CN117500699A - 能量吸收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆(1)的能量吸收装置(101、201、301),所述车辆具有主伸长方向(A)和旨在接收至少一次冲击的外表面(103),所述能量吸收装置(101、201、301)至少包括由至少一种能量吸收材料制成的芯部(113),所述芯部(113)具有波纹形状(115)，具有在平行于主伸长方向(A)的延伸方向(E)上的一连串牙顶(117)和至少一个塑料结构(133),该塑料结构与芯部(113)形成一体实体，并包括将能量吸收装置(101、201、301)附接到车辆(1)的待保护元件(3)的附接装置(153)。

Description

能量吸收装置

技术领域

本发明涉及车辆特别是机动车辆装备的能量吸收装置的领域。更具体地，本发明涉及布置在车辆特别是机动车辆的要被保护的元件上的能量吸收装置，该要被保护的元件例如是车辆的车身或车辆的电池。

背景技术

机动车辆的能量吸收装置通常安装在所述车辆的保险杠和侧构件之间。无论它们位于机动车辆的前保险杠还是后保险杠，能量吸收装置都具有在与外部元件的潜在碰撞过程中至少部分吸收传递给车辆的能量的功能。

更具体地，能量吸收装置可以防止这种能量完全传递到车辆的侧构件，从而可以限制所述构件在这些碰撞过程中的变形，可以理解的是，更换侧构件(车辆底部的重要结构元件)将需要昂贵的操作。

为了实现期望的冲击吸收性能，已知的实践是用合适的金属制造能量吸收装置，该能量吸收装置可以与由膨胀聚苯乙烯或任何其他类似材料制成的附加吸收器结合。

这些能量吸收装置的缺点是笨重和庞大。此外，由于这些装置为了实现所追求的性能而需要的尺寸，很难使这些装置与车辆的整体风格和尺寸相兼容。此外，这些能量吸收装置的内部结构在所有点处都是基本相同的，这限制或甚至阻止了调整结构以适应给定形状和位置的可能性，以及显著提高这些能量吸收装置的能量吸收能力的可能性。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提出一种新颖的能量吸收装置来减轻上述缺点中的至少一个，该能量吸收装置的结构和构成使得可以在发生碰撞时吸收力，以避免力被传递到要被保护的车辆元件，同时允许容易地集成到车辆和可修改的内部结构中。

本发明提出了一种车辆能量吸收装置，其具有主伸长方向和旨在接收至少一次冲击的外表面。该能量吸收装置至少包括由至少一种能量吸收材料制成的芯部，该芯部具有波纹形状，具有在平行于主伸长方向的延伸方向上的一连串牙顶，以及至少一个塑料结构，该塑料结构与芯部形成一体实体，并包括将能量吸收装置附接到要保护的车辆元件上的附接装置。

能量吸收装置旨在保护车辆的元件免受由车辆外部的一个或多个物体引起的冲击。吸收装置使得它在主伸长方向上运行。吸收装置还具有用于接收冲击的外表面。

能量吸收装置具有至少包括芯部和至少一个塑料结构的特定特征，该塑料结构与芯部形成一体结构。在此以及在整个下文中，术语“一体”应理解为塑料结构和芯形成单一实体，在不对塑料结构和/或芯中的至少一个造成损坏的情况下，该实体不能被分离。换句话说，塑料结构不能在不损坏一个或另一个的情况下从芯部拆下。

芯部由能量吸收材料制成，以防止一次或多次冲击后释放的能量扩散，从而保护要保护的元件。此外，芯部具有波纹形状，波纹形状是一连串至少一个波峰和至少一个波谷，也称为牙顶。波纹形状优选包括多个波峰和波谷。牙顶在平行于能量吸收装置的主伸长方向的延伸方向上一个接一个。芯部的波纹形状相对于能量吸收装置整体的这种布置允许芯部的能量吸收能力进一步提高，因此根据本发明的能量吸收装置的能量吸收能力进一步提高。

根据一实施例，一连串牙顶至少部分地在能量吸收装置的长度上沿主伸长方向延伸。优选地，一连串牙顶在能量吸收装置的整个长度上沿主伸长方向延伸。能量吸收装置的长度是在主伸长方向上测量的在该装置的两个纵向端部之间的距离。

根据一实施例，外表面至少部分地由芯部的波纹形状的牙顶形成，优选大部分牙顶。因此，一些牙顶有助于限定对应于外表面的平面。结果，一些牙顶布置成接收由一次或多次冲击产生的能量。

