CN208198324U - 基于分级蜂窝结构的吸能盒 - Google Patents

基于分级蜂窝结构的吸能盒 Download PDF

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冯宁
吴凯
闫杰
王乐
常英丽
赵志敏
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Abstract

本实用新型涉及一种基于分级蜂窝结构的吸能盒,本实用新型有效的解决了现有的吸能盒刚性不足且缓冲吸能效果不佳的问题;解决的技术方案包括:两个基于分级蜂窝结构的吸能盒且两吸能盒横向间隔设置,吸能盒纵向一端固定于第一薄板,纵向另一端设有与其紧密且滑动配合的第一缸体,所述吸能盒置于第一缸体内的纵向一端与第一缸体底壁之间连接有第一弹簧,两第一缸体另一端分别固定于第二薄板横向两端,第一薄板和第二薄板之间设有固定在第二薄板且与两第一缸体配合连通的第二气缸,本实用新型在第一缸体和第二气缸壁厚中均添加有分级蜂窝结构,当车辆发生较大碰撞时第一缸体与第二气缸也充当着吸能盒的作用。

Description

基于分级蜂窝结构的吸能盒
技术领域
[0001]本实用新型属于车辆防撞吸能装置技术领域,涉及一种吸能密度大、吸能稳定性 高、参数适应性好的基于分级蜂窝结构的吸能盒。
背景技术
[0002]目前,越来越多的居民能够拥有汽车,街道上随处可见汽车,人们越来越多地采用 汽车或者电车作为出行的代步工具,此外当大多数汽车在发生碰撞事故发生时,产生的碰 撞能量主要通过汽车的车身前部金属结构的塑性变形来吸收,起到了保护乘员的作用,是 重要的被动安全装置。这些作为汽车安全的重要被动零件,在碰撞事故发生时,吸能盒可以 通过一系列变形来吸收防撞梁传递的能量,汽车碰撞的本质也就是薄壁结构的大变形吸能 过程,其中,吸能盒就是主要的吸能部件,汽车吸能盒是车身前部最重要的吸能元件之一, 其前端与保险杠连接,能够在正面碰撞过程中通过材料的塑性变形吸收碰撞动能,然而简 单的吸能盒吸能效果并不显著,采用内部填充方式增加吸能盒的吸能量。一种现有技术采 用了加强整个吸能盒的强度,如增加吸能盒的厚度,在吸能盒内部增加刚性结构体等,这种 结构虽然能够起到一定的抗冲击作用,但减弱了吸能盒的缓冲作用,效果不佳;另外一种吸 能盒通过在吸能盒内部填充泡沫铝,或者增加缓冲作用的结构体,但减弱了吸能盒的抗冲 击能力。所以一种刚性结构强、缓冲性能效果好的吸能盒便显得尤为重要。 实用新型内容
[0003] 针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本实用新型提供一种基于分级蜂窝结构 的吸能盒,有效的解决了背景技术中所提到的问题。
[0004] 具体技术方案如下:
[0005] 基于分级蜂窝结构的吸能盒,包括吸能盒,其特征在于,所述吸能盒纵向一端设有 与其紧密且滑动配合的第一缸体,所述吸能盒置于第一缸体内的纵向一端与第一缸体底壁 之间连接有第一弹簧。
