CN113619363A - 汽车门护板泡沫吸能器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车门护板生产领域，公开了一种汽车门护板泡沫吸能器，包括吸能器主体，吸能器主体内朝向汽车门护板的一面向内开有凹槽。本发明汽车门护板泡沫吸能器，当采用中低密度硬质聚氨酯泡沫时，不会出现吸能器的松脱或破裂的问题。

Description

汽车门护板泡沫吸能器
技术领域
本发明涉及汽车门护板生产领域，具体涉及一种汽车门护板泡沫吸能器。
背景技术
门护板吸能器的吸能性能设计主要是为了满足门护板侧碰试验要求。试验要求在一定的冲击行程内，门护板需要通过自身变形吸收一定的冲击能量，并且产生的反力不能超过限值。通过此性能的设计，门护板在整车侧撞时可有效的缓冲人体所受到的冲击，减轻人体相应部位受到伤害。
在实际的开发中，聚苯乙烯泡沫(EPS)、聚丙烯泡沫(EPP)、聚氨酯泡沫(PU)等泡沫塑料，常被作为吸能材料使用，用于改善碰撞能量吸收过程、缩小溃缩吸能空间，在高端车上应用尤为广泛。
泡沫材料的吸能过程中主要利用它的压缩特性，对于反力大小的调节，通常可采取以下两种方案，一是改变泡沫吸能器的截面积，二是改变泡沫吸能器的密度。汽车门护板上常见泡沫吸能器材料为硬质聚氨酯泡沫，它具有正应变率效应明显、屈服平台较宽的优点，是一种较好的缓冲吸能材料。但硬质聚氨脂泡沫还具有易碎、不可恢复性的缺点。当需要使用较低密度泡沫时，由于它的抗拉强度较低，门护板在运输或使用过程中，受到磕碰而经常会出现吸能器的松脱或破裂现象。而常规的硬质聚氨酯泡沫吸能器结构不能解决这一问题，存在这样一个缺陷，导致适用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种汽车门护板泡沫吸能器，当采用中低密度硬质聚氨酯泡沫时，不会出现吸能器的松脱或破裂的问题。
为实现上述目的，本发明所设计的汽车门护板泡沫吸能器，包括吸能器主体，所述吸能器主体内朝向汽车门护板的一面向内开有凹槽。
优选地，所述吸能器主体上设有若干个用于将所述吸能器主体安装在所述汽车门护板上的吸能器安装结构，所述吸能器安装结构内部嵌有塑料嵌件，所述塑料嵌件的一部分嵌入所述吸能器主体内，通过所述塑料嵌件，有效提高泡沫吸能器在此处的承载能力和安装固定方式适应性。
优选地，所述凹槽的开槽深度、开槽面积、开槽位置和过度圆角尺寸均通过结构冲击仿真和发泡成型仿真评价优化获得，一般来说，开槽深度不易过大，过大易导致冲击吸能过程中的承载稳定性，开槽面积及开槽位置设计时一般要尽量平衡对称布置，剩余料厚分布均匀，既要考虑承载稳定性，还要考虑到发泡的流动性，过度圆角设计时不易过小，以免造成流动阻滞和填充不满等发泡工艺缺陷。
优选地，所述塑料嵌件的弹性模量、厚度和侵入所述吸能器主体的深度通过结构冲击仿真和发泡成型仿真来获取，所述塑料嵌件材料的弹性模量、厚度和侵入泡沫的深度是提高所述吸能器安装结构抗冲击性能的关键参数，一般来说，所述塑料嵌件材料的弹性模量和厚度值越高，越能提高所述吸能器安装结构的局部强度，但所述塑料嵌件本身刚度过大时，泡沫吸能器遭受异常外力冲击时会导致所述塑料嵌件与所述吸能器主体之间的一定程度的剥离或分离，所述塑料嵌件侵入泡沫的深度需要考虑到所述吸能器安装结构的厚度，不宜过大以免影响泡沫吸能器发泡成型时的流动，也不能过小导致无法承载足够的拉力。
优选地，所述塑料嵌件与所述吸能器主体的融合界面做粗糙处理，提高泡沫材料和所述塑料嵌件塑料材料之间的融合强度。
优选地，所述塑料嵌件嵌入所述吸能器主体内的端部设有倒扣或翻边，增强所述吸能器安装结构的抗拉能力。
优选地，相邻的所述塑料嵌件之间通过料桥连接，增强所述吸能器安装结构的抗拉能力。
优选地，所述塑料嵌件与所述吸能器主体一体成型，成本低廉且易实施。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、通过设置凹槽，降低了泡沫吸能器的承载截面积，可以实现在不会对平台反力造成明显提升的前提下，适当提高泡沫的密度，进而提高泡沫吸能器的抗拉强度；
2、通过塑料嵌件既分担了吸能器安装结构所受的一部分载荷，避免在局部产生过高的拉伸应力，从而防止破裂的发生，又适宜与门护板固定连接，无论采用热熔焊接固定还是螺钉固定，相比直接连接泡沫材料，塑料嵌件的加入都使得泡沫吸能器在安装固定上更加牢靠，不易晃动，降低了松脱的风险；
3、可使用中低发泡密度的泡沫材料，扩大了泡沫材料的选择应用范围。
附图说明
图1为本发明汽车门护板泡沫吸能器的结构示意图；
图2为图1的仰视图；
图3为图2的竖向剖视图；
图4为本发明安装在汽车门护板上的示意图；
图5为图4的侧面剖视图；
图6为塑料嵌件带倒扣的示意图；
图7为塑料嵌件带翻边的示意图；
图8为吸能器安装结构通过料桥连接的示意图。
图中各部件标号如下：
吸能器主体1、汽车门护板2、凹槽3、吸能器安装结构4、塑料嵌件5、倒扣6、翻边7、料桥8。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2及图3所示，本发明汽车门护板泡沫吸能器，包括吸能器主体1，吸能器主体1为泡沫材料，吸能器主体1内朝向汽车门护板2的一面向内开有凹槽3。通过凹槽3优化了传统泡沫块状吸能器几何形状，在不改变吸能特性的前提下适当提高泡沫的密度，进而提高抗拉强度。开槽深度不易过大，过大易导致冲击吸能过程中的承载稳定性，开槽面积及开槽位置设计时一般要尽量平衡对称布置，剩余料厚分布均匀，既要考虑承载稳定性，还要考虑到发泡的流动性，过度圆角设计时不易过小，以免造成流动阻滞和填充不满等发泡工艺缺陷。因此，本实施例中，凹槽3的开槽深度、开槽面积、开槽位置和过度圆角尺寸均通过结构冲击仿真和发泡成型仿真评价优化获得。
另外，如图1所示，吸能器主体1上设有三个用于将吸能器主体1安装在汽车门护板2上的吸能器安装结构4，吸能器安装结构4内部嵌有塑料嵌件5，塑料嵌件5的一部分嵌入吸能器主体1内。通过塑料嵌件5，有效提高泡沫吸能器在此处的承载能力和安装固定方式适应性。所述塑料嵌件材料的弹性模量、厚度和侵入泡沫的深度是提高所述吸能器安装结构抗冲击性能的关键参数。一般来说，塑料嵌件5材料的弹性模量和厚度值越高，越能提高吸能器安装结构4的局部强度，但塑料嵌件5本身刚度过大时，泡沫吸能器遭受异常外力冲击时会导致塑料嵌件5与吸能器主体1之间的一定程度的剥离或分离，塑料嵌件5侵入泡沫的深度需要考虑到吸能器安装结构4的厚度，不宜过大以免影响泡沫吸能器发泡成型时的流动，也不能过小导致无法承载足够的拉力。因此，本实施例中，塑料嵌件5的弹性模量、厚度和侵入吸能器主体的深度通过结构冲击仿真和发泡成型仿真来获取。
另外，本实施例中，塑料嵌件5与吸能器主体1的融合界面做粗糙处理，提高了泡沫材料和塑料嵌件5塑料材料之间的融合强度。
本实施例中，塑料嵌件5与吸能器主体1一体成型，成本低廉且易实施。
本实施例使用时，如图4及图5所示，通过吸能器安装结构4安装在汽车门护板2。和传统不加塑料嵌件5的泡沫吸能器相比，在实施一千克的落球冲击评估试验中，本实施例承受落球冲击力的能力相比传统从原来不加塑料嵌件5的泡沫吸能器的不足0.5米提高到1米，大幅提高了低密度泡沫吸能器的抗破坏冲击能力。
另外，在其它实施例中，如图6所示，可以将塑料嵌件5嵌入吸能器主体1内的端部设置成倒扣6，如图7所述，可以将塑料嵌件5嵌入吸能器主体1内的端部设置成翻边7，也可以如图8所示，使相邻的塑料嵌件5之间通过料桥8连接，增强吸能器安装结构4的抗拉能力。
本发明汽车门护板泡沫吸能器，通过设置凹槽3，降低了泡沫吸能器的承载截面积，可以实现在不会对平台反力造成明显提升的前提下，适当提高泡沫的密度，进而提高泡沫吸能器的抗拉强度；通过塑料嵌件5既分担了吸能器安装结构4所受的一部分载荷，避免在局部产生过高的拉伸应力，从而防止破裂的发生，又适宜与汽车门护板2固定连接，无论采用热熔焊接固定还是螺钉固定，相比直接连接泡沫材料，塑料嵌件5的加入都使得泡沫吸能器在安装固定上更加牢靠，不易晃动，降低了松脱的风险；同时，还可使用中低发泡密度的泡沫材料，扩大了泡沫材料的选择应用范围。

