的金属管，所述胀形冲头的外径大于所述金属管的内径。

可选地，所述金属管内贴合地设置有可轴向移动的导向轴，所述支撑杆的接近所述第二基体的一端插入到所述导向轴中，且所述支撑杆与所述导向轴固定连接。

可选地，所述支撑杆为阶梯轴，所述阶梯轴的小径段位于接近所述第二基体的一端，所述小径段上形成有外螺纹，并与所述胀形冲头螺纹配合。

可选地，所述金属管内贴合地设置有可轴向移动的导向轴，所述小径段插入到所述导向轴中，且所述小径段与所述导向轴螺纹配合。

可选地，所述金属管的接近所述第一基体的一端形成有朝向所述第一基体渐张的开口，所述开口的最大内径大于所述胀形冲头的外径。

可选地，所述金属管为壁厚均匀的直圆管。

可选地，所述金属管的接近所述第一基体的一端固定连接有底座，所述底座安装在所述第二基体上，且所述底座开设有使得所述支撑杆以及所述胀形冲头能够穿过的通孔。

可选地，所述底座可拆卸地安装在所述第二基体上。

根据本公开的第二个方面，提供一种车辆，包括车身和防撞梁，所述车身和所述防撞梁之间固定有以上所述的吸能装置，所述第一基体为所述防撞梁，所述第二基体为所述车身。

通过上述技术方案，第一安装部和第二安装部相互套接，在受到正碰时，第一安装部和第二安装部能够相对地轴向移动，在移动过程中，胀形冲头使得位于外侧的一者胀形变形，根据胀形成型的原理，该胀形变形的过程能够吸收很大一部分能量，且胀形冲头在移动方向上受到较大的阻力也增强了吸能装置的吸能效果。此外，这种吸能装置通用性强，可以广泛地应用在各种类型的基体上。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是根据本公开的一个实施方式的吸能装置的结构示意图；

图2是图1示出的实施方式中吸能装置的主视图；

图3是图2中沿A-A线剖切后的剖视图；

图4是图3中B部分的局部放大图。

附图标记说明

1 胀形冲头 2 支撑杆

3 金属管 4 导向轴

5 底座 6 安装板

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，未作特殊说明的情况下，“内、外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的，“前、后”是针对车辆正常行驶状态下的前和后而言的。此外，本公开中提及的“第一”“第二”等术语是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

本公开提供的吸能装置用于固定在第一基体和第二基体之间，例如设置车辆的防撞梁和车身之间，在车辆受到正碰时能够有效地吸收碰撞能量，减轻对车身的冲击破坏。在本公开中，吸能装置包括固定在第一基体上的第一安装部和固定在第二基体上的第二安装部，如图1至图3所示，第一安装部与第二安装部可沿轴向相对移动地相互套接，参照图3，第一安装部与第二安装部中位于内侧的一者径向凸出有胀形冲头1，以在二者相对移动时使得位于外侧的一者胀形变形。根据胀形成型的原理，第一安装部与第二安装部中位于外侧的一者在胀形变形的过程中能够吸收很大一部分能量，且胀形冲头1在移动方向上克服阻力时也吸收一部分能量，从而显著提高了吸能装置的吸能效果，吸能装置在工作中变形力的大小波动很小，稳定性也得以提高。此外，这种吸能装置通用性强，可以广泛地应用在各种类型的基体上，当吸能装置作为车辆的吸能盒使用时，可以适用于各种车型。

本公开还提供一种车辆，包括车身和防撞梁，车身和防撞梁之间固定有上述的吸能装置，防撞梁为上述的第一基体，车身为上述的第二基体。其中，防撞梁可以为前防撞梁也可以为后防撞梁。该车辆的有益效果与吸能装置的有益效果类似，本公开仅对吸能装置的有益效果进行说明，对车辆的有益效果不做过多赘述。

