CN110418738A - 车辆保险杠组件 - Google Patents

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Abstract

一种车辆保险杠组件(12)，其包括第一能量吸收构件(22)、第二能量吸收构件(24)和车辆面板构件(26)。第一能量吸收构件(22)由非发泡聚丙烯制成，并且构造成直接附接到车体结构(14)。第二能量吸收构件(24)由发泡聚丙烯制成，并且直接附接到第一能量吸收构件(22)的与车体结构(14)间隔开的部分。车辆面板构件(26)的形状和轮廓设计为用于预定的车体风格。此外，车辆面板构件(26)构造成附接到车体结构(14)。车辆面板构件(26)覆盖并至少部分隐藏第一能量吸收构件(22)和第二能量吸收构件(24)。

Description

车辆保险杠组件
技术领域
本发明总体上涉及一种车辆保险杠组件。更具体地，本发明涉及一种包括第一能量吸收构件和第二能量吸收构件的车辆保险杠组件，第一能量吸收构件由第一材料制成，第二能量吸收构件由与第一材料相比具有不同冲击响应的第二材料制成。
背景技术
传统的车辆保险杠组件通常包括由车辆面板覆盖的能量吸收材料。
发明内容
本公开的一个目的是提供一种车辆保险杠组件，其具有由第一材料制成的第一能量吸收构件和由第二材料制成的第二能量吸收材料，第二材料具有与第一材料的能量吸收特性相比不同的能量吸收特性。
鉴于已知技术的状态，本公开的一个方面是提供一种车辆保险杠组件，其具有第一能量吸收构件、第二能量吸收构件和车辆面板构件。第一能量吸收构件由非发泡聚丙烯制成并且构造成直接附接到车体结构。第二能量吸收构件由发泡聚丙烯制成并且直接附接到第一能量吸收构件的与车体结构间隔开的部分。车辆面板构件的形状和轮廓设计为用于预定的车体风格。此外，车辆面板构件构造成附接到车体结构。车辆面板构件覆盖并且至少部分地隐藏第一能量吸收构件和第二能量吸收构件。
附图说明
现在参考形成该原始公开的一部分的附图：
图1是包括根据第一实施方式的车辆保险杠组件的车辆的前视图；
图2是根据第一实施方式的沿着图1中的线2-2截取的车辆和车辆保险杠组件的侧剖视图；
图3是根据第一实施方式的车辆保险杠组件的侧剖视图，其示出了刚性支撑构件、第一能量吸收构件、第二吸收构件和车辆面板构件；
图4是根据第一实施方式的车辆保险杠组件的分解立体图，其示出了刚性支撑构件、第一能量吸收构件和第二吸收构件的特征；
图5是根据第一实施方式的车辆保险杠组件的一些部分的侧视图，其示出了车辆面板构件和第二能量吸收构件之间的附接；
图6是根据第一实施方式的从车辆移除的第一能量吸收构件和第二能量吸收构件的前视图；
图7是根据第一实施方式的从车辆保险杠组件移除的第二能量吸收构件的立体图，其示出了第二能量吸收构件的后表面以及侧突出部、双面胶带和机械紧固件；
图8是根据第一实施方式的从车辆保险杠组件移除的第二能量吸收构件的另一立体图，其示出了第二能量吸收构件的前表面以及侧突出部和双面胶带；
图9是根据第一实施方式的从车辆保险杠组件移除的第二能量吸收构件的仰视图；
图10是根据第一实施方式的从车辆保险杠组件移除的第二能量吸收构件的侧视图；
图11是根据第一实施方式的车辆保险杠组件的中央部分的后视图，其示出了第一能量吸收构件的利用机械紧固件附接到第二能量吸收构件的区域；
图12是根据第一实施方式的沿着图11中的线12-12截取的车辆保险杠组件的剖视图，其示出了第一能量吸收构件利用机械紧固件附接到第二能量吸收构件；
图13是根据第一实施方式的沿着图11中的线13-13截取的车辆保险杠组件的局部剖视图，其示出了经由双面胶带附接到第一能量吸收构件的第二能量吸收构件；
图14是根据第一实施方式的附接到第二能量吸收构件的车辆面板构件的一部分和车辆的车体结构的一些部分的立体剖视图；和
图15是根据第一实施方式的车辆保险杠组件的正面剖视图，其示出了车辆面板构件的在第二能量吸收构件的突出部上延伸的部分。
具体实施方式
现在将参考附图解释所选实施方式。对于本领域技术人员来说，从本公开显而易见的是，提供以下对实施方式的说明仅用于说明而不是为了限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明的目的。
首先参考图1，根据第一实施方式示出了包括车辆保险杠组件12(图2-图4所示)的车辆10。车辆10还包括车体结构14，车体结构14包括许多传统的结构和支撑元件。由于车体结构和支撑元件是公知的，因此为了简洁起见省略了进一步说明。