[0006] 优选的,所述吸能盒有两个且横向间隔设置,两所述吸能盒纵向另一端横向间隔 分别固定于沿平行于吸能盒底壁方向设置的第一薄板的横向两端,两所述第一缸体底壁横 向间隔固定于沿平行于第一薄板方向设置的第二薄板的横向两端,所述第一缸体底壁中间 部位设有通透的第一圆孔,所述第二薄板上开设有与第一圆孔相配合的第二圆孔,所述第 一薄板与第二薄板之间设有固定于第二薄板纵向一端面且纵向延伸的第二气缸,所述第二 气缸包括缸体、缸体内滑动配合的活塞以及设置于活塞前端的活塞杆,所述第二气缸面向 第一薄板纵向一侧壁开设有与活塞杆滑动配合的第五圆孔,所述活塞杆经第五圆孔向外伸 出第二气缸且伸出端设有平行于第一薄板的圆形挡板,所述第二气缸底壁中间部位设有通 透的第三圆孔且第二薄板上设有与第三圆孔相配合的第四圆孔,两所述第一圆孔之间经u 形导气管连通且U形导气管中间部位连通有垂直于U形导气管设置的直导气管,所述直导气 管另一端连通于第三圆孔。
[0007] 优选的,所述吸能盒壁厚中开设有若干正六边形孔构成一级蜂窝结构,所述正六 边形孔壁上均匀开设有若干次级蜂窝孔,若干所述正六边形孔和若干次级蜂窝孔构成分级 蜂窝结构。
[0008] 优选的,置于所述第二气缸内活塞与第二气缸底壁之间连接有第二弹簧,位于所 述活塞与第二气缸底壁之间的第二气缸外壁上设有压力阀。
[0009] 优选的,所述第一缸体与第二气缸壁厚中均添加有分级蜂窝结构,所述吸能盒、第 一缸体、第二气缸外壁上均开设有环形溃缩导引槽。
[0010]优选的,所述第一薄板与第二薄板的横向两端均开设有竖向间隔设置的螺纹孔。 [0011] 优选的,所述吸能盒壁厚中开设有若干正六边形孔构成一级蜂窝结构,所述正六 边形孔壁上均匀开设有若干次级蜂窝孔,若干所述正六边形孔和若千次级蜂窝孔构成分级 蜂窝结构。
[0012]上述技术方案有益效果在于:
[0013] (1)本实用新型该设备在吸能盒中引入分级蜂窝结构,在很大程度的改变吸能盒 系统整体的刚性,起到保护车内乘员的作用;分级蜂窝结构的吸能盒重量小,并在加工时节 约材料,充分利用材料;在吸能盒中添加分级蜂窝结构,当蜂窝结构受压时,将大大增加吸 能盒系统的吸能能力,保护汽车内乘员舱的结构完整性,降低对乘员的伤害程度。
[00M] (2)本实用新型中巧妙的将吸能盒与第一缸体进行配合,当车辆发生轻微碰撞时 吸能盒沿第一缸体滑动压缩第一弹簧且通过导气管与第二气缸配合做功吸收碰撞能量,此 时吸能盒不会发生形变,以便在当发生较大碰撞时更好的吸收能量进行缓冲,再一个本实 用新型在第一缸体和第二气缸壁厚中均添加有分级蜂窝结构,当车辆发生较大碰撞时第一 缸体与第二气缸也充当着吸能盒的作用发生形变进行缓冲吸能,能更好的保护车身结构。
附图说明
[0015]图1为本实用新型吸能盒与缸体以及第一气缸配合示意图;
[0016] 图2为本实用新型导气管与第二薄板分解示意图;
[0017] 图3为本实用新型删去第二薄板部分分解示意图;
[0018] 图4为本实用新型吸能盒与第一缸体配合剖视图;
[0019] 图5为本实用新型第二气缸剖视图;
[0020]图6为本实用新型吸能盒沿其直径方向剖视图;
[0021]图7为本实用新型分级蜂窝结构示意图;
[0022]图8为本实用新型分级蜂窝结构中单个孔的结构平面示意图。
[00f]图中^吸能盒1,第一薄板2,第一缸体3,第一弹簧4,第二薄板5,第一圆孔6,第 一孔7,第一气缸8,活塞9,活塞杆1〇,圆形挡板丨丨,第三圆孔12,第四圆孔13,U形导 气管14,直导气管15,第二弹簧16,压力阀17,环形溃缩导引槽18,螺纹孔⑸,正六边形孔2〇 次级蜂窝孔21,第五圆孔22。
具体实施方式 有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图1至图 8对头施例的详賴明巾,将可清楚的呈现。叮实_中所提到的结构内容,均是以说明 书附图为参考。
