CN204978515U - 用于车辆的保险杠组件的能量吸收装置以及能量吸收系统 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的保险杠组件的能量吸收装置，包括柱塞，可变形壁沿轴线延伸并且可变形壁限定在由于保险杠组件与另一物体之间发生撞击导致柱塞与可变形壁之间的相对运动期间接收柱塞的腔。凸缘固定至可变形壁并且在腔与柱塞之间延伸用于使可变形壁塌陷进入腔中。可变形壁向内塌陷以消除材料堆叠，从而适应保险杠组件的设计中的封装约束。本实用新型还提供了用于车辆的能量吸收系统。本实用新型能够实现对导轨以及保险杠梁之间的碰撞能量进行有效吸收并能够适应保险杠组件的紧封装约束。

Description

用于车辆的保险杠组件的能量吸收装置以及能量吸收系统

技术领域

本实用新型涉及车辆领域，更具体地，涉及用于车辆的保险杠组件的能量吸收装置以及用于车辆的能量吸收系统。

背景技术

诸如机动车辆的车辆包括在车辆前部和/或后部的保险杠组件。保险杠组件可包括保险杠梁，其在车辆与另一物体碰撞期间的撞击之下可发生塑性变形。护板可覆盖保险杠梁并且提供美观的外观。

车辆包括具有导轨的框架。可使用连接至保险杠梁和导轨的碰撞罐将保险杠梁支撑在导轨上。碰撞罐构造成当在车辆与另一物体之间碰撞期间在保险杠梁与导轨之间遭受压缩力时折皱并且因此吸收能量。碰撞罐固定至保险杠梁以及导轨，并且由此，在碰撞罐于碰撞期间被折皱时，必须替换框架的导轨以提供新的碰撞罐。

由于在碰撞期间碰撞罐折皱，所以每个碰撞罐的材料需要增强。某些一定量的碰撞可使碰撞罐完全塌陷，即，碰撞罐的材料能够增强到使得增强材料阻止碰撞罐的进一步塌陷的程度。例如，当被完全地压缩时，典型的碰撞罐仍然有70％-80％的压缩罐的预压缩长度。当碰撞罐完全地塌陷时，在碰撞期间保险杠梁的进一步运动可造成碰撞罐和/或保险杠梁刺入护板。在此情况下必须替换护板。这种替换是昂贵的并且消极地影响车辆在低速破坏能力(LSD)测试中的等级。LSD测试测量在低速行驶期间对车辆造成损坏的量以及对车身、钣金零件等造成损坏的量，需要这些部件的替换对LSD测试的结果是不利的。

此外，碰撞罐的堆叠材料能够将保险杠梁与导轨间隔。然而，处于美观的目的，一些车辆设计成带有在保险杠组件中的紧封装约束，例如，低轮廓保险杠组件。这种堆叠材料可能不符合保险杠组件中的这些紧封装约束。

由此，仍然存在设计能够吸收导轨与保险杠梁之间的能量并且配合在紧封装约束中的改进的能量吸收器的机会。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供用于车辆的保险杠组件的能量吸收装置以及用于车辆的能量吸收系统，以至少实现对导轨以及保险杠梁之间的碰撞能量进行有效吸收并能够适应保险杠组件的紧封装约束。

根据本实用新型的一方面，提供了一种用于车辆的保险杠组件的能量吸收装置，该能量吸收装置包括：柱塞；可变形壁，可变形壁沿轴线延伸并且限定用于在柱塞与可变形壁之间的相对运动期间接收柱塞的腔；以及凸缘，凸缘固定至可变形壁并在腔与柱塞之间延伸且使可变形壁塌陷进入腔。