车体结构14支撑车辆保险杠组件12。具体地，在所示实施方式中，车辆保险杠组件12附接到车体结构14的前端，如图1和图2所示。但是，从本文的附图和说明中应该理解，车辆保险杠组件12也能够附接到车体结构14的后端。
如图3和图4所示，车辆保险杠组件12(下文中称为保险杠组件12)包括刚性支撑构件20、第一能量吸收构件22、第二能量吸收构件24和车辆面板构件26。
刚性支撑构件20可以由钢、金属合金、复合材料或者能够形成或成形为如图3和图4所示的诸如刚性支撑构件20的所示形状的梁的任何其它刚性材料制成。刚性支撑构件20经由焊接技术和/或机械紧固件固定地附接到车体结构14。刚性支撑构件20可以是保险杠组件12的专用部分，或者可以是车体组件14的预先存在的元件。
刚性支撑构件20包括主壁部20a，主壁部20a形成有一对凹部20b，凹部20b从刚性支撑构件20的第一横向端延伸到刚性支撑构件20的第二横向端。刚性支撑构件20还具有上壁20c和下壁20d。当安装到车体结构14时，刚性支撑构件20从车体结构14的第一横向侧或外侧附近延伸到车体结构14的第二横向侧或外侧。主壁部20a面向车辆10的前方。如下更详细地说明的，刚性支撑构件20特别地成形为支撑第一能量吸收构件22。
第一能量吸收构件22是模制结构，其均匀地形成为单个整体元件。在所示实施方式中，第一能量吸收构件22由非发泡聚丙烯制成并构造成直接附接到刚性支撑构件20。第一能量吸收构件22是固体形式的聚丙烯，如果有的话，该固体形式的聚丙烯具有很少的夹杂物或气泡。优选地，第一能量吸收构件22是均匀的并且是完全固体的。
第一能量吸收构件22能够由模制成所示形状的聚丙烯片材制成，或者能够使用例如注射成型工艺制成。第一能量吸收构件22包括面向内侧的表面22a、面向外侧的表面22b、面向上的表面22c和面向下的表面22d。面向内侧的表面22a经由机械紧固件(未示出)和/或粘合材料附接到刚性支撑构件20。面向内侧的表面22a面向车辆10的后方。面向外侧的表面22b与面向内侧的表面22a相反并且面向车辆10的前方。面向外侧的表面22b也面向车辆面板构件26。如图3所示，面向下的表面22d位于面向外侧的表面22b的一部分的下方。
面向上的表面22c的一部分包括多个凹坑或凹部22f，其为第一能量吸收构件22提供增加的刚度。面向下的表面22d形成有多个突起部22g，在相邻的突起部22g之间限定有间隙22h。
如图3所示，第一能量吸收构件22形成为片状构造件或部分壳体。具体地，面向内侧的表面22a的一部分22e与刚性支撑构件20间隔开，从而在两者之间形成空间或空隙V。第一能量吸收构件22能够通过例如机械紧固件(未示出)、机械夹子(未示出)或上述粘合材料附接到刚性支撑构件20。在所示实施方式中，第一能量吸收构件22适合刚性支撑构件20的整体形状，使得沿着面向内侧的表面22a形成的突起22p与刚性支撑构件20的至少一个凹部20b配合；并且使得第一能量吸收构件22的限定面向上的表面22c的部分覆盖刚性支撑构件20的上壁20c，如图3所示。
第二能量吸收构件24由发泡聚丙烯制成。因此，第二能量吸收构件24包括气泡和/或微小空隙。第二能量吸收构件24以使得第二能量吸收构件24与刚性支撑构件20间隔开并且与车体结构14完全间隔开的方式直接附接到第一能量吸收构件22的一部分。此外，当车辆保险杠组件12完全组装在车辆10上时，第二能量吸收构件24位于第一能量吸收构件22和车辆面板构件26之间。
第二能量吸收构件24是包括上表面24a、下表面24b、面向内侧或后方的表面24c以及面向外侧或前方的表面24d的块状构件。第二能量吸收构件24的各个横向端或侧面均包括突出部24e。如图11-图13所示，第二能量吸收构件24通过包括机械紧固件F的机械紧固结构附接到第一能量吸收构件22。机械紧固结构包括具有狭槽S(图11)的第一能量吸收构件22。各个机械紧固件F具有头部或夹子端部，该头部或夹子端部延伸穿过狭槽S并进入第二能量吸收构件24中的开口，如图12所示。另外，第二能量吸收构件24也能够通过粘合材料附接到第一能量吸收构件22。在所示实施方式中，第二能量吸收构件24包括双面胶带T的若干部分，如图7-图8和图10-图13所示。在所示实施方式中，双面胶带T的两个部分安装到上表面24a并且双面胶带T的一个部分安装到面向内侧或后方的表面24c。因此，第二能量吸收构件24的上表面24a附接到第一能量吸收构件22的面向下的表面22d的一部分，并且面向后方的表面24c附接到第一能量吸收构件22的面向外侧的表面22b的一部分。