该配置是特别有利的，因为它可以逐渐增加施加到与能量吸收装置碰撞的物体上的反作用力，而不会产生力峰值。此外，对于相同程度的变形，能量吸收装置能够吸收更多的能量。因此，对于获得的相同结果，本发明可以获得更有效的能量吸收装置，同时重量更轻。

根据一实施例，外表面至少部分地由芯部的波纹形状的一段形成。波纹形状的一段对应于该波纹形状在包含牙顶的延伸方向并形成正弦曲线的截面的横向和竖直平面中的一个截面，一连串牙顶落入该正弦曲线内。换句话说，波纹形状由多个彼此纵向堆叠的段构成，并且位于该堆叠的纵向端部的段有助于至少部分地限定外表面。在这种情况下，吸收装置的上表面由波纹形状的至少一些牙顶限定，上表面是将外表面连接到与外表面相对的内表面的表面，内表面是面向要保护的元件的表面。

应该注意的是，在该实施例中，外表面至少部分地由波纹形状的纵向端部边缘形成，形成尖锐边缘，这些尖锐边缘嵌入塑料结构中。所使用的塑料材料可以显著地具有较低的硬度，例如低于2GPa，并且可以是延展性的，断裂伸长率超过20％，使得塑料材料能够在测量的载荷下变形，而不会露出这些尖锐边缘。

根据一实施例，波纹形状的牙顶具有在一连串牙顶的延伸方向上变化的曲率半径。牙顶的曲率半径对应于牙顶可内切的圆的半径，该圆在包含一连串牙顶的延伸方向的平面中观察。因此，根据其在能量吸收装置内的位置不同，牙顶可以具有不同的圆形形状，从而提高其在碰撞时的有效性。

根据一实施例，波纹形状的牙顶具有在一连串牙顶的延伸方向上基本恒定的曲率半径。在这里以及在整个下文中，术语“基本”应被理解为在制造公差范围内，以及可能存在的任何装配公差范围内。换句话说，所有牙顶在一连串牙顶的延伸方向上具有相同的曲率半径。

根据一实施例，取决于所使用的材料及其厚度的波纹形状的牙顶的曲率半径可以具有至少5毫米量级的内半径。

根据一实施例，波纹形状具有在一连串牙顶的延伸方向上变化的振幅。振幅是两个连续牙顶在垂直于一连串牙顶的延伸方向的平面上的投影之间的距离。因此，在波纹形状的第一部分，振幅具有第一值，而在波纹形状的第二部分，振幅具有不同于第一值的第二值。该特征有助于使芯部的结构适应能量吸收装置的整体形状，同时充分保持芯部的能量吸收特性。

根据一实施例，波纹形状在一连串牙顶的延伸方向上具有基本恒定的振幅。

作为非限制性示例，波纹形状的振幅可以显著地包括在5mm和50mm之间。

根据一实施例，波纹形状具有在一连串牙顶的延伸方向上变化的间距。间距是在一连串牙顶的延伸方向上测量的波纹形状的两个连续图案单元之间的距离。图案单元包括两个相邻的牙顶。因此，可以在芯部中具有多个区域，每个区域具有不同的间距，使得波纹形状的特性可以根据能量吸收装置的芯部内的区域位置进行调整。

根据一实施例，波纹形状在一连串牙顶的延伸方向上具有基本恒定的间距。

作为非限制性示例，波纹形状的间距可以显著地包括在50mm和200mm之间。

能量吸收装置的宽度是能量吸收装置的外表面和能量吸收装置的与外表面相对的内表面之间的距离，该距离是在垂直于延伸方向、垂直于内表面和垂直于外表面的方向上测量的。

能量吸收装置的高度是能量吸收装置的上表面和能量吸收装置的与上表面相对的下表面之间的距离，该距离是在垂直于延伸方向、垂直于上表面和垂直于下表面的方向上测量的。上表面和下表面将外表面连接到内表面。在这种情况下，可以理解的是，视情况而定，能量吸收装置的高度或能量吸收装置的宽度基本等于波纹形状的间距。

根据一实施例，波纹形状具有沿着能量吸收装置的伸长方向变化的可变形状，并且至少具有第一部分和第二部分，波纹形状的第一部分具有不同于波纹形状的第二部分的配置。应该注意的是，波纹形状的不同部分可以显著地具有不同的配置，只要间距值、振幅值和/或曲率半径值在各个部分间不同。因此，可以通过改变波纹形状内的间距、波纹形状内的振幅和/或波纹形状内的牙顶的曲率半径来改变能量吸收装置的内部结构，从而在波纹区域内产生多个区域，这些区域适合能量吸收装置所需的技术和美学特征。因此，能量吸收装置可以随意修改和适应，并且应该注意的是，能量吸收装置的结构，其芯部和其塑料结构形成一体实体，允许这种适应性。