Claims (8)

1.一种汽车门护板泡沫吸能器，包括吸能器主体(1)，其特征在于：所述吸能器主体(1)内朝向汽车门护板(2)的一面向内开有凹槽(3)。
2.根据权利要求1所述汽车门护板泡沫吸能器，其特征在于：所述吸能器主体(1)上设有若干个用于将所述吸能器主体(1)安装在所述汽车门护板(2)上的吸能器安装结构(4)，所述吸能器安装结构(4)内部嵌有塑料嵌件(5)，所述塑料嵌件(5)的一部分嵌入所述吸能器主体(1)内。
3.根据权利要求1所述汽车门护板泡沫吸能器，其特征在于：所述凹槽(3)的开槽深度、开槽面积、开槽位置和过度圆角尺寸均通过结构冲击仿真和发泡成型仿真评价优化获得。
4.根据权利要求2所述汽车门护板泡沫吸能器，其特征在于：所述塑料嵌件(5)的弹性模量、厚度和侵入所述吸能器主体的深度通过结构冲击仿真和发泡成型仿真来获取。
5.根据权利要求2所述汽车门护板泡沫吸能器，其特征在于：所述塑料嵌件(5)与所述吸能器主体(1)的融合界面做粗糙处理。
6.根据权利要求2所述汽车门护板泡沫吸能器，其特征在于：所述塑料嵌件(5)嵌入所述吸能器主体(1)内的端部设有倒扣(6)或翻边(7)。
7.根据权利要求2所述汽车门护板泡沫吸能器，其特征在于：相邻的所述塑料嵌件(5)之间通过料桥连接。
8.根据权利要求2所述汽车门护板泡沫吸能器，其特征在于：所述塑料嵌件(5)与所述吸能器主体(1)一体成型。
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