CN211943206U

CN211943206U - 能量吸收装置

Info

Publication number: CN211943206U
Application number: CN201790001504.2U
Authority: CN
Inventors: S.达科斯塔皮托; H.特拉贝尔西
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2027-12-11
Also published as: WO2018109342A1; FR3059958A1; FR3059958B1

Abstract

本实用新型涉及一种能量吸收装置(1)，用于机动车辆的保险杠梁(2)，所述能量吸收装置(1)用于在所述保险杠梁(2)和与所述保险杠梁(2)面对的车辆的纵梁(3)的端部之间建立连接，所述能量吸收装置(1)包括由非增强聚合物材料制成的至少一个第一区域(21)和由包括纤维的增强聚合物材料制成的至少一个第二区域(22,23,24)。

Description

能量吸收装置

技术领域

本实用新型涉及一种能量吸收装置，该能量吸振装置能够在机动车辆上发生碰撞、特别是正面碰撞的情况中确保保护。更具体地，本实用新型涉及一种用于机动车辆保险杠梁的能量吸收装置，该能量吸收装置设置在保险杠梁和车辆的纵梁的与保险杠梁相对的端部之间。

背景技术

为了吸收机动车辆的保险杠梁处的、特别是正面的碰撞的能量，已知使用由于碰撞所施加的力而变形的能量吸收装置。这些能量吸收装置由于金属材料的耐受性而通常由金属材料制成。然而，这些金属能量吸收装置很重，并且不会朝着寻求越来越多地减少其重量的机动车辆的发展方向发展。

为了减轻能量吸收装置的重量，已知的是用塑料材料或特别是组合了塑料和金属的复合材料制造它们。对于由塑料材料制成的能量吸收装置，后者由于其具有低能量吸收比(une énergie absorbée spécifique)而并非完全令人满意，也就是说它们能够吸收的能量相对于它们的质量很低。因此，这些塑料能量吸收装置的耐受性较差。关于由塑料和金属组合的复合材料制成的能量吸收装置，后者具有比塑料能量吸收装置更好的能量吸收比，但它们仍然很重。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是至少部分地克服现有技术的缺点并提出一种轻的且具有更好的能量吸收比的能量吸收装置。

因此，本实用新型涉及一种能量吸收装置，用于机动车辆的保险杠梁，所述能量吸收装置用于在保险杠梁和车辆的纵梁的与保险杠梁面对的端部之间建立连接，所述能量吸收装置包括由非增强聚合物材料制成的至少一个第一区域和由包括纤维的增强聚合物材料制成的至少一个第二区域。

由非增强聚合物材料制成的第一区域和由纤维增强聚合物材料制成的至少一个第二区域的存在保持良好的轻盈性，同时能够从可能的碰撞中吸收更多能量，并且同时对低能量碰撞具有更好的耐受性。