根据一实施例，能量吸收装置包括与外表面相对的内表面，附接装置从内表面突出并包括在内表面的主延伸平面中延伸的连接界面。应当理解，与和内表面相对的外表面相比，内表面旨在面向要保护的元件，并且旨在至少部分吸收在与外部物体的潜在碰撞时传递给车辆的能量。

根据一实施例，附接装置集成到由塑料结构的面限定的体积中，附接装置包括形成在塑料结构中的筒。

根据本发明的一个特征，附接装置可以布置成使得能量吸收装置附接在与由能量吸收装置的内表面限定的平面基本重合的平面中。由于在车辆结构和形成能量吸收装置的横向单元之间没有插入能量吸收器，因此覆盖区，也就是安装有这种能量吸收装置的车辆的纵向尺寸，被显著减小。在这种情况下，可以规定至少能量吸收装置的内表面具有曲率，该曲率允许能量吸收装置通过适应该车辆的曲率而紧密地压在车辆的结构上。

根据本发明的一实施例，能量吸收装置包括布置在两个附接区之间的中央能量吸收区，这两个附接区分别由例如形成附接界面的安装板限定，中央吸收区在主伸长方向上的尺寸至少比附接区的相应尺寸大两倍。这样，所产生的是均匀吸收力的一体实体，该吸收在大的横向尺寸上均匀分布在附接区上。

根据一实施例，附接装置与塑料结构一体形成。在此以及在整个下文中，术语“一体形成”应理解为是指一体形成的元件形成单个部件，因此由相同的一种或多种材料制成。该部件可以例如通过模制或注射成型获得。因此，该部件不同于通过焊接或粘接而连接在一起的元件。因此，在不破坏这些元件中的一个和/或另一个的情况下，这些一体形成的元件不能被分离。

根据一实施例，能量吸收材料可以显著地由连续纤维的混合物构成，包括玻璃纤维、碳纤维或任何合成或天然纤维，以及热塑性或热固性树脂。

根据一实施例，能量吸收材料不同于塑料框架。举例来说，塑料框架可以由热塑性或热固性材料构成，这些材料或没有被增强，或用不连续纤维增强。

本发明还涉及一种车辆，特别是机动车辆，包括至少一个要被保护免受冲击的元件和至少一个具有至少一个上述特征的能量吸收装置，该能量吸收装置使用附接装置附接到要被保护的元件上，使得外表面位于要被保护的元件的相对侧，并且能量吸收装置的与外表面相对的内表面面向要被保护的元件。

根据一实施例，要被保护的元件是车辆的车身和/或车辆的电池。

根据一实施例，能量吸收装置布置在车身的底部结构上。

根据一实施例，能量吸收装置布置在车辆电池的壁上。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从下面的描述中变得更加明显，并且还从多个示例性实施例中变得更加明显，这些示例性实施例参照所附的示意图以非限制性的方式给出，其中：

图1是装备有根据本发明第一实施例的能量吸收装置的车身后部的示意图；

图2是图1的能量吸收装置的近视图；

图3是根据第一实施例的吸收装置的塑料结构内形成的图案的示意图；

图4是在图3的第一实施例的替代实施例中在塑料结构内形成的图案的示意图；

图5是在图3和图4所示实施例的替代实施例中在塑料结构内形成的图案的示意图；

图6是装备有多个能量吸收装置的车身的示意图，根据第三实施例的一个能量吸收装置被置于根据本发明第二实施例的两个能量吸收装置之间；

图7是根据图6的第二实施例的能量吸收装置的近视图；

图8是根据图6的第三实施例的能量吸收装置的近视图；

图9是一组图9a和9b，示出了两种不同的能量吸收装置在冲击过程中吸收的能量和反作用力。

具体实施方式

首先应该注意的是，尽管附图详细阐述了本发明的实施方式，但如果必要的话，它们当然可以用于更好地定义本发明。还应注意，在所有附图中，相似的和/或执行相同功能的元件用相同的编号表示。

在接下来的描述中，纵向、横向和竖直方向被定义为图中所示的L,V,T三面体的函数。车辆，特别是机动车辆，沿直线行驶的方向被定义为纵向方向L。按照惯例，位于平行于地面的平面中的垂直于纵向方向的方向被称为横向方向T。垂直于另外两个方向的第三方向被称为竖直方向V。向前方向对应于车辆通常在纵向方向L上行驶的方向，并且与向后方向相反。