根据本实用新型，进一步包括唇缘，唇缘与可变形壁和凸缘连接并且从可变形壁延伸进入腔至凸缘。

根据本实用新型，可变形壁沿轴线延伸，并且唇缘包括从可变形壁朝向轴线弯曲的弯曲部以及沿轴线从弯曲部延伸至凸缘的内壁。

根据本实用新型，唇缘横截面为半圆形。

根据本实用新型，可变形壁为圆柱形，并且唇缘围绕可变形壁圆周地延伸。

根据本实用新型，可变形壁沿轴线延伸，并且凸缘沿从可变形壁朝向轴线的方向延伸。

根据本实用新型，柱塞在可变形壁与轴线之间与凸缘接合。

根据本实用新型，凸缘垂直于轴线。

根据本实用新型，进一步包括接收可变形壁用于将可变形壁连接至车辆的外壳。

根据本实用新型，可变形壁为圆柱形。

根据本实用新型，柱塞包括外直径，并且可变形壁包括大于柱塞的外直径的内直径。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于车辆的能量吸收系统，该能量吸收系统包括：保险杠梁；柱塞，柱塞连接至保险杠梁；可变形壁，可变形壁沿轴线延伸并且限定用于在柱塞与可变形壁之间的相对运动期间接收柱塞的腔；以及凸缘，凸缘固定至可变形壁并在腔与柱塞之间延伸且使可变形壁塌陷进入腔。

根据本实用新型，进一步包括用于车辆的框架，框架限定接收可变形壁的凹槽。

根据本实用新型，进一步包括设置在凹槽中并且接收可变形壁以将可变形壁连接至车辆的外壳。

根据本实用新型，柱塞枢转地连接至保险杠梁。

根据本实用新型，进一步包括唇缘，唇缘与可变形壁和凸缘连接并且从可变形壁延伸进入腔至凸缘。

根据本实用新型，可变形壁为圆柱形，并且唇缘围绕可变形壁圆周地延伸。

根据本实用新型，可变形壁沿轴线延伸，并且凸缘从可变形壁朝向轴线延伸。

根据本实用新型，柱塞在可变形壁与轴线之间与凸缘接合。

根据本实用新型，柱塞包括外直径，并且可变形壁包括大于柱塞的外直径的内直径。

本实用新型的有益效果在于能够实现对导轨以及保险杠梁之间的碰撞能量进行有效吸收并能够适应保险杠组件的紧封装约束。

附图说明

图1是包括能量吸收系统11的车辆的仰视图；

图2是能量吸收系统11的分解图；

图3是能量吸收系统11的横截面视图，其中柱塞相对于可变形壁位于伸出位置；

图4是能量吸收系统11的横截面视图，其中柱塞相对于可变形壁位于缩回位置。

具体实施方式

参照附图，其中遍布几个附图的相同标号指代相同的部件，大致地示出了用于车辆14的保险杠组件12的能量吸收装置10。能量吸收装置10包括柱塞16以及沿轴线A延伸的可变形壁18。可变形壁18限定腔20，其用于在柱塞16与可变形壁18之间的相对运动期间接收柱塞16。凸缘22固定至可变形壁18并且在腔20与柱塞16之间延伸，用于使可变形壁18塌陷进入腔20。

如图3所示，柱塞16位于伸出位置，此时没有力施加至柱塞16。当力施加至柱塞16时，柱塞16从伸出位置朝向缩回位置移动(如图4所示)。由于可变形壁18塌陷进入腔20，如图4中所示，能量吸收装置10的尺寸在没有材料堆叠的情况下减小。换句话说，可变形壁18塌陷至其自身中，如图4所示。这减小了能量吸收装置10占据的空间，这对于保险杠组件12的设计中的封装约束是有益的。

由于可变形壁18塌陷至其自身中，当柱塞16从伸出位置朝向缩回位置移动时，由能量吸收装置10吸收的力大致保持恒定。换句话说，因为可变形壁18在没有材料堆叠的情况下塌陷至其自身中，当柱塞16从伸出位置移动到缩回位置时，对于柱塞16和可变形壁18的力-距离曲线大致是线性的。

