具有側壁穩定器肋部的能量吸收器的製作方法

2023-08-11 08:55:36 1

專利名稱：具有側壁穩定器肋部的能量吸收器的製作方法
技術領域：
本發明涉及使用能量吸收器的保險槓系統，並且更具體地，涉及諸如用於車輛前 保險槓或後保險槓的車用聚合物能量吸收器。然而，不應認為本發明的範圍僅限制為保險 槓能量吸收器和/或保險槓系統。
背景技術：
許多汽車保險槓系統包括金屬加強梁；和聚合物能量吸收器，其被調整以用於 非常特定的能量吸收輪廓，該聚合物能量吸收器包括用於行人安全的「較軟」初始撞擊行 程和諸如用於車輛與固定物體撞擊的「較硬」深度行程撞擊。撞擊期間在保險槓系統的行 程上的能量吸收的一致性和可預測性是非常重要的。許多能量吸收器具有用於一致的並 且可預測的能量吸收的多側擠壓盒。例如，參見在懷森伯恩(Weissenborn)的美國專利 No. 6，575，510和埃文斯(Evans)的美國專利No. 6，609，740中示出的能量吸收器。然而，能量吸收器的複雜性不利地影響了用於提供模具的模具廠所需要的交付周 期，並且還由於例如增加衝模成本和模具循環時間以及維護而不利地影響部件的可塑性。 複雜性可以來自許多方面，包括所需要的擠壓盒的形狀、尺寸和/或數量。這導致衝突的設 計要求。一方面，能量吸收器可以設計成具有較小的擠壓盒，但是由於覆蓋保險槓加強件的 前表面區域所需要的擠壓盒的數量增加，模具(和模製加工)變得更加複雜。另外，由於在 「額外的」擠壓盒的壁中額外的材料，能量吸收器變得更加沉重，並且由於所述額外的材料， 模具循環時間增大。同樣，由于波動和壁中放置的其它結構，模具會變得更加複雜。當能量 吸收器具有較大的擠壓盒時，能量吸收器較容易模製(並且重量較輕)，但是擠壓盒的壁中 較大的未被支撐的區域趨向於不穩定，導致撞擊期間過早的塌陷(即，不一致性)和/或較 差的能量吸收。使壁穩定的措施通常增加部件重量(例如，通過增加壁的材料厚度)和/ 或增加部件複雜性(例如，通過在預定的位置中添加附裝物以錨固壁)。另一個考慮因素是保險槓開發項目中的交付周期。車輛工業處於巨大的壓力下 以減小用於設計和產品進入市場的交付周期。然而，工具製造(tooling)經常必須在項 目中較早地開始。加強梁和能量吸收器則被「調整」，以便獲得最優的能量吸收分布曲線 (profile)(即，力對位移)。尤其當模具必須運送到廠區外以便機械加工較厚的壁或者新 的壁形狀時，保險槓系統的「調整」本身可以是困難的和耗費時間的。