[0025]下面将参照附图描述本实用新型的各示例性的实施例。
[0026]实施例1,基于分级蜂窝结构的吸能盒,包括吸能盒1,其特征在于,所述吸能盒1纵 向一端设有与其紧密且滑动配合的第一缸体3,所述吸能盒1置于第一缸体3内的纵向一端 与第一缸体3底壁之间连接有第一弹簧4。该实施例在使用的时候,所述吸能盒1 一端固定于 车辆前保险杜上,另一端滑动配合于第一缸体3内且第一缸体另一端固定于车辆前纵梁上, 当车辆发生轻微碰撞时保险杠挤压吸能盒1沿第一缸体3内进行滑动继而压缩位于第一缸 体3内的第一弹簧4,此时压缩第一弹簧4做功吸收碰撞能量,此时吸能盒1不会发生形变;当 发生较大碰撞时吸能盒1在前保险杠的挤压下仍压缩第一弹簧4做功吸收能量,当第一弹簧 4完全被压缩时,此时吸能盒1开始发生形变吸能,保护汽车内部乘员舱的结构完整性,大幅 度的降低了冲击能对乘员的伤害程度。
[0027]实施例2,在实施例1的基础上,所述吸能盒1有两个且横向间隔设置,两所述吸能 盒1纵向另一端横向间隔分别固定于沿平行于吸能盒1底壁方向设置的第一薄板2的横向两 端,两所述第一缸体3底壁横向间隔固定于沿平行于第一薄板2方向设置的第二薄板5的横 向两端,所述第一缸体3底壁中间部位设有通透的第一圆孔6,所述第二薄板5上开设有与第 一圆孔6相配合的第二圆孔7,所述第一薄板2与第二薄板5之间设有固定于第二薄板5纵向 一端面且纵向延伸的第二气缸8,所述第二气缸8包括缸体、缸体内滑动配合的活塞以及设 置于活塞9前端的活塞杆10,所述第二气缸8面向第一薄板2纵向一侧壁开设有与活塞杆1〇 滑动配合的第五圆孔22,所述活塞杆10经第五圆孔22向外伸出第二气缸8且伸出端设有平 行于第一薄板2的圆形挡板11,所述活塞杆10与经第五圆孔22与第二气缸8配合部位与外界 空气连通,所述第二气缸8底壁中间部位设有通透的第三圆孔12且第二薄板5上设有与第三 圆孔I2相配合的第四圆孔13,两所述第一圆孔6之间经U形导气管14连通且U形导气管14中 间部位连通有垂直于U形导气管14设置的直导气管15,所述直导气管15另一端连通于第三 圆孔12。该实施例在使用的时候,所述吸能盒1有两个且横向间隔固定于第一薄板2的横向 两端,所述第一薄板2固定于车辆前保险杠上,两所述第一缸体3固定于第二薄板5上且第二 薄板5横向两端固定于车辆的两前防撞纵梁上,当车辆发生轻微碰撞时第一薄板2挤压两吸 能盒1继而压缩第一弹簧4做功吸收碰撞能量,此时两吸能盒1在第一缸体2内滑动将位于第 一缸体2内的空气经导气管压缩至第二气缸8内,进而推动第二气缸8内的活塞杆1〇沿第二 气缸8缸体向前滑动此时设置于活塞杆1〇上的圆形挡板11抵触于第一薄板2且在气压的推 动下继续向前挤压第一薄板2,继而消耗车辆的碰撞能量。
[0028]实施例3,在实施例2的基础上,所述吸能盒1壁厚中开设有若干正六边形孔2〇构成 一级蜂窝结构,所述正六边形孔20壁上均匀开设有若干次级蜂窝孔21,若干所述正六边形 孔20和若干次级蜂窝孔21构成分级蜂窝结构,吸能盒1为圆筒状并且在其壁厚中添加分级 蜂窝结构,所述分级蜂窝结构位于吸能盒1内壁与外壁之间且环绕吸能盒丨盒体均匀分布, 若干所述正六边形孔2〇和若干次级蜂窝孔21沿垂直于吸能盒1高度方向环绕吸能盒丨盒体 延伸,在汽车行进过程中承受到巨大冲击力作用(例如汽车间的高速碰撞)时,碰撞力传导 到吸能盒1表面,分级蜂窝结构开始受力收缩,此时受力的分级蜂窝结构吸收了大量冲击 能,具体过程为随着吸能盒1的变形分级蜂窝结构发生压缩变形,保护汽车内部乘员舱的结 构完整性,大幅度的降低了冲击能对乘员的伤害程度。