参照图2，可变形构件24包括可变形壁18和凸缘22。如下进一步阐述，可变形构件24可包括与可变形壁18和凸缘22连接的唇缘26。

参照图1至图4，车辆14包括框架28。例如，框架28包括至少一个导轨30。背板70可邻近导轨30由框架28支撑。背板70相对于保险杠组件12是可变形的。例如，背板可由钣金件形成。框架28可为任意合适的类型。

车辆14的保险杠组件12可支撑在框架28上，例如，支撑在导轨30上。保险杠组件12可包括保险杠梁32、隐藏保险杠梁32的护板34以及任何其他结构、板等(未示出)。能量吸收装置10可(至少部分地)将保险杠组件12支撑在框架28上。

能量吸收装置10被设置在保险杠梁32与框架28之间。柱塞16可连接至保险杠梁32并且可变形构件24(例如，可变形壁18)可连接至框架28。具体地，如上所述，凸缘22固定至可变形壁18，并且柱塞16与凸缘22接触。

车辆14的能量吸收系统11包括能量吸收装置10、保险杠梁32以及导轨30。在车辆14与另一物体(未示出)之间发生碰撞期间，当保险杠组件12被撞击时能量吸收系统11吸收能量。具体地，当保险杠梁32被力撞击时，保险杠梁32朝向框架28偏置。如果倚靠保险杠梁32的力是足够的，那么当柱塞16从伸出位置朝向缩回位置移动时，柱塞16使可变形壁18变形。

框架28可限定接收可变形构件24(例如，可变形壁18)的凹槽36。框架28可限定外表面38，凹槽36延伸穿过该外表面。当可变形构件24设置在凹槽36中且柱塞16位于伸出位置时，可变形构件24可相对于外表面38部分地或完全地凹入。可变形构件24的可变形壁18可相对于外表面38部分地或完全地凹入。

参照图4，凹槽36和可变形构件24可构造成在柱塞16位于缩回位置时允许保险杠梁32接近框架28并且几乎与框架接触，即，使得在柱塞16处于缩回位置时保险杠梁32与框架28之间的抵消(set-off)距离最小化。例如，凹槽36和柱塞16可沿轴线A设定尺寸，以允许当柱塞16位于缩回位置时，保险杠梁32几乎与框架28接触。当柱塞16位于缩回位置时，柱塞16将保险杠梁32与框架28间隔，以阻止由保险杠梁32与框架28和/或背板70之间的接触造成的损坏。

可变形构件24可包括设置在凹槽36中的外壳40。外壳40接收可变形构件24(例如，可变形壁18)，用于将可变形构件24(例如，可变形壁18)连接至车辆14，即，将可变形壁18在凹槽36中连接至框架28。外壳40可限定接收可变形够构件24的可变形壁18的腔20。外壳40可呈现在凹槽36中的端壁56，用于邻接可变形壁18。

外壳40以任意合适的方式保持在凹槽36中。例如，外壳40可螺栓连接至框架28、压入配合在凹槽36中等。框架28可呈现在凹槽36中的与外壳40邻接的肩部42。外壳40可由金属形成或由其他任意合适的材料形成。壳体40可为圆柱形，如图2中最佳所示。

可变形构件24可以任意合适的方式保持在外壳40的腔20中。例如，可变形壁18可压入配合至腔20中、紧固至外壳40等。可变形壁18可包括邻接端壁56的敞开的圆形端44。可变形壁18可为圆柱形，如图2中最佳所示。

如上所述，凸缘22固定至可变形壁18并且沿从可变形壁18朝向轴线A的方向延伸。凸缘22可设置在与敞开的圆形端44间隔的可变形壁18的第二端46处。如附图中所示，凸缘22可垂直于轴线A并且可为环形。

如上所述，可变形构件24可包括与可变形壁18和凸缘22连接的唇缘26。参照图3和图4，在可变形壁18响应于由柱塞16沿轴线A施加的力发生塌陷期间，唇缘26引导可变形壁18进入腔20。