下面以吸能装置应用在车辆上的情况为例进行具体说明，即，下述以防撞梁表示第一基体，以车身表示第二基体，第一基体和第二基体为其他结构的情况与之类似，本公开对其具体结构不做具体限定。具体地，胀形冲头1可以设置在第一安装部上，在这种情况下，第二安装部套设在第一安装部外侧，防撞梁受到撞击后朝向车身运动，胀形冲头1随第一安装部朝向车身运动；胀形冲头1也可以设置在第二安装部上，在这种情况下，第一安装部套设在第二安装部外侧，防撞梁受到撞击后朝向车身运动，胀形冲头1因固定在车身上而保持位置恒定。在前述两种情况下，胀形冲头1均能够与第一安装部和第二安装部中位于外侧的一者相对运动从而使其产生胀形变形。

在本公开以前述第一种情况为例进行详细说明，即胀形冲头1设置在第一安装部上。具体地，参照图1至图3，第一安装部可以包括固定在防撞梁上的支撑杆2，第二安装部包括能够套设在支撑杆2外侧的金属管3。支撑杆2的一端可以通过安装板6固定在防撞梁上，另一端伸入到金属管3中。其中，安装板6例如可以通过焊接的形式固定在防撞梁上。本实施方式中，胀形冲头1套设在支撑杆2的外周，并且胀形冲头1的外径(即图4中的d3)大于金属管3的内径(即图4中的d5)。此外，如图3和图4所示，支撑杆2的外径(即图4中的d2)优选可以不大于金属管3的内径，确保支撑杆2始终不会直接与金属管3内侧接触。

下面结合本实施方式简单介绍金属管3胀形成形的过程。车辆受到撞击防撞梁朝向车身运动时，在金属管3内部与胀形冲头1接触的区域，由于受到胀形冲头1表面的挤压，金属管3内层金属首先发生屈服，随着挤压程度的加大，屈服面向外层传递，最终使整个金属管3变形，实现金属管3胀形变形的过程。在胀形过程中，金属管3本身变形会吸收很大一部分能量，同时，胀形变形中，胀形冲头1在轴向方向上会受到很大的变形阻力，变形过程中吸收很大的做功能量，从而达到极高的吸能效果。

需要说明的是，胀形冲头1要求具有较高的硬度、较高的屈服强度、较高的表面光滑度及较高的耐磨性能等，其各方面的性能远远高于金属管3本体所用材料，例如钢材质管的性能，从而使胀形过程中胀形冲头1本身结构变化较小，是为整个吸能装置的关键部件。

进一步地，胀形冲头1可以通过螺纹连接或卡扣连接等形式可拆卸地安装在支撑杆2上，以能够方便更换或维修等。

如图1至图4所示，金属管3可以为壁厚均匀的直圆管，由于金属管3各个位置的管径一致，胀形冲头1在沿轴向移动时，金属管3克服胀形变形的力会在一个较小的范围内波动，实现在整个变形过程中，变形力均匀的效果，提高吸能装置的稳定性。需要说明的是，这里所提及的金属管3为直圆管是指其整体的形状，下述还将提到金属管3的一端还可以形成有渐张的开口，其与整体形成为直圆管并不相悖。

进一步地，如图3所示，金属管3内贴合地设置有可前后移动的导向轴4，支撑杆2的接近车身的一端插入到导向轴4中，且支撑杆2与导向轴4固定连接。这样，导向轴4可以支撑支撑杆2的远离防撞梁的一端，避免支撑杆2形成为悬臂梁结构而使结构不稳固，使用寿命低。另外，导向轴4还为支撑杆2的轴向移动提供导向作用，防止支撑杆2在金属管3中径向窜动。

进一步地，如图3和图4所示，支撑杆2为阶梯轴，阶梯轴的小径段位于其接近车身的一端，即图面方向的右侧。参照图4，小径段上形成有外螺纹，胀形冲头1中设置有内螺纹，从而使小径段与胀形冲头1螺纹配合，胀形冲头1可以很方便地拆卸。胀形冲头1可以在螺纹导向下旋至阶梯轴的阶梯面处，该阶梯面用于对胀形冲头1进行轴向定位。

进一步地，上述的导向轴4中也开设有螺纹孔，使得小径段与导向轴4可以螺纹配合，这样，支撑杆2与导向轴4也为可拆卸地连接，方便组件的更换或维修等。其中，图4中的m4为上述螺纹孔及支撑杆2上的外螺纹对应的径向尺寸。