[0029]实施例4,在实施例2的基础上,置于所述第二气缸8内活塞9与第二气缸8底壁之间 连接有第二弹簧16,位于所述活塞9与第二气缸8底壁之间的第二气缸8外壁上设有压力阀 17。该实施例在使用的时候,当吸能盒1压缩第一缸体3内的空气进入到第二气缸8内推动活 塞杆10做功的同时,连接于活塞9与第二气缸8底壁上的第二弹簧16也被拉伸继而吸收了车 辆碰撞的又一部分能量,当车辆发生较大碰撞时,第一薄板2会在车辆前保险杠的作用下推 着吸能盒1与活塞杆10向后运动,当置于第二气缸8与两第一缸体3内的空气被压缩至极限 时,此时位于活塞9与第二气缸8底壁之间的压力阀17开始工作泄压,此过程可以进一步对 车辆的碰撞动能进行缓冲。
[0030]实施例5,在实施例3的基础上,所述第一缸体3与第二气缸S壁厚中均添加有分级 蜂窝结构,所述吸能盒1、第一缸体3、第二气缸8外壁上均开设有环形溃缩导引槽18。所述第 一缸体3与第二气缸8壁厚中均添加与分级蜂窝结构,当车辆发生较大碰撞时吸能盒i在完 全溃缩变形直至破裂失效时,第一缸体3与第二气缸8也充当吸能盒1的角色,其壁厚中的分 级蜂窝结构发生压缩变形进一步吸收车辆碰撞能量,对车舱内的结构和车内的驾驶员起到 更好的保护作用,环形溃缩导引槽18的快速溃缩能够提高吸能盒整体变形的均匀性,从而 提高了汽车吸能盒的吸能效果,环形溃缩导引槽18在发生碰撞时从四周诱导本体变形吸 能,提高了碰撞变形的稳定性。
[0031]实施例6,在实施例2的基础上,所述第一薄板2与第二薄板5的横向两端均开设有 竖向间隔设置的螺纹孔19。本实用新型中第一薄板2经经螺栓固定于车辆的前保险杠,第二 薄板5横向两端分别经螺栓固定于车辆的两前纵梁上。
[0032]实施例7,在实施例1的基础上,所述所述吸能盒1壁厚中开设有若干正六边形孔2〇 构成一级蜂窝结构,所述正六边形孔20壁上均匀开设有若干次级蜂窝孔21,若干所述正六 边形孔20和若干次级蜂窝孔21构成分级蜂窝结构,吸能盒1为圆筒状并且在其壁厚中添加 分级蜂窝结构,所述分级蜂窝结构位于吸能盒丨内壁与外壁之间且环绕吸能盒丨盒体均勾分 布,若干所述正六边形孔2〇和若干次级蜂窝孔21沿垂直于吸能盒1高度方向环绕吸能盒1 盒体延伸,在汽车行进过程中承受到巨大冲击力作用(例如汽车间的高速碰撞)时,碰撞力 传导到吸能盒1表面,分级蜂窝结构开始受力收缩,此时受力的分级峰窝结构吸收了大量冲 击能,具体过程为随着吸能盒1的变形分级蜂窝结构发生压缩变形,保护汽车内部乘员舱的 结构完整性,大幅度的降低了冲击能对乘员的伤害程度。
[0033]本实用新型中巧妙的将吸能盒1与第一缸体3进行配合,当车辆发生轻微碰撞时吸 能盒沿第一缸体3滑动压缩第一弹簧4且通过导气管与第二气缸8配合做功吸收碰撞能量, 此时吸能盒1不会发生形变,以便在当发生较大碰撞时更好的吸收能量进行缓冲,再一个本 实用新型在第一缸体3和第二气缸8壁厚中均添加有分级蜂窝结构,当车辆发生较大碰撞时 第一缸体3与第二气缸S也充当着吸能盒〖的作用发生形变进行缓冲吸能,能更好的保护车 身结构,分级蜂窝结构的吸能盒重量小,并在加工时节约材料,充分利用材料;在吸能盒中 添加蜂窝结构,当蜂窝结构受压时,将大大增加吸能盒系统的吸能能力,保护汽车内乘员舱 的结构完整性,降低对乘员的伤害程度。 '