第二能量吸收构件24的尺寸和形状设计成使得第二能量吸收构件24的面向后方的表面24c(内表面)接触第一能量吸收构件22。此外，第二能量吸收构件22的面向前方的表面24d(外表面)面向车辆面板构件26并且能够响应于撞击事件而接触车辆面板构件26。
车辆面板构件26是传统的车辆部件，其构造成附接到车体结构14的相反的横向侧，覆盖并至少部分隐藏第一能量吸收构件22和第二能量吸收构件24。车辆面板构件26还构造成附接到车体结构14的在第一能量吸收构件22和第二能量吸收构件24上方的部分。车辆面板构件26的形状和轮廓设计为向车辆10提供预定的外观和风格。然而，从本文的附图和说明应该理解，车辆面板构件26不限于图1和图2中所示的外观和形状，而是能够根据车辆10的总体设计提供替代的形状和轮廓。
车体结构14还包括空气引导件28。如图5、图14和图15所示，空气引导件28是从邻近车辆面板构件26朝向第一能量吸收构件22和第二能量吸收构件24向后延伸的板或凸缘并且包括一对钩结构28a。车辆面板构件26还限定了面向前方的表面26b和面向后方的表面26c。空气引导件28和钩结构28a从邻近面向后方的表面26c的区域延伸，使得钩结构钩在相应的突出部24e上，如图5所示。钩结构28a有助于保持空气引导件28相对于第一能量吸收构件22和第二能量吸收构件24处于适当位置。然而，车辆空气引导件28在位于车体结构14的散热器30的各侧的位置(未示出)处和/或车体结构14的散热器30上方的位置(未示出)处以传统方式经由机械紧固件固定到车体结构14。空气引导件28的形状和位置设置成以传统方式引导气流进入并穿过散热器30的散热片。由于诸如空气引导件28的空气引导件是传统的特征，因此为了简洁起见省略了进一步说明。
如上所述，第一能量吸收构件22由聚丙烯(实心或非发泡聚丙烯)制成，第二能量吸收构件24由发泡聚丙烯制成。因此，第一能量吸收构件22表现出第一压缩特性，第二能量吸收构件24表现出第二压缩特性，使得第一压缩特性表现出比第二压缩特性高的刚性。换句话说，第二能量吸收构件24比第一能量吸收构件24更容易被压缩。在优选的构造中，第一能量吸收构件22在压缩屈服强度试验中表现出约40MPa的压缩屈服强度，并且根据发泡聚丙烯的密度范围，第二能量吸收构件24在压缩屈服强度试验中表现出0.10MPa至2.08MPa的压缩屈服强度。在所示实施方式中，第二能量吸收构件24的发泡聚丙烯的密度范围在20g/l(克/升)至90g/l之间。
参考图2，在车体结构14和保险杠组件12的前方绘制了测试结构或摆锤P。摆锤P是用于响应冲击事件而测试保险杠组件的测试设备的常规部分，其中冲击事件是在预定和公知的条件下进行的受控试验的一部分。具体地，这种受控试验包括用摆锤P在车辆前部中心处撞击车辆。摆锤P构造成在模拟受控试验的预定冲击条件的地面上方预定距离的区域中撞击车辆的前端。在一些车辆设计中，能量吸收构件(诸如第一能量吸收构件22的中心)能够位于摆锤P的撞击区域上方。例如，一些车辆模型能够出售或提供有大直径轮子和悬架系统的升高构造，诸如四轮驱动车辆。在这种升高构造中，第一能量吸收构件22能够位于地面上方的固定距离处，该距离大于受控试验的预定距离。因此，摆锤P与升高的车辆的第一能量吸收构件22之间的冲击区域不一致。在这种升高的车辆中，在保险杠组件12中包括第二能量吸收构件24提供了额外的能量吸收益处。具体地，第二能量吸收构件24位于摆锤P和车体结构14之间的冲击区域中，从而提供了能够响应于接受接触车辆10的摆锤P的冲击的受控试验的能量吸收结构。
车体结构14(除了车辆保险杠组件12的元件之外)是本领域公知的传统部件。由于车体结构在本领域中是公知的，因此本文将不详细讨论或说明这些结构。相反，本领域技术人员从本公开中显而易见的是，部件可以是能够用于实现本发明的任何类型的结构和/或程序。
术语的一般解释
在理解本发明的范围时，本文所使用的术语“包含”及其衍生词旨在是开放式术语，其指定所述特征、元件、部件、组、整体和/或步骤，但不排除存在其它未说明的特征、元件、部件、组、整体和/或步骤。前述内容也适用于具有类似含义的词语，诸如术语“包括”、“具有”及其衍生词。此外，当以单数使用时，术语“部分”、“片段”、“部”、“构件”或“元件”能够具有单个部分或多个部分的双重含义。同样如本文所用来说明上述实施方式的那样，以下方向术语“向前”、“向后”、“上方”、“向下”、“竖直”、“水平”、“下方”和“横向”以及任何其它类似的方向术语指的是配备有车辆保险杠组件12的车辆的那些方向。因此，用于说明本发明的这些术语应当相对于配备有车辆保险杠组件12的车辆来解释。