唇缘26可包括从可变形壁18朝向轴线A弯曲的弯曲部48以及从弯曲部48沿轴线A延伸至凸缘22的内壁50。唇缘26可从可变形壁18延伸进入腔20至凸缘22，即，凸缘22可相对于弯曲部48朝向腔20凹入。具体地，例如，唇缘26可弯曲180度，如附图中所示。在这样的构造中，唇缘26可为半圆形横截面，如图3和图4中所示。

唇缘26可围绕可变形壁18圆周地延伸。唇缘26可围绕可变形壁18的周长连续地延伸并且可从可变形壁18连续地延伸至凸缘22。

可变形构件24可构造成以使可变形壁18和/或唇缘26塑性变形以吸收能量。例如，如图4中所示，唇缘26可变形以引导柱塞16进入可变形壁18，并且当柱塞16进入腔20时，可变形壁18可塑性变形以吸收能量。当柱塞16进入腔时，可变形壁18和/或唇缘26可构造成撕裂、分裂等(未示出)以吸收能量。

可变形构件24可为单独一体件。具体地，唇缘26、凸缘22以及可变形壁18可整体形成，即，作为单一单元同时形成。例如，唇缘26、凸缘22以及可变形壁18可通过冲压、模制等成为单一单元。可变形构件24(即，圆柱形壁)、凸缘22以及唇缘26可由金属或任意合适的材料形成。

柱塞16可连接至保险杠梁32，使得在碰撞期间柱塞16可保持与凸缘22接触。柱塞16可以任意合适的方式连接至保险杠梁32。

柱塞16在可变形壁18与轴线A之间与凸缘22接合。换句话说，柱塞16在可变形壁18内与凸缘22接合，以使可变形壁18向内塌陷，如图4所示。

柱塞16可以任意合适的方式固定至凸缘22。例如，可将柱塞16焊接至凸缘22。可替代地，柱塞16与凸缘22可整体形成，即，作为单一单元同时地形成。

柱塞16包括外直径OD，并且可变形壁18包括大于柱塞16的外直径OD的内直径ID。由此，当柱塞16从伸出位置移动至缩回位置时，可变形壁18可伸缩地接收柱塞16，如图4中所示。

柱塞16包括与凸缘22接触的主体52以及枢转地连接至保险杠梁32的颈部54。颈部54围绕轴线A比主体52更细。柱塞16可由任意合适的材料形成，例如金属。

在操作期间，在车辆14与另一物体碰撞之前，保险杠梁32与框架28间隔，如图2中所示。具体地，如上所述，柱塞16位于伸出位置，即，可变形壁18未变形。

如果车辆14与另一物体碰撞使得保险杠梁32朝向框架28偏置，通过柱塞16连接至保险杠梁32的可变形构件24抵抗保险杠梁32朝向框架28的运动。如果碰撞在保险杠梁32上施加足够的力，例如65-70kN，该力克服可变形壁18并且使可变形壁18塌陷进入腔20。可变形壁18的变形吸收能量以缓冲在碰撞期间的撞击。换句话说，冷加工的可变形壁18在碰撞期间吸收能量。根据在碰撞期间施加至可变形壁18的力的量，可变形壁18可沿轴向A变形至任意位置。

在碰撞之后，可通过替换可变形构件24和柱塞16修理能量吸收系统11。例如，可变形构件24可从框架28上拆卸(例如，通过拧下螺栓)，并且柱塞16可从保险杠32上拔闩。然后可将新的可变形构件24连接至框架28并且可将新的柱塞16钉至保险杠梁32。

可通过改变可变形壁18的厚度和/或改变唇缘26的厚度和/形状，来调节能量吸收系统11的能量吸收能力以吸收期望等级的能量。

车辆14可为，例如，机动车辆。保险杠组件12可为车辆14的后保险杠组件12或前保险杠组件12。

本公开以示例性的方式进行描述，并且应当理解所使用的术语本质上旨在为描述性的文字而非限制性。根据以上教导，本公开的多种修改和改变是可行的，并且本实用新型可除以上具体地描述之外而被实行。