根据本实用新型的一个方面，增强聚合物材料包括玻璃纤维或碳纤维。

根据本实用新型的另一方面，增强聚合物材料包括连续纤维或不连续纤维。

根据本实用新型的另一方面，第一区域的非增强聚合物材料选自聚丙烯和聚酰胺。

根据本实用新型的另一方面，第二区域的增强聚合物材料包括聚丙烯或聚酰胺。

根据本实用新型的另一方面，能量吸收装置包括：

·用于固定到车辆的纵梁的固定基部，

·中空的外壳，和

·布置在中空的外壳中的内壁，

外壳和内壁从固定基部延伸到与能量吸收装置的保险杠梁连接的相对端部。

根据本实用新型的另一方面，固定基部和中空的外壳由非增强聚合物材料制成，内壁由增强聚合物材料制成。

根据本实用新型的另一方面，中空的外壳由非增强聚合物材料制成，并且固定基部和内壁由增强聚合物材料制成。

根据本实用新型的另一方面，中空的外壳和内壁包括由非增强聚合物材料制成的上部周边部分和下部周边部分以及由增强聚合物材料制成的中央部分。

根据本实用新型的另一方面，固定基部由非增强聚合物材料或增强聚合物材料制成。

根据本实用新型的另一方面，能量吸收装置包括：

·中间基部，自其延伸有：

-朝向保险杠梁的方向延伸的中空的第一外壳，以便形成第一腔，

-朝向车辆纵梁的方向延伸的中空的第二外壳，以便形成第二腔，和

·内壁，同时设置在第一腔和第二腔中。

根据本实用新型的另一方面，中间基部、第一外壳和第二外壳由非增强聚合物材料制成，第一腔的和第二腔的内壁由增强聚合物材料制成。

根据本实用新型的另一方面，中间基部、第一外壳和第一腔的内壁由非增强聚合物材料制成，第二外壳和与第二腔相交的内壁由增强聚合物材料制成。

根据本实用新型的另一方面，能量吸收装置包括：

·用于固定到车辆纵梁的固定基部和从固定基部延伸到能量吸收装置的与保险杠梁连接的相对端部的多排蜂窝结构，固定基部和蜂窝结构由非增强聚合物材料制成，和

·蜿蜒壁，其至少部分地围绕所述多排蜂窝结构并且从固定基部延伸到与保险杠梁连接的能量吸收装置的相对端部，蜿蜒壁由增强聚合物材料制成。

附图说明

通过阅读通过说明性而非限制性示例给出的以下描述以及附图，本实用新型的其他特征和优点将更清楚地显现，在附图中：

图1示出了保险杠梁和能量吸收装置的示意图；

图2a示出了根据第一实施例的沿图1的能量吸收装置的截面轴线AA 的纵向截面；

图2b示出了根据第一实施例的第一变型的沿图1的能量吸收装置的截面轴线BB的横向截面；

图2c示出了根据第一实施例的第二变型的沿图1的能量吸收装置的截面轴线BB的横向截面；

图3a示出了根据第二实施例的沿图1的能量吸收装置的截面轴线AA 的纵向截面；

图3b示出了根据第二实施例的第一变型的沿图1的能量吸收装置的截面轴线BB的横向截面；

图3c示出了根据第二实施例的第二变型的沿图1的能量吸收装置的截面轴线BB的横向截面；

图4a示出了根据第三实施例的沿图1的能量吸收装置的截面轴线AA 的纵向截面；

图4b示出了根据第三实施例的图1的能量吸收装置的截面轴线BB的横向截面；

图5a示出了根据第四实施例的沿图1的能量吸收装置的截面轴线AA 的纵向截面；

图5b示出了根据第四实施例的图1的能量吸收装置的截面轴线BB的横向截面；

图6a示出了根据第五实施例的沿图1的能量吸收装置的截面轴线AA 的纵向截面；

图6b示出了根据第五实施例的图1的能量吸收装置的截面轴线BB的横向截面；

图7示出了能量吸收装置根据其收缩的变形阻力的演变图。

具体实施方式

在不同的图中，相同的元件具有相同的附图标记。

以下实施例是示例。尽管描述涉及一个或多个实施例，但这并不一定意味着每个参考涉及相同的实施例，或者特征仅适用于单个实施例。不同实施例的简单特征也可以组合或互换以提供其他实施例。

在本说明书中，可以对某些元件或参数进行编号，例如第一元件或第二元件以及第一参数和第二参数或者第一标准和第二标准等。在这种情况下，涉及的只是简单的编号，用于区分和命名接近但不相同的元件或参数或标准。这种编号并不意味着一个元件、参数或标准相对于另一个的优先级，并且在不脱离本说明书的范围的情况下可以容易地互换这些命名。