图1所示的机动车辆1包括车身3和至少一个能量吸收装置101，在根据本发明的第一实施例所示的情况下，该能量吸收装置101布置在车身3的一部分上。如上所述，能量吸收装置101在平行于车辆1的横向方向T的主伸长方向A上延伸。在该第一实施例中，能量吸收装置101在车辆1的整个横向长度W上延伸，横向长度W是在车辆1的第一横向端部和第二横向端部之间在横向方向T上测量的。

图1所示的能量吸收装置101旨在形成车辆1的后保险杠的一部分，以至少部分地消耗由车辆和物体之间的碰撞产生的能量，从而保护受害者和/或车辆的车身和/或物体。碰撞的受害者可以是例如汽车的使用者或者行人。

更一般地，根据本发明的能量吸收装置可以结合到车辆的任何车身元件中，例如前或侧保险杠。根据本发明的能量吸收装置也可以集成到车辆配备的保护装置中，以便保护车辆的一个或多个特定元件，例如电池。

能量吸收装置101包括至少一个外表面103和至少一个内表面105，外表面103用于至少部分地吸收碰撞中传递给车辆的能量，内表面105与外表面103相对，在这种情况下，通过面向车辆1的车身3的后部，内表面105面向车辆的中心。更一般地，不管能量吸收装置的应用，当能量吸收装置101附接到车辆1时，内表面105旨在至少部分地面向要保护的元件。

参照图1，特别是当能量吸收装置布置成形成前或后保险杠时，外表面103和内表面105各自在垂直于车辆1的纵向轴线L的平面内延伸，如上文所述。

从图2中可以更清楚地看到，外表面103和内表面105通过上表面107和与上表面107相对的下表面109以及两个侧表面111相互连接。上表面107和下表面109各自在垂直于车辆1的竖直轴线V的平面中延伸。侧表面111各自在垂直于车辆1的横向轴线T的平面中延伸。因此，应当理解，在该第一实施例中，能量吸收装置101具有长方体形状。

因此，能量吸收装置101的长度U可被定义为在主伸长方向A上测量的能量吸收装置101的两个横向端部之间的距离，在此对应于侧表面111。

能量吸收装置101的宽度Pd也可以定义为能量吸收装置101的外表面103和内表面105之间的距离，该距离是在垂直于伸长方向A、垂直于内表面105和垂直于外表面103的纵向方向L上测量的。

能量吸收装置101的高度H也可被定义为能量吸收装置101的两个竖直端部之间的距离，这两个竖直端部对应于能量吸收装置101的上表面107和下表面109，该距离是在垂直于伸长方向A并垂直于上表面107和下表面109的竖直方向V上测量的。

所有的长度、宽度和高度尺寸可以根据车辆中分配给能量吸收装置的体积，和/或根据限定的冲击区和期望的吸收水平来确定。根据本发明，值得注意的是，波纹形状的芯部和与芯部形成一体结构的塑料结构的存在允许形状或尺寸根据空间的可行性容易地适应，以便满足所需的规格。

能量吸收装置101包括用于将其固定到车辆1的车身3上的附接装置153。图1所示的附接装置153从面向要保护的元件的内表面105延伸。附接装置153包括连接界面，其能够与图1中不可见的属于车辆1的车身3的保持装置协作。如图所示，连接界面从形成能量吸收装置的平行六面体突出，特别是竖直突出。

连接界面在平行于内表面105的主伸长平面200的平面中延伸。当能量吸收装置101安装在车辆的车身3上时，连接界面与车辆1的接收表面直接接触。这种配置是特别有利的，因为它可以省去通常插在车身且特别是侧梁构件和能量吸收装置的平行六面体形状之间的减震块。

能量吸收装置101至少包括由至少一种能量吸收材料制成的芯部113，以及与芯部113形成一体实体的至少一个塑料结构133。芯部113和塑料结构133将各自部分地限定能量吸收装置101的表面103、105、107、109、111，更具体地是外表面103和内表面105。

芯部113用于吸收能量，塑料结构133用于支撑和加强芯部113。然而，还应该注意，塑料结构133能够有助于能量吸收装置101的所有特性，这将在下文中更详细地解释。

芯部113的能量吸收材料不同于塑料结构133。能量吸收材料可以显著地由连续纤维的混合物构成，包括玻璃纤维、碳纤维或者任何合成或天然纤维，以及热塑性或热固性树脂。

除了制成芯部的材料之外，芯部113的形状也有助于所述芯部的能量吸收特性。芯部113因此是特殊的，因为它具有波纹形状115，其细节在图2中特别可见。波纹形状115是一连串至少一个波峰117和至少一个波谷117，也称为牙顶。对于说明书的其余部分，附图标记117将被不加区别地用于表示牙顶、波峰和波谷。