如图3及图4所示，金属管3的接近防撞梁的一端可以形成有朝向防撞梁渐张的开口，即在金属管3接近防撞梁的一端增加一段拔模倒角区域，作为胀形冲头1与金属管3胀形发生时的过渡区域，胀形冲头3在该过渡区域的导向作用下进入到金属管3的主体区域。在这种情况下，开口的最大内径(即图4中的d1)大于胀形冲头1的外径d3。倒角的角度α的大小以及金属管3的外径d6的大小可以根据胀形工艺要求确定。胀形力的大小可以通过胀形冲头1的外径d3与金属管3的内径d5的大小来进行调节。金属管3以及支撑杆2的长度可以根据吸能装置的使用空间来确定。

在本公开中，金属管3可以通过底座5固定在车身上。具体地，如图1至图4所示，金属管3的接近防撞梁的一端固定连接有底座5，且底座5开设有使得支撑杆2以及胀形冲头1能够穿过的通孔。这样，吸能装置不仅部分位于防撞梁和车身之间，也有部分位于车身所在位置，从而充分利用防撞梁和车身之间的距离。例如，当金属管3上形成有上述的渐张的开口时，底座5上的通孔孔径为d1，即与开口的最大孔径相同。底座5可以安装在车身的纵梁端盖上，这种设置可以充分利用防撞梁与纵梁端盖之间的空间，以车辆的前防撞梁处的吸能装置为例，底座5固定在车辆的前纵梁端盖上，金属管3可以伸入到前纵梁中，且金属管3与前纵梁无连接关系，二者不会影响对方的性能。

进一步地，底座5可拆卸地安装在车身上，例如安装在纵梁端盖上。如图1所示，底座5上可以均布有安装孔，使得底座5可以通过螺栓连接的方式固定在纵梁端盖上，方便维修和更换等。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种吸能装置，其特征在于，所述吸能装置包括相互套接并能够沿轴向相对移动的第一安装部和第二安装部，所述第一安装部用于固定在第一基体上，所述第二安装部用于固定在第二基体上，所述第一安装部和所述第二安装部中位于内侧的一者径向凸出有胀形冲头(1)，以在相对移动时使得位于外侧的一者胀形变形。

2.根据权利要求1所述的吸能装置，其特征在于，所述第一安装部包括支撑杆(2)，所述胀形冲头(1)可拆卸地安装在所述支撑杆(2)上，所述第二安装部包括能够套设在所述支撑杆(2)外侧的金属管(3)，所述胀形冲头(1)的外径大于所述金属管(3)的内径。

3.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述金属管(3)内贴合地设置有可轴向移动的导向轴(4)，所述支撑杆(2)的接近所述第二基体的一端插入到所述导向轴(4)中，且所述支撑杆(2)与所述导向轴(4)固定连接。

4.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述支撑杆(2)为阶梯轴，所述阶梯轴的小径段位于接近所述第二基体的一端，所述小径段上形成有外螺纹，并与所述胀形冲头(1)螺纹配合。

5.根据权利要求4所述的吸能装置，其特征在于，所述金属管(3)内贴合地设置有可轴向移动的导向轴(4)，所述小径段插入到所述导向轴(4)中，且所述小径段与所述导向轴(4)螺纹配合。

6.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述金属管(3)的接近所述第一基体的一端形成有朝向所述第一基体渐张的开口，所述开口的最大内径大于所述胀形冲头(1)的外径。

7.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述金属管(3)为壁厚均匀的直圆管。

8.根据权利要求2所述的吸能装置，其特征在于，所述金属管(3)的接近所述第一基体的一端固定连接有底座(5)，所述底座(5)安装在所述第二基体上，且所述底座(5)开设有使得所述支撑杆(2)以及所述胀形冲头(1)能够穿过的通孔。

9.根据权利要求8所述的吸能装置，其特征在于，所述底座(5)可拆卸地安装在所述第二基体上。

10.一种车辆，包括车身和防撞梁，其特征在于，所述车身和所述防撞梁之间固定有根据权利要求1-9中任一项所述的吸能装置，所述第一基体为所述防撞梁，所述第二基体为所述车身。