CN209725062U - 减振器系统及一次性减振器 - Google Patents

Abstract

本公开提供了减振器系统及一次性减振器。一种减振器系统，包括主体、部件以及将所述部件固定在所述主体上的至少一个主附接件。辅助附接件被配置为在所述主附接件断裂时将所述部件固定到所述主体。所述辅助附接件包括一次性减振器和附接到所述主体并通过所述一次性减振器固定到所述部件的线缆。本公开另一方面提供一种一次性减振器。

Description

减振器系统及一次性减振器

技术领域

本实用新型涉及减振器领域，并且更具体地，涉及可塑性变形的一次性减振器系统。

背景技术

系绳是已知的并且用于在部件的主附接件脱落的情况下保持部件。例如，在车辆碰撞事件中，系绳可用于保持可能从车辆被甩出的部件。在这种情况下，系绳只能使用一次，之后被新的系绳替换。然而，在短时间内存在高动态力的情况下、如在一些车辆碰撞中，系绳的使用变得更具挑战性。在高动态力情况下，峰值力可能超过系绳的极限，从而使得部件从车辆释放出来。可使用更稳健的系绳，但这会增加车辆的重量和成本。

设计了用于减少峰值力的减振器。通常，减振器被稳健地设计以用于重复循环使用。但这增加了减振器的大小、重量、设计复杂性和成本，从而使其在一次性使用场景中不可行。

现有技术的这些技术问题通过以下实用新型来解决。

实用新型内容

根据本公开的示例的一种减振器系统，其包括主体、部件以及将部件固定在主体上的至少一个主附接件。辅助附接件被配置为在所述主附接件断裂时将所述部件固定到所述主体。所述辅助附接件包括一次性减振器和附接到所述主体并通过所述一次性减振器固定到所述部件的线缆。

根据本公开的示例的一种一次性减振器，其包括第一连接器部分和第二连接器部分以及接合所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的减振器元件。所述减振器元件在以张力形式施加到所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的预设设计负荷下能够塑性变形而不断裂。

根据本公开的另一个示例的一种一次性减振器，其包括第一连接器部分和第二连接器部分以及接合所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的螺线形减振器元件。所述螺线形减振器元件在以张力形式施加到所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的预设设计负荷下能够塑性变形而不断裂。

附图说明

从以下具体实施方式中，本公开的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将变得明白易懂。随附于具体实施方式的附图可如下简要地描述。

图1展示处于部件的主附接件断裂之前的初始状态的示例性减振器系统。

图2展示图1的减振器系统，但处于主附接件断裂之后的第二状态。

图3展示示例性一次性减振器。

图4展示另一个示例性一次性减振器。

图5展示另一个示例性一次性减振器。

图6展示另一个示例性一次性减振器。

图7A和图7B以图表形式描绘测试模拟。

具体实施方式

图1展示减振器系统20的示例。在此示例中，将所述减振器系统20示意性地示出在车辆的环境中；然而，应当理解，这里的示例并不局限于车辆，并且还可用于或适于其中存在高动态力并且将接受一次性设计的其他系统。

所述系统20总体包括主体22(诸如车身)和部件24。在车辆的示例中，部件24可以是固定在车辆外部的踏脚板。存在至少一个主附接件26(示出两个)，其将部件24固定在主体22上。例如，主附接件26是用于将部件24固定在主体22上的预期功能位置的机械连接。

所述系统20还包括辅助附接件28，所述辅助附接件28被配置为在一个或多个主附接件26断裂时将部件24固定到主体22。例如，断裂可能来自车辆碰撞。在发生这种破裂之前，辅助附接件28不用于将部件24固定、附接或支撑在主体22上。仅在一个或多个主附接件26断裂之后，辅助附接件28起着将部件24固定到主体22的积极作用。在发生这种断裂时，一个或多个主附接件26不再能够将部件24支撑在其功能位置。其结果是，部件24可从其功能位置释放并移动。此时，辅助附接件28随后固定部件24，从而防止部件24 从主体22被甩出。