在图1和图2中具体示出的第一实施例中，波纹形状115包括多个牙顶117，这些牙顶在有利地平行于能量吸收装置101的主伸长方向A的延伸方向E上一个接一个。芯部113的波纹形状115在能量吸收装置101的整个长度U上延伸，以确保在车辆1的基本整个横向长度W上连续吸收能量。

波纹形状115的牙顶117定向成使得它们中的一些限定能量吸收装置101的外表面103。因此，牙顶117都落在外表面103延伸的平面内。更具体地，在图2中，大部分牙顶117限定外表面103。结果，一些牙顶117布置成接收由一次或多次冲击产生的能量。

在图1和图2所示的第一实施例中，能量吸收装置101的上表面107和下表面109至少部分地由芯部113的波纹形状的至少一段形成，波纹形状的段对应于该波纹形状在横截面的横向和竖直平面中的一部分，并形成连续牙顶落在其内的正弦曲线。有利地，形成尖锐切割边缘的波纹形状的纵向端部边缘因此定向成至少部分地形成上表面和/或下表面，即不直接面向要被保护免受冲击的元件或者不直接面向车辆撞击的外部元件的表面。

因此，除了取决于所使用的材料之外，能量吸收装置101的能量吸收特性还取决于波纹形状115的特性，这些特性包括牙顶117的振幅AMPc、牙顶117的曲率半径Rc、牙顶的间距PASc和波纹形状115的厚度EPAc。

这些特性可以在各个横向端部间变化，在这种情况下，如图2所示的能量吸收装置可以具有纵向和竖直的对称平面300。

振幅AMPc被定义为两个连续牙顶117在垂直于一连串牙顶117的延伸方向E的方向上的投影之间的距离，并且包含在平行于上表面107延伸的平面的平面中。

从图2中可以看出，牙顶117的振幅AMPc具有在延伸方向E上基本恒定的值。还可以看出，振幅AMPc基本等于能量吸收装置101的宽度Pd，牙顶交替地与外表面103和内表面105齐平。

牙顶117的曲率半径Rc对应于牙顶117可内切的圆的半径，该圆在包含一连串牙顶117的延伸方向E的平面中观察，并且平行于上表面107延伸的平面。牙顶107可以具有从能量吸收装置101的各个横向端部间变化的曲率半径，并且因此具有圆形度根据它们在能量吸收装置101内的位置而变化的形状。

在图2更具体示出的示例中，波纹形状115的第一部分119的牙顶具有值为R1的第一曲率半径Rc，波纹形状115的第二部分121的牙顶117具有值为R2的第二曲率半径Rc。在该示例中，第一部分119是在每一侧被两个第二部分121横向包围的中心部分，并且第一曲率半径Rc,R1大于第二曲率半径Rc,R2。结果，布置在能量吸收装置101中心的牙顶117具有比横向于第二部分121的侧面布置的牙顶117更圆的形状。

图1或图2所示的波纹形状115可以包括至少一个其他部分，其中牙顶117具有不同于第一曲率半径Rc,R1和第二曲率半径Rc,R2的曲率半径Rc。

更具体地，波纹形状115的牙顶117的曲率半径Rc可以在延伸方向E上均匀变化，牙顶117的曲率半径Rc在装置的中心呈现最大值，并且在朝向装置的横向端部的延伸方向E的两个方向上减小。

间距PASc被定义为波纹形状115的两个牙顶117之间的距离，这两个牙顶117彼此相继，并且与限定能量吸收装置的同一表面齐平，该同一表面在图2所示的示例中是外表面105。间距是在一连串牙顶117的延伸方向E上测量的。换句话说，间距PASc是两个连续图案单元之间的横向距离，也就是说在一连串牙顶117的延伸方向E上的距离，每个图案单元包括两个相邻的牙顶117，也就是说波峰和波谷。

如图2中更具体可见，间距PASc在一连串牙顶117的延伸方向E上变化。更具体地，波纹形状115的第一部分119的牙顶117具有第一间距PASc,PAS1，并且波纹形状115的第二部分121的牙顶117具有第二间距PASc,PAS2。第一间距PASc,PAS1大于第二间距PASc,PAS2。结果，第一部分119的牙顶117，在这种情况下是装置的中心部分，比第二部分121的牙顶117彼此间隔得更小，在这种情况下，侧部横向位于中心部分的每一侧。