这种编号也不意味着时间顺序例如以理解这样或那样的标准。

机动车辆通常设置有布置在前部面处的保险杠梁2。如图1所示，该保险杠梁2可以固定到车辆的纵梁3。为了吸收碰撞并防止碰撞的能量直接传递到纵梁3以及车辆的其余部分，保险杠梁2可以包括能量吸收装置1，其实现保险杠梁2和与所述保险杠梁2面对的、纵梁3的端部之间的连接。当碰撞的能量达到一定水平时，这些能量吸收装置1根据被设计好的变形而变形，以便吸收该能量。

如图2a至6b所示，能量吸收装置1包括由非增强聚合物材料制成的至少一个第一区域21和由包括纤维的增强聚合物材料制成的至少一个第二区域22、23、24。

非增强聚合物材料是指非增强聚合物材料不含纤维。因此，可以具有这样的能量吸收装置1，其包括由具有第一碰撞吸收性能的材料制成的第一区域21和由具有第二碰撞吸收性能的材料制成的第二区域22、23、24。当然，根据本实用新型的能量吸收装置1使得第一区域21和第二区域22、23、24 具有不同的碰撞吸收性能，或者换句话说，第一区域21的非增强聚合物材料具有与第二区域22、23、24的包括纤维的增强聚合物材料不同的碰撞吸收性能、或特点、或资质或能力。根据本实用新型，仅增强聚合物材料包括纤维。

第一区域21的非增强聚合物材料可选自聚丙烯和聚酰胺。第二区域22、 23、24的增强聚合物材料本身则可以包括聚丙烯或聚酰胺。

增强聚合物材料的纤维尤其可以是玻璃纤维或碳纤维。这些纤维可以是非连续纤维，因此允许通过注入制造能量吸收装置1。纤维可以是连续纤维并允许通过热成型制造能量吸收装置1。这些制造方法不是限制性的，并且完全可以设想适于制造双材料组件的任何其他已知的制造方法，并且双材料组件的材料中的一种包括纤维形式的增强材。

在图2a至6b中，示出了不同区域21、22、23和24之间的分离。这些分离是说明性的，以便标记这些区域21、22、23和24之间的材料差异。实际上，这些区域21、22、23和24是连续的，并且由于能量吸收装置1的制造过程，例如通过双材料注入或热成型，可能不具有可见的分界。

根据图2a至2c所示的第一实施例，更具体地说，根据图2a所示的第一实施例，图2a是沿图1的能量吸收装置1的截面轴线AA的纵向截面，该能量吸收装置1包括：

·固定基部51，用于固定到车辆的纵梁3，并设置在能量吸收装置1的端部处，

·中空的外壳52，和

·布置在中空的外壳52中的内壁53。

外壳52和内壁53从固定基部51延伸到能量吸收装置1的与保险杠梁2 连接的相对端部。固定基部51尤其可以包括孔口510，以便例如借助于螺栓固定到纵梁3。

根据图2b中所示的第一变型，其是根据图1的标记BB的截面视图，固定基部51和中空的外壳52由非增强的聚合物材料制成。内壁53本身则由增强聚合物材料制成。这些内壁53在此是相交的直线壁，其连接外壳52 的内部面。然而，可以具有不同形式的内壁53，例如不相交并且是直线的并且彼此平行的内壁53，或者在外壳52的中空部的内部具有正弦形截面的壁。

根据图2c中所示的第二变型，其是根据图1的标记BB的截面视图，固定基部51由非增强聚合物材料制成。中空的外壳52和内壁53本身则包括：

·上部周边部分54a和下部周边部分54b，由非增强聚合物材料制成，和

·中央部分54c，设置在上部周边部分54a和下部周边部分54b之间并由增强聚合物材料制成。

这里的上部和下部是指周边部分54a和54b放置于中央部分54c的两侧。

在图3a至3C所示的第二实施例中，更具体地在图3a中，其是沿图1 的能量吸收装置1的截面轴线AA的纵向截面，该能量吸收装置1包括与第一实施例中的相同形式的元件，不同之处在于制造它们的材料可以不同。