本文中用于说明装置的部件、片段或部分的术语“构造”包括被构造为实现期望功能的结构。
本文使用的诸如“基本上”、“大约”和“近似”的程度术语意味着修正后的术语的使得最终结果不会显著改变的合理偏差量。
虽然仅选择了选定的实施方式来说明本发明，但是本领域技术人员从本公开中显而易见的是，在不脱离本发明的如所附的权利要求所限定的范围的情况下，能够进行各种改变和变型。例如，能够根据需要和/或期望改变各种部件的尺寸、形状、位置或取向。所示的直接连接或彼此接触的部件能够具有布置在它们之间的中间结构。一个元件的功能能够由两个元件执行，反之亦然。一个实施方式的结构和功能能够在另一个实施方式中采用。并非所有优点都必须同时存在于特定实施方式中。单独或与其它特征组合的现有技术中独特的每个特征也应被视为申请人对进一步发明的单独描述，包括由这些特征体现的结构和/或功能性概念。因此，所提供的根据本发明的实施方式的前述说明仅用于说明，而不是为了限制由所附权利要求及其等同物限定的本发明的目的。

Claims (11)

1.一种车辆保险杠组件，其包括：
第一能量吸收构件，其由非发泡聚丙烯制成，所述第一能量吸收构件构造成直接附接到车体结构；
第二能量吸收构件，其由发泡聚丙烯制成，所述第二能量吸收构件直接附接到所述第一能量吸收构件的与所述车体结构间隔开的部分；以及
车辆面板构件，其形状和轮廓设计为用于预定的车体风格，并且所述车辆面板构件构造成附接到所述车体结构，覆盖并且至少部分隐藏所述第一能量吸收构件和所述第二能量吸收构件。
2.根据权利要求1所述的车辆保险杠组件，其特征在于，
所述第二能量吸收构件通过机械紧固结构附接到所述第一能量吸收构件。
3.根据权利要求2所述的车辆保险杠组件，其特征在于，
所述机械紧固结构包括具有至少一个狭槽的所述第一能量吸收构件和具有延伸到所述至少一个狭槽中的至少一个夹子的所述第二能量吸收构件。
4.根据权利要求1所述的车辆保险杠组件，其特征在于，
所述第二能量吸收构件位于所述第一能量吸收构件和所述车辆面板构件之间。
5.根据权利要求4所述的车辆保险杠组件，其特征在于，
所述第二能量吸收构件的尺寸设计成使得所述第二能量吸收构件的内表面接触所述第一能量吸收构件，并且所述第二能量吸收构件的外表面接触所述车辆面板构件。
6.根据权利要求1所述的车辆保险杠组件，其特征在于，所述车辆保险杠组件还包括：
空气引导构件，其包括突出段，以及
所述第二能量吸收构件包括至少一个横向延伸的突出部，其中所述空气引导构件的突出段放置在所述至少一个横向延伸的突出部上。
7.根据权利要求1所述的车辆保险杠组件，其特征在于，
所述第二能量吸收构件通过粘合材料附接到所述第一能量吸收构件。
8.根据权利要求7所述的车辆保险杠组件，其特征在于，
所述粘合材料包括在双面胶带的相反侧面的各个侧面上具有粘合剂的双面胶带。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆保险杠组件，其特征在于，
所述第一能量吸收构件包括附接到所述车体结构的面向内侧的表面、面向所述车辆面板构件的面向外侧的表面和在所述面向外侧的表面下方的面向下方的表面，并且
所述第二能量吸收构件附接到所述第一能量吸收构件的所述面向下方的表面。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆保险杠组件，
所述第一能量吸收构件表现出第一压缩特性，并且所述第二能量吸收构件表现出第二压缩特性，使得所述第一压缩特性表现出比所述第二压缩特性高的刚性。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的车辆保险杠组件，
所述第一能量吸收构件在压缩屈服强度试验中表现出约40MPa的压缩屈服强度，并且
根据发泡聚丙烯的密度范围，所述第二能量吸收构件在压缩屈服强度试验中表现出0.10MPa至2.08MPa的压缩屈服强度，其中所述密度范围在20g/l至90g/l之间，g/l即克/升。
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