波纹形状115的厚度EPAc可被定义为波纹形状115的两端之间的距离，该距离沿着垂直于延伸方向E的轴线测量并包含在平行于内表面105的主伸长平面200的平面中。更具体地，在这里示出的情况下，其中牙顶117有助于界定外表面103，厚度是波纹形状的两个相对段之间的距离，这两个相对段分别形成波纹形状的端部边缘。在图1和图2中，波纹形状115的厚度EPAc沿延伸方向E基本保持不变。在这种特定情况下，波纹形状115的厚度EPAc对应于能量吸收装置101的高度H。

因此，这些配置在间距值、振幅值和/或曲率半径值方面可能不同。因此，应当理解，可以改变波纹形状的一个或多个特征，使得能量吸收装置表现出所需的技术和美学特性。

如上所述，根据本发明的能量吸收装置使得芯部和塑料结构形成一体实体。更具体地，能量吸收装置101的芯部113设置在由塑料结构133构成的块体内。塑料结构133可以例如包覆成型在芯部113上。

塑料结构133包括多个壁，这些壁包括外壁和内壁135，外壁限定外围壳体，芯部113内接在外围壳体内，内壁135延伸穿过塑料结构，将外壁彼此连接。

内壁135具有纵向端部边缘，其在装置的第一纵向端部处至少部分地限定外表面103，与芯部的波纹形状115的至少一些牙顶117互补。此外，内壁的纵向端部边缘在装置的第二纵向端部处可以至少部分地限定内表面105，与芯的波纹形状115的至少一些牙顶117互补。

内壁135布置成使得分别存在于外表面103和内表面105附近的纵向端部边缘一起形成图案137，该图案137分别在能量吸收装置的外表面103和内表面105的主延伸平面中观察。

如图所示，当在外表面103的主延伸平面中观察时，由能量吸收装置101的外表面或内表面之一附近的塑料结构133的内壁135的纵向端边缘形成的图案137是一组彼此相交的线，从塑料结构的外围壳体的一个外壁延伸到另一个外壁。

在图1至3所示的第一实施例中，由外表面103上的塑料结构133形成的图案137包括多个不同尺寸的菱形，这些尺寸在能量吸收装置101的主伸长方向A上变化。在未示出的实施例中，由能量吸收装置的外表面上的塑料结构形成的图案是网格。

通过改变壁的布置，尤其是塑料结构133的内壁135的布置，可以改变图案137。在第一实施例的第一变型中，内壁135布置成使得图案137呈现如图4所示的蜂窝结构。

在第一实施例的第二变型中，塑料结构133的内壁135布置成使得图案137具有以交错结构布置的矩形形式，如图5所示。

在这些变型的每个中，应该注意的是，内壁的固有厚度已被描述为在各个内壁间恒定，固有厚度在这里被理解为形成相应内壁的板材的最小尺寸，与波纹形状的厚度EPAc的概念无关，就其本身而言，是在竖直方向上测量的。此外，内壁的固有厚度在各个变型间是相同的。可替代地，尽管没有示出，但可以对至少一个内壁的固有厚度进行修改，例如增加，以便改善根据本发明的装置的力吸收特性。此外，在一相同装置中，还可以规定布置在塑料结构的第一部分中的内壁的固有厚度不同于布置在塑料结构的第二部分中的内壁的固有厚度，以便根据根据本发明的装置的相应区域的暴露来改变吸收特性。

尽管在图1至5中，图案仅布置在外表面103上，但它也完全可以布置在能量吸收装置101的一个或多个其他表面上。一般来说，塑料结构的这一特征因此使得可以改变能量吸收装置101的能量吸收特性。

塑料结构135还提供了与附接装置153一体形成的优点。因此，在塑料结构133被包覆成型在型芯部113上的同时，也形成了附接装置153。这也使得可以简化根据本发明的装置在车辆1的车身3上的安装。

车辆1也可以装备多个根据本发明的能量吸收装置。这些能量吸收装置可以一起布置在要保护的车辆元件上。这显著地允许能量吸收装置仅定位在要保护的元件的较大机械弱点处。此外，这使得可以便于将这些装置集成在要保护的元件上。

这种可能性在图6中由车辆1描述，车辆1包括根据本发明第二实施例的两个能量吸收装置201和根据本发明第三实施例的一个能量吸收装置301。能量吸收装置201、301旨在形成后保险杠的一部分。然而，它们同样可以很好地定位在车辆1的另一个元件上，例如电池，以便对其进行保护。

能量吸收装置201、301位于车辆1的车身3的后部。参照图6，如前所述，能量吸收装置201、301各自在横向方向上的长度U小于车辆1的横向长度W。此外，能量吸收装置201、301的主伸长方向A相互平行。优选地，能量吸收装置201、301的主伸长方向A是重合的。