根据图3b中所示的第一变型，其是根据图1的标记BB的截面视图，固定基部51和相交的内壁53由增强聚合物材料制成。中空的外壳52本身由非增强聚合物材料制成。

根据图3c中所示的第二变型，其是根据图1的标记BB的截面视图，固定基部51由增强聚合物材料制成。中空的外壳52和内壁53本身则包括：

图4a和4b示出了第三实施例，其中能量吸收装置1包括：

·中间基部55，自其延伸有：

-朝向保险杠梁的方向延伸的第一中空外壳52a，以便形成第一腔 7a，

-朝向车辆纵梁的方向延伸的第二中空外壳52b，以便形成第二腔 7b，和

·交叉的内壁53a、53b，同时设置在第一腔7a和第二腔7b中。

在中空的第二外壳52b的端部处，能量吸收装置1包括固定凸耳512，固定凸耳512包括孔口510，以便例如通过螺栓固定到纵梁3。

在该第三实施例中，中间基部55、第一外壳52a和第二外壳52b由非增强聚合物材料制成。与第一腔7a和第二腔7b相交的内壁53a、53b由增强聚合物材料制成。

图5a和5b示出了第四实施例，其中能量吸收装置1包括与第三实施例中相同的元件，不同之处在于制造它们的材料可以变化。

在该第四实施例中，中间基部55、第一外壳52a和与第一腔7a相交的内壁53a由非增强聚合物材料制成。第二外壳52b和与第二腔7b相交的内壁53b本身则由增强聚合物材料制成。

根据图6a和6b中所示的第五实施例，能量吸收装置可包括：

·用于固定到车辆的纵梁3的固定基部51和从固定基部51延伸到能量吸收装置1的与保险杠梁2连接的相对端部的多排蜂窝结构56，固定基部 51和蜂窝结构56由非增强聚合物材料制成，和

·蜿蜒壁58，其至少部分地围绕所述多排蜂窝结构56并且从固定基部 51延伸到能量吸收装置1的与保险杠梁连接的相对端部，蜿蜒壁58由增强聚合物材料制成，更具体地由浸渍的连续纤维织物片制成。

固定基部51尤其可以包括孔口510，以便例如借助于螺栓固定到纵梁3。

图7示出了根据本实用新型的能量吸收装置1的这种特定组合物的效果和优点。图7示出了能量吸收装置1根据其收缩的变形阻力的演变图。曲线 X示出了完全由诸如聚丙烯的塑料材料制成的能量吸收装置1的这种演变。 Y曲线示出了根据本实用新型的能量吸收装置1的这种演变。

曲线X和Y两者都包括峰值，分别为X1和Y1。该峰值对应于使能量吸收装置1开始变形所需的初始能量。根据本实用新型的能量吸收装置1的峰值Y1大于由塑料制成的能量吸收装置1的峰值X1。这表明根据本实用新型的能量吸收装置1仅对于这样的碰撞才开始变形，所述碰撞的能量量大于使塑料能量吸收装置1变形的碰撞的能量量。该较高的峰值Y1尤其可以防止能量吸收装置1在低能量碰撞期间开始变形，例如低速碰撞，从而防止使用者不得不替换能量吸收装置1。

另外，曲线Y的峰值的顶点时的变形阻力与变形阻力的平均值之间的差ΔY大于曲线X的差ΔX。这表明根据本实用新型的能量吸收装置1使得可以吸收比塑料能量吸收装置1更大量的能量。这种小的差ΔY使得尤其可以在高能碰撞(例如高速碰撞)期间吸收更大量的能量。

这通过组合第一区域21和第二区域22、23、24实现，第一区域21由非增强聚合物材料制成，其赋予能量吸收装置1良好的延展性，第二区域22、 23、24由包括纤维的增强聚合物材料制成，其赋予能量吸收装置1良好的耐受性和刚性。另外，增强聚合物材料和非增强聚合物材料的使用使得可以限制能量吸收装置1的质量。