为了达到这个目的，辅助附接件28包括一次性减振器30(在下文称为“减振器”)和一根或多根线缆32(诸如金属线缆)。如本文所用，“一次性”是指减振器以这样的方式进行配置：出于主要目的对减振器初次使用致使减振器永久变形，从而使其在出于主要目的第二次使用的情况下不能够类似地执行。

在辅助附接件28中，每个线缆32在其部分之一处固定到减振器30，如 32a处所表示，并且在其相对的端部处分别固定到主体22或部件24，如32b 处所表示。应当理解，可使用单根线缆而非两根线缆32，并且减振器30的一端可直接连接到主体22或部件24。在另外的示例中，在减振器30与主体22 或部件24之间还可存在其他零件，其在部件24从主体22释放时基本上传递部件24的力。

图1中对系统20的描绘表示一个或多个主附接件26断裂之前的初始状态。在此状态下，一个或多个主附接件26独自负责将部件24固定在主体22上。如所讨论的，辅助附接件28在此状态下不用于将部件24固定到主体22。

图2描绘同一系统20，但处于一个或多个主附接件26断裂之后的第二状态。在断开时，部件24暂时从主体22释放。在部件24与主体22分离时，辅助附接件28承受部件24的负荷，在碰撞或类似情况下这可在几毫秒的相对短的时间段内发生。这导致高的力施加到辅助附接件28。如果在这种情况下只有一根线缆将部件拴到主体，那么需要选择线缆的厚度，使得线缆能够承受高的峰值力而不断裂。这将导致增加车辆的重量和成本的粗线缆。

与仅使用线缆相对比，减振器30用于降低峰值力。就此而言，传递到辅助附接件28的力使得减振器30发生塑性变形。塑性变形是指一旦力停止，变形是不可恢复的，这与弹性变形不同。换句话讲，变形是永久性的。变形吸收能量，从而降低一根或多根线缆32所经受的力。一根或多根线缆32上的较低峰值力允许一根或多根线缆32比不存在减振器30时所需的线缆更薄。

图3展示可在上面的辅助附接件28中使用的一次性减振器130的示例。在本公开中，相同的附图标记在适当情况下表示相同的元件，并且附图标记加上100或其倍数表示被理解成并入对应元件的相同特征和益处的改进元件。在此示例中，减振器130包括第一连接器部分134a和第二连接器部分134b以及减振器元件136，所述减振器元件136接合第一连接器部分134a和第二连接器部分134b。此示例中的连接器部分134a/134b具有用于与线缆32、主体22 或部件24相连接的孔。应当理解，可针对不同类型的连接不同地配置连接器部分134a/134b中的一者或两者。

在此示例中，减振器元件136是螺线形减振器元件。就此而言，减振器元件136包括形成间隙138的圆形绕组或部分136a/136b。在此示例中，间隙138 具有发散的间隙宽度W。发散是相对于进入绕组的方向或弯向的。进入绕组 136a/136b中的每一个的间隙宽度W从宽度W1加宽至W2至W3，由此使得 W1<W2<W3。螺线形状和发散间隙宽度有助于高能量吸收，并且还提供定制吸收的能力。例如，绕组和发散间隙的数量至少部分地决定减振器元件136中的材料量，并因此决定减振器元件136的能量吸收能力。

在此示例中，减振器130具有平面设计。例如，减振器130具有厚度t1，所述厚度t1在整个减振器130中是均匀的。此外，连接器部分134a/134b和减振器元件136位于以P表示的同一平面中(即，是共面的)，并且易于连接。例如，减振器元件136完全位于第一连接器部分134a和第二连接器部分134b的内侧。因此，可从外侧方向接近连接器部分134a/134b，这意味着减振器元件 136不会妨碍接近连接器部分134a/134b。共面设计和均匀厚度提供了低轮廓 (low-profile)构型。

减振器元件136在预设设计负荷下可塑性变形而不断裂，所述预设设计负荷以张力形式施加到第一连接器部分134a和第二连接器部分134b。例如，如果向连接器部分134a/134b施加张力负荷以将部分134a/134b拉开，那么在预设设计负荷下，减振器元件136将塑性变形并“拉伸”。