根据本发明的能量吸收装置的第二实施例，在图7中更详细地示出，与第一实施例的不同之处在于，芯部113的波纹形状115的振幅AMPc在波纹形状115的一连串牙顶117的延伸方向E上变化。与第一实施例相同的元件用相同的附图标记表示。关于这些相同元件的进一步细节，可以参考前面的描述。

参照图7，能量吸收装置201的内表面105在主延伸平面200中延伸，而外表面103在多个平面中延伸，其中至少一个平面平行于主延伸平面200。

更具体地，外表面103的第一部分在第一平面中延伸，形成该外表面的中心部分的外表面103的第二部分在平行于主延伸平面200的第二平面中延伸，第三部分在第三平面中延伸。第一平面和第二平面是正割的且彼此不重合，并且是正割的且不与主伸长平面200重合。

结果，能量吸收装置201的宽度Pd在主伸长方向A上变化，即在形成能量吸收装置201的芯部113的波纹形状115的一连串牙顶117的延伸方向E上变化。因此，能量吸收装置201具有宽度Pd具有第一值P1的第一部分和宽度Pd具有第二值P2的第二部分。在图7所示的示例性实施例中，装置201的第一部分的宽度Pd,P1小于装置201的第二部分的宽度Pd,P2。

如上所述，能量吸收装置201的高度H在能量吸收装置201的伸长方向A上是恒定的。

根据前述实施例，图7所示的芯部113的牙顶117定向成使得它们中的一些限定能量吸收装置201的外表面103。此外，波纹形状115的牙顶117的另一部分限定能量吸收装置201的内表面105。

应当理解，在这种情况下，上文定义的波纹形状115的振幅AMPc在能量吸收装置201的主伸长方向A上变化，即在延伸方向E上变化。更具体地，波纹形状115具有其中振幅AMPc具有第一值AMP1的第一部分119和其中宽度AMPc具有第二值AMP2的第二部分121。在图7所示的示例性实施例中，波纹形状115的第一部分119的宽度振幅AMPc,AMP1小于波纹形状115的第二部分121的振幅AMPc,AMP2。

应当注意，在该第二实施例中，装置201的第一部分对应于波纹形状115的第一部分119，并且装置201的第二部分对应于波纹形状115的第二部分121。结果，波纹形状115的振幅AMPc对应于能量吸收装置201的宽度Pd。

在该第二实施例中，能量吸收装置从一个纵向端部到另一个纵向端部的宽度变化因此通过改变波纹形状的振幅来实现。

参照图7，芯部113的波纹形状115的牙顶117具有曲率半径Rc，该曲率半径在延伸方向E上基本恒定。

以类似于图1至5所示实施例的方式，在根据第二实施例的能量吸收装置201中，波纹形状115的厚度EPAc在延伸方向E上基本恒定，并对应于能量吸收装置201的高度H，波纹形状115的间距PASc在延伸方向E上变化，因此在主伸长方向A上变化。此外，能量吸收装置201具有纵向和竖直对称平面300。

根据本发明并在图8中示出的能量吸收装置的第三实施例与第二实施例的不同之处在于，能量吸收装置301的外表面103至少部分地由芯部113的波纹形状115的一段形成，而不是如第二实施例中所述的牙顶117。

如前所述，波纹形状115的一段对应于该波纹形状在截面的横向和竖直平面中的截面。结果，直边有助于限定外表面103，并且一些牙顶117在基本垂直于主伸长平面200的平面中至少部分地限定能量吸收装置301的上表面107。

与第一实施例和第二实施例相同的元件用相同的附图标记表示。关于这些相同元件的进一步细节，可以参考前面的描述。然而，应该注意的是，根据该第三实施例的能量吸收装置，其外表面至少部分地由芯部的波纹形状的一段限定，在此仅在具有多个能量吸收装置的应用的背景下进行描述，该能量吸收装置可以独立实施。

以类似于第二实施例的方式，在图8所示的第三实施例中，能量吸收装置201的宽度Pd在主伸长方向A上变化，即在形成能量吸收装置301的芯部113的波纹形状115的一连串牙顶117的延伸方向E上变化。

参照图8，波纹形状115的间距PASc在延伸方向E上基本恒定。波纹形状115的振幅AMPc也基本恒定。波纹形状115的振幅AMPc对应于能量吸收装置301的高度H。

波纹形状115的牙顶117的曲率半径Rc在波纹形状115的延伸方向E上基本恒定。这里，牙顶117的曲率半径Rc对应于牙顶117可内切的圆的半径，该圆在包含一连串牙顶117的延伸方向E的平面中观察，并且平行于内表面105的主伸长平面200。