由此，可以清楚地看到根据本实用新型的能量吸收装置1，由于由非增强聚合物材料制成的第一区域21和由纤维增强聚合物材料制成的至少一个第二区域22、23、24的存在保持良好的轻盈性，同时能够从可能的碰撞中吸收更多能量，并且同时对低能量碰撞具有更好的耐受性。

Claims

1.一种能量吸收装置，其特征在于，用于机动车辆的保险杠梁(2)，所述能量吸收装置(1)用于在所述保险杠梁(2)和与所述保险杠梁(2)面对的车辆纵梁(3)的端部之间建立连接，所述能量吸收装置(1)包括由非增强聚合物材料制成的至少一个第一区域(21)和由包括纤维的增强聚合物材料制成的至少一个第二区域(22,23,24)。

2.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，增强聚合物材料包括玻璃纤维。

3.根据权利要求1所述的能量吸收装置，其特征在于，增强聚合物材料包括碳纤维。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的能量吸收装置，其特征在于，增强聚合物材料包括连续纤维和/或非连续纤维。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的能量吸收装置，其特征在于，第一区域(21)的非增强聚合物材料选自聚丙烯和聚酰胺，第二区域(22,23,24)的增强聚合物材料包括聚丙烯或聚酰胺。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的能量吸收装置，其特征在于，其包括：

固定基部(51)，用于固定到车辆的纵梁(3)，

中空的外壳(52)，和

内壁，设置在中空的外壳(52)中，所述外壳(52)和所述内壁从所述固定基部(51)延伸到所述能量吸收装置(1)的与所述保险杠梁(2)连接的相对端部。

7.根据权利要求6所述的能量吸收装置，其特征在于，所述固定基部(51)和中空的外壳(52)由非增强聚合物材料制成，所述内壁由增强聚合物材料制成。

8.根据权利要求6所述的能量吸收装置，其特征在于，中空的外壳(52)由非增强聚合物材料制成，并且所述固定基部(51)和所述内壁由增强聚合物材料制成。

9.根据权利要求6所述的能量吸收装置，其特征在于，中空的外壳(52)和内壁包括由非增强聚合物材料制成的上部周边部分(54a)和下部周边部分(54b)以及由增强聚合物材料制成的中央部分(54c)。

10.根据权利要求9所述的能量吸收装置，其特征在于，所述固定基部(51)由非增强聚合物材料制成。

11.根据权利要求9所述的能量吸收装置，其特征在于，所述固定基部(51)由增强聚合物材料制成。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的能量吸收装置，其特征在于，其包括：

中间基部(55)，自其延伸有：

朝向保险杠梁的方向延伸的中空的第一外壳(52a)，以便形成第一腔(7a)，

朝向车辆的纵梁的方向延伸的中空的第二外壳(52b)，以便形成第二腔(7b)，和

内壁，同时设置在第一腔(7a)和第二腔(7b)中。

13.根据权利要求12所述的能量吸收装置，其特征在于，

中间基部(55)、第一外壳(52a)和第二外壳(52b)由非增强聚合物材料制成，

第一腔(7a)的和第二腔(7b)的内壁由增强聚合物材料制成。

14.根据权利要求12所述的能量吸收装置，其特征在于，

中间基部(55)、第一外壳(52a)、第一腔(7a)的内壁由非增强聚合物材料制成，

第二外壳(52b)和与第二腔(7b)相交的内壁由增强聚合物材料制成。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的能量吸收装置，其特征在于，其包括：

用于固定到车辆纵梁的固定基部(51)和从固定基部(51)延伸到能量吸收装置(1)的与保险杠梁(2)连接的相对端部的多排蜂窝结构(56)，固定基部(51)和蜂窝结构由非增强聚合物材料制成，和

蜿蜒壁(58)，其至少部分地围绕所述多排蜂窝结构(56)并从固定基部(51)延伸到所述能量吸收装置(1)的与所述保险杠梁(2)连接的相对端部，所述蜿蜒壁(58)由增强聚合物材料制成。