预设设计负荷主要由以下因素决定：制成减振器元件136的材料类型、减振器元件136中的材料量以及减振器元件136的几何形状。这些因素可在工程设计阶段中进行定制，以将预设设计负荷设置在与部件24的释放所施加的峰值负荷相对应的水平处。例如，如果测试或模拟显示来自释放的峰值负荷为 25kN，那么发生塑性变形的预设设计负荷应低于25kN，否则减振器元件136 将不会发生塑性变形。应当理解，如果预设设计负荷远低于峰值负荷，那么峰值负荷将超过减振器的断裂极限。因此，预设设计负荷必须在这些极限范围内。通过本公开，本领域普通技术人员将能够通过物理实验和/或计算机模拟来确定此类极限。

减振器130没有移动零件并且具有相对简单的几何形状，这有利于更高的可靠性和低廉的制造。作为一个示例，减振器130可形成为单一整体件，或者甚至是结合或紧固在一起的有限数量的制件。最典型地，减振器130将由金属合金形成，但是在峰值力足够低的情况下，可使用聚合物复合材料。金属合金的示例可包括但不限于铝合金和钢合金。

图4展示另一个示例性一次性减振器230。类似于减振器130，减振器230 具有螺线形状、第一连接器部分234a和第二连接器部分234b、减振元件236 和平面设计。然而，此示例中的减振器230具有三个绕组236a/236b/236c，而非如减振器130中的两个绕组，并且还具有间隙238，所述间隙238具有恒定的宽度W。具有恒定宽度的间隙238以及不太圆的几何形状在绕组 236a/236b/236c上引起更高的应力集中，这可能倾向于聚焦负荷，而非如减振器130的圆形的且发散的形状那样更均匀地分布负荷。因此，这里的减振器中的绕组的数量和形状可在工程设计阶段进行修改，以便定制减振器在给定的施加负荷或负荷范围下塑性变形而不断裂的预设设计负荷。

图5展示另一个示例性一次性减振器330。此示例中的减振器330也具有螺线形状、第一连接器部分334a和第二连接器部分334b、减振元件336、以及由间隙338隔开的绕组336a/336b/336c，但不具有如减振器130/230中的平面设计。相反地，绕组336a/336b/336c相对于第一连接器部分334a和第二连接器部分334b在平面外延伸，第一连接器部分334a和第二连接器部分334b 在此示例中是共面的。虽然不是低轮廓，但平面外形状是紧凑的。因此，这里的减振器的空间包络也可定制，以便修改减振器塑性变形的预设设计负荷、以便适合给定的设计空间、或两者。

图6展示另一个示例性一次性减振器430。减振器430类似于减振器330，因为其也具有螺线形状、第一连接器部分434a和第二连接器部分434b、以及减振器元件436。然而，减振器元件436仅具有两个绕组436a/436b和更大的间隙438，以便提供减振器430将发生塑性变形的不同的预设设计负荷。

图7A和图7B以图表形式描绘测试模拟以证明本文所描述的减振器的效果。图7A表示对仅线缆的模拟，图7B表示对同一线缆的模拟，但是具有根据本公开的附接的减振器。在模拟中，附加代表部件24(例如，踏脚板)的有效质量并且在测量随时间推移的负荷的同时施加初始速度。因此，图表表明y 轴上的负荷与x轴上的时间的关系。图表上的水平点划线表示线缆的断裂极限 (或满足性能标准的目标峰值力极限)。在图7A所表示的模拟中，峰值负荷远远超过断裂极限，这表明需要更厚的线缆来承受负荷。在图7B所表示的模拟中，在具有减振器的情况下，峰值负荷低于线缆的断裂极限。较低的峰值负荷是由于减振器吸收能量引起的。并且由于峰值负荷低于线缆的断裂极限，不需要将细线缆做得更厚。实际上，由于减振器，系统将发生质量增加，但因为减振器相对简单且较小，所以与使用较厚的线缆相比，可净减少质量。