Claims (20)

1.一种用于车辆的保险杠组件的能量吸收装置，其特征在于，所述能量吸收装置包括：

柱塞；

可变形壁，所述可变形壁沿轴线延伸并且限定用于在所述柱塞与所述可变形壁之间的相对运动期间接收所述柱塞的腔；以及

凸缘，所述凸缘固定至所述可变形壁并在所述腔与所述柱塞之间延伸且使所述可变形壁塌陷进入所述腔。

2.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，进一步包括唇缘，所述唇缘与所述可变形壁和所述凸缘连接并且从所述可变形壁延伸进入所述腔至所述凸缘。

3.根据权利要求2所述的能量吸收装置，其特征在于，所述可变形壁沿所述轴线延伸，并且所述唇缘包括从所述可变形壁朝向所述轴线弯曲的弯曲部以及沿所述轴线从所述弯曲部延伸至所述凸缘的内壁。

4.根据权利要求2所述的能量吸收装置，其特征在于，所述唇缘横截面为半圆形。

5.根据权利要求2所述的能量吸收装置，其特征在于，所述可变形壁为圆柱形，并且所述唇缘围绕所述可变形壁圆周地延伸。

6.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，所述可变形壁沿所述轴线延伸，并且所述凸缘沿从所述可变形壁朝向所述轴线的方向延伸。

7.根据权利要求6所述的能量吸收装置，其特征在于，所述柱塞在所述可变形壁与所述轴线之间与所述凸缘接合。

8.根据权利要求6所述的能量吸收装置，其特征在于，所述凸缘垂直于所述轴线。

9.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，进一步包括接收所述可变形壁用于将所述可变形壁连接至所述车辆的外壳。

10.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，所述可变形壁为圆柱形。

11.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，所述柱塞包括外直径，并且所述可变形壁包括大于所述柱塞的所述外直径的内直径。

12.一种用于车辆的能量吸收系统，其特征在于，所述能量吸收系统包括：

保险杠梁；

柱塞，所述柱塞连接至所述保险杠梁；

可变形壁，所述可变形壁沿轴线延伸并且限定用于在所述柱塞与所述可变形壁之间的相对运动期间接收所述柱塞的腔；以及

凸缘，所述凸缘固定至所述可变形壁并在所述腔与所述柱塞之间延伸且使所述可变形壁塌陷进入所述腔。

13.根据权利要求12所述的能量吸收系统，其特征在于，进一步包括用于车辆的框架，所述框架限定接收所述可变形壁的凹槽。

14.根据权利要求13所述的能量吸收系统，其特征在于，进一步包括设置在所述凹槽中并且接收所述可变形壁以将所述可变形壁连接至所述车辆的外壳。

15.根据权利要求12所述的能量吸收系统，其特征在于，所述柱塞枢转地连接至所述保险杠梁。

16.根据权利要求12所述的能量吸收系统，其特征在于，进一步包括唇缘，所述唇缘与所述可变形壁和所述凸缘连接并且从所述可变形壁延伸进入所述腔至所述凸缘。

17.根据权利要求16所述的能量吸收系统，其特征在于，所述可变形壁为圆柱形，并且所述唇缘围绕所述可变形壁圆周地延伸。

18.根据权利要求12所述的能量吸收系统，其特征在于，所述可变形壁沿所述轴线延伸，并且所述凸缘从所述可变形壁朝向所述轴线延伸。

19.根据权利要求18所述的能量吸收系统，其特征在于，所述柱塞在所述可变形壁与所述轴线之间与所述凸缘接合。

20.根据权利要求12所述的能量吸收系统，其特征在于，所述柱塞包括外直径，并且所述可变形壁包括大于所述柱塞的所述外直径的内直径。