波纹形状115的厚度EPAc在延伸方向E上变化。它在这里被定义为波纹形状115的两端之间的距离，是沿着垂直于延伸方向E的轴线测量的，并且包含在垂直于内表面105的主伸长平面200的平面中。

应当理解，由于能量吸收装置301的形状以及能量吸收装置301内的芯部113的波纹形状115的布置，波纹形状115的厚度EPAc对应于能量吸收装置301的宽度Pd。

在该第三实施例中，能量吸收装置从一个纵向端部到另一个纵向端部的宽度变化因此通过改变波纹形状的厚度来实现。

在第二实施例和第三实施例中，与塑料结构133一体形成的附接装置153是桶(不可见)，其集成在由塑料结构133的面限定的体积中。

图9是一组图9a和9b，示出了两种不同能量吸收装置的测试结果。

编号为“1”的曲线对应于根据本发明的吸收装置，其外表面103至少部分地由芯部113的波纹形状115的牙顶117形成(以下称为装置1)。编号为“2”的曲线对应于这样的吸收装置，即其外表面103至少部分地由芯部113的波纹形状115的至少一段形成(下文称为装置2)。

如图9a所示，当每个装置的正面在冲击中位移相同的距离时，根据本发明的装置1能够比装置2吸收更多的能量。

图9b示出了在用于测试的冲击工具与能量吸收装置碰撞时测量的反作用力。如图9b所示，在碰撞开始时，当装置2的正面移动大约10mm时，在冲击工具处测量到大约10500N的反作用力峰值。相比之下，在折皱期间，为装置1测量的反作用力不断增加，所述反作用力总是保持低于在第一装置1的情况下测量的峰值。

刚刚描述的本发明能够实现其所述的目的，特别是在它能够提供一种能量吸收装置的范围内，特别是一种能够用于形成机动车辆保险杠的能量吸收装置，该能量吸收装置能够在被保护免受冲击的元件的附接区域之间提供能量吸收区域，该能量吸收区域的图案单元能够容易地被修改以适合例如车辆的能量吸收要求，并且该能量吸收装置能够朝向这些附接区域分配力以传递到车身结构。

当然，本发明不限于刚刚描述的示例，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以对这些示例进行多种修改。

Claims (9)

1.一种用于车辆(1)的能量吸收装置(101、201、301),该车辆具有主伸长方向(A)和旨在接收至少一次冲击的外表面(103),该能量吸收装置(101、201、301)至少包括由至少一种能量吸收材料制成的芯部(113),该芯部(113)具有波纹形状(115),该波纹形状在平行于主伸长方向(A)的延伸方向(E)上具有一连串牙顶(117)和至少一个塑料结构(133),该塑料结构与芯部(113)形成一体实体，并包括将能量吸收装置(101、201、301)附接到车辆(1)的待保护元件(3)的附接装置(153),

其中，外表面(103)至少部分地由芯部(113)的波纹形状(115)的牙顶(117)形成。

2.如前一权利要求所述的能量吸收装置(101、201、301)，其中，所述一连串牙顶(117)在所述能量吸收装置(101、201、301)的整个长度(U)上沿所述主伸长方向(A)延伸。

3.

4.如前述权利要求中任一项所述的能量吸收装置(101、201、301)，其中，所述波纹形状(115)具有在所述一连串牙顶(117)的延伸方向(E)上变化的振幅(AMPc)。

5.如前述权利要求中任一项所述的能量吸收装置(101、201、301)，其中，所述波纹形状(115)具有在所述一连串牙顶(117)的延伸方向(E)上变化的间距(PASc)。

6.如前述权利要求中任一项所述的能量吸收装置(101、201、301)，其中，所述波纹形状(115)具有沿所述能量吸收装置的伸长方向变化的可变形状，并具有第一部分(119)和第二部分(121)，波纹形状(115)的第一部分(119)具有不同于波纹形状(115)的第二部分(121)的配置。

7.如前述权利要求中任一项所述的能量吸收装置(101、201、301)，其中，所述附接装置(153)与所述塑料结构(133)一体形成。

8.如前述权利要求中任一项所述的能量吸收装置(101、201、301)，其中，所述能量吸收材料是玻璃纤维增强塑料。

9.一种车辆(1),包括至少一个要被保护免受冲击的元件(3)和至少一个如权利要求1至7中任一项所述的能量吸收装置(101、201、301),能量吸收装置(101、201、301)使用附接装置(153)附接到要被保护的元件(3),使得外表面(103)在要被保护的元件(3)的相对侧上，并且能量吸收装置(101、201、301)的与外表面(103)相对的内表面(105)面向要被保护的元件(3)。