尽管在所展示的示例中示出特征的组合，但并非所有特征都需要组合以实现本公开的各种实施例的益处。换句话讲，根据本公开的实施例设计的系统将不必包括在任何一个图中所示出的所有特征或在图中示意性示出的所有部分。此外，一个示例性实施例所选择的特征可与其他示例性实施例所选择的特征组合。

前面的描述在本质上是示例性的而非限制性的。在不背离本公开实质的情况下，对所公开的示例做出变化和修改对于本领域的技术人员来说可变得明白易懂。本公开给出的法律保护的范围仅可通过研究以下权利要求来确定。

根据本实用新型，提供了一种一次性减振器，其具有第一连接器部分和第二连接器部分；接合所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的螺线形减振器元件，所述螺线形减振器元件在以张力形式施加到所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的预设设计负荷下能够塑性变形而不断裂。

根据一个实施例，上述实用新型的进一步特征在于，所述第一连接器部分和所述第二连接器部分是共面的。

根据一个实施例，所述螺线形减振器包括由各自具有恒定的间隙宽度的间隙隔开的绕组。

根据一个实施例，所述螺线形减振器包括由各自具有发散的间隙宽度的间隙隔开的绕组。

根据一个实施例，上述实用新型的进一步特征在于，所述螺线形减振器元件和所述第一连接器部分以及所述第二连接器部分是共面的。

Claims (15)

1.一种减振器系统，其特征在于，包括：

主体、部件、以及将所述部件固定在所述主体上的至少一个主附接件；

辅助附接件，所述辅助附接件被配置为在所述主附接件断裂时将所述部件固定到所述主体，所述辅助附接件包括：

一次性减振器，和

线缆，所述线缆附接到所述主体并通过所述一次性减振器固定到所述部件。

2.如权利要求1所述的减振器系统，其特征在于，所述一次性减振器包括第一连接器部分和第二连接器部分以及接合所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的减振器元件，所述减振器元件在以张力形式施加到所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的预设设计负荷下能够塑性变形而不断裂。

3.如权利要求2所述的减振器系统，其特征在于，所述减振器元件具有恒定的厚度。

4.如权利要求2所述的减振器系统，其特征在于，所述减振器元件完全位于所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的内侧。

5.如权利要求2所述的减振器系统，其特征在于，所述第一连接器部分和所述第二连接器部分是共面的。

6.如权利要求2所述的减振器系统，其特征在于，所述第一连接器部分和所述第二连接器部分以及所述减振器元件是单一整体件。

7.如权利要求1所述的减振器系统，其特征在于，所述一次性减振器包括第一连接器部分和第二连接器部分以及接合所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的螺线形减振器元件，所述螺线形减振器元件在以张力形式施加到所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的预设设计负荷下能够塑性变形而不断裂。

8.如权利要求7所述的减振器系统，其特征在于，所述螺线形减振器包括由各自具有恒定的间隙宽度的间隙隔开的绕组。

9.如权利要求7所述的减振器系统，其特征在于，所述螺线形减振器包括由各自具有发散的间隙宽度的间隙隔开的绕组。

10.如权利要求1所述的减振器系统，其特征在于，所述部件是车辆踏脚板。

11.一种一次性减振器，其特征在于，包括：

第一连接器部分和第二连接器部分；

接合所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的减振器元件，所述减振器元件在以张力形式施加到所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的预设设计负荷下能够塑性变形而不断裂。

12.如权利要求11所述的一次性减振器，其特征在于，所述减振器元件具有恒定的厚度。

13.如权利要求11所述的一次性减振器，其特征在于，所述减振器元件完全位于所述第一连接器部分和所述第二连接器部分的内侧。

14.如权利要求11所述的一次性减振器，其特征在于，所述第一连接器部分和所述第二连接器部分以及所述减振器元件是共面的。

15.如权利要求11所述的一次性减振器，其特征在于，所述第一连接器部分和所述第二连接器部分以及所述减振器是单一整体件。