[0034]上面所述只是为了说明本实用新型,应该理解为本实用新型并不局限于以上实施 例,符合本实用新型思想的各种变通形式均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.基于分级蜂窝结构的吸能盒,包括吸能盒(1),其特征在于,所述吸能盒(1)纵向一端 设有与其紧密且滑动配合的第一缸体(3),所述吸能盒(1)置于第一缸体(3)内的纵向一端 与第一缸体(3)底壁之间连接有第一弹簧(4)。
2. 根据权利要求1所述的基于分级蜂窝结构的吸能盒,其特征在于,所述吸能盒a)有 两个且横向间隔设置,两所述吸能盒a)纵向另一端横向间隔分别固定于沿平行于吸能盒 (1)底壁方向设置的第一薄板(2)的横向两端,两所述第一缸体(3)底壁横向间隔固定于沿 平行于第一薄板(2)方向设置的第二薄板(5)的横向两端,所述第一缸体(3)底壁中间部位 设有通透的第一圆孔(6),所述第二薄板(5)上开设有与第一圆孔(6)相配合的第二圆孔 (7) ,所述第一薄板(2)与第二薄板(5)之间设有固定于第二薄板(0纵向一端面且纵向延伸 的第二气缸(8),所述第二气缸(8)包括缸体、缸体内滑动配合的活塞以及设置于活塞(9)前 端的活塞杆(10),所述第二气缸(8)面向第一薄板(2)纵向一侧壁开设有与活塞杆(1〇)滑动 配合的第五圆孔(22),所述活塞杆(10)经第五圆孔(M)向外伸出第二气缸(8)且伸出端设 有平行于第一薄板(2)的圆形挡板(11),所述第二气缸(8)底壁中间部位设有通透的第三圆 孔(I2)且第二薄板(5)上设有与第三圆孔(I2)相配合的第四圆孔(13),两所述第一圆孔(6) 之间经U形导气管(14)连通且U形导气管(14)中间部位连通有垂直于U形导气管(14)设置的 直导气管(15),所述直导气管(15)另一端连通于第三圆孔(12)。
3. 根据权利要求2所述的基于分级蜂窝结构的吸能盒,其特征在于,所述吸能盒(1)壁 厚中开设有若干正六边形孔(2〇)构成一级蜂窝结构,所述正六边形孔(2①壁上均匀开设有 若干次级蜂窝孔(21),若千所述正六边形孔(20)和若干次级蜂窝孔(21)构成分级蜂窝结 构。
4.根据权利要求2所述的基于分级蜂窝结构的吸能盒,其特征在于,置于所述第二气缸 ⑻内活塞⑼与第二气缸⑻底壁之间连接有第二弹簧(16),位于所述活塞⑼与第二气缸 (8) 底壁之间的第二气缸(8)外壁上设有压力阀(17)。
5.根据权利要求3所述的基于分级蜂窝结构的吸能盒,其特征在于,所述第一缸体(3) 与第二气缸(8)壁厚中均添加有分级蜂窝结构,所述吸能盒(1)、第一缸体(3)、第二气缸(8) 外壁上均开设有环形溃缩导引槽(18)。
6.根据权利要求2所述的基于分级蜂窝结构的吸能盒,其特征在于,所述第一薄板(2) 与第二薄板(5)的横向两端均开设有竖向间隔设置的螺纹孔(19)。
7.根据权利要求1所述的基于分级蜂窝结构的吸能盒,其特征在于,所述吸能盒(1)壁 厚中开设有若干正六边形孔(2〇)构成一级蜂窝结构,所述正六边形孔(2〇)壁上均匀开设有 若干次级蜂窝孔(21),若干所述正六边形孔(2〇)和若干次级蜂窝孔(21)构成分级蜂窝结 构。
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