發明內容
在本發明的一個方面中，用於車輛的保險槓系統包括長形的加強梁，其適於安裝 到車架；和能量吸收器，其鄰接加強梁的前表面。能量吸收器包括至少一個中空的擠壓凸起 部(lobe)，其構造成在車輛撞擊時被壓潰和吸收能量，至少一個擠壓凸起部包括相互連接 的頂壁、底壁、端壁和前壁。所述壁中的至少一對相對的壁與梁的長度平行地伸長，以限定 大致未被支撐的擴大的區域，但是所述一對壁還包括外肋部，其與所述長度垂直地延伸，以 便用於例如通過將加強筋添加到壁以阻止過早的塌陷而穩定擴大的區域。在本發明的另一方面中，用於車輛的保險槓系統包括長形的加強梁，其具有一長度 並且適於安裝到車架。在梁的前部上定位有一穩定部件，並且該穩定部件包括限定凹槽的凸 起區域。能量吸收器鄰接穩定部件並且包括至少一個中空的擠壓凸起部，其構造成在車輛碰 撞時被壓潰和吸收能量。所述至少一個擠壓凸起部包括相互連接的頂壁、底壁、端壁和前壁， 所述壁中的至少一對相對的壁與所述梁的長度平行地伸長，以限定大致未被支撐的擴大的區 域。所述至少一個擠壓凸起部還包括支撐壁的肋部，其與所述長度大致垂直地延伸以用於穩 定擴大的區域。所述部件中的凸起區域部分地延伸到所述至少一個擠壓凸起部中。在本發明的又一方面中，用於車輛的保險槓系統包括長形的加強梁，其具有一長 度並且適於安裝到車架，並且用於車輛的保險槓系統還包括定位在加固件的前表面上的能 量吸收器。能量吸收器包括多個擠壓凸起部，其構造成在車輛撞擊時被壓潰和吸收能量。每 個擠壓凸起部都包括相互連接的頂壁、底壁、端壁和前壁。所述壁中的至少一對相對的壁與 所述梁的長度平行地伸長，以限定大致未被支撐的擴大的區域。頂壁和底壁包括外肋部，其 與所述長度大致垂直地延伸以用於穩定擴大的區域。端壁包括壓潰起始孔口，其用於減小 端壁的壓潰剛度，以便調整能量吸收器以提供沿著加強梁的長度更加均勻的撞擊阻力。在本發明的又一方面中，為了期望的能量吸收特性而調整車輛保險槓系統的方法 包括提供保險槓子組件的步驟，所述保險槓子組件包括梁和在梁的前部上的能量吸收器。 能量吸收器包括用於在撞擊期間吸收能量的至少一個擠壓凸起部。該方法包括通過撞擊用 於能量吸收的保險槓子組件以模擬車輛碰撞而測試該子組件。該方法還包括通過對至少 一個擠壓凸起部上現有的外肋部中的一個、兩個或者全部進行修改、在所述至少一個擠壓 凸起部上形成新的外肋部、和/或在所述至少一個擠壓凸起部的端壁中形成壓潰起始孔口 而調整保險槓子組件。本發明集中於發現可以通過外肋部顯著地提高能量吸收器的擠壓凸起部中的擴 大的壁的穩定性。外肋部容易放置在模具中並且可以容易地在模具工具製造中進行修改， 從而產生改進的/較短的模具交付周期、改進的和簡化的模具等。另外，肋部可以在項目的 開發階段期間在原型樣品中快速容易地修改。另外，外肋部有時可以用於額外的功能，例如 將裝飾板(fascia)支撐在保險槓系統上。肋部還可以用於通過具有改變的高度或寬度或 位置而調整性能。這具有顯著的優點，這是因為允許凸起部的壁具有均勻的厚度，所述均勻 的厚度提供較好的模製條件。此外，當外肋部設置在一致的間距處或臨界區域處時，能量吸 收器的性能在其長度上更加一致，這對於諸如行人撞擊的某些撞擊是非常理想的。類似地， 肋部的頻率可以朝向凸起部的端部減小以便使剛度規格化，這是由於端壁使凸起部在該處 自然地較硬。本領域的技術人員在研究下面的說明書、權利要求書和附圖時將能夠理解和正確評價本發明的上述的和其它的方面、目的和特徵。


圖1是本發明的保險槓系統的透視圖，該保險槓系統包括加強梁，前部安裝的能 量吸收器體現本發明的構思；圖2是圖1的局部剖視圖；圖3是通過圖1得到的剖視圖；圖4是圖3的分解圖；圖5是可替代實施例，其中能量吸收器比梁的長度短；圖6是能量吸收器的另一個可替代實施例；圖7是通過圖6得到的剖視圖；圖8至14是包括不同外肋部布置的修改的能量吸收器的透視圖；圖15是另一個修改的能量吸收器的透視圖，該視圖是通過擠壓凸起部得到的縱 向剖視圖以示出內肋部和穩定器部件。
具體實施例方式車輛保險槓系統20(圖1)包括長形的鋼製B狀加強梁21，其端部適於/構造成 用於安裝到車架，並且車輛保險槓系統20還包括聚合物能量吸收器22，所述聚合物能量吸 收器22鄰接加強梁21的前表面或者與該前表面平行，並且定位在車輛RIM裝飾板19下方 (並且支撐該車輛RIM裝飾板19)(應當預料到，能量吸收器22可以連接到裝飾板19和/ 或連接到梁20，並且通過裝飾板19和/或梁20支撐)。能量吸收器22包括三個(或者更 多或更少)縱向伸長中空的擠壓凸起部23，其構造成在車輛碰撞時被壓潰並吸收能量。具 體地，每個擠壓凸起部23都包括相互連接的、形成盒狀的壁結構(經常稱為「擠壓盒」)，所 述壁結構包括頂側壁24、底側壁25、端壁26、27和前壁28。能量吸收器22還包括框架，所 述框架包括後壁29以及用於將擠壓凸起部23保持到加強梁21的頂部凸緣30和底部凸緣 31。一體形成的鉤狀連接器32從後壁29延伸，用於接合梁21中的孔33，以將能量吸收器 22保持在梁21上。在頂壁和底壁24、25上沿著總體上與擠壓凸起部23的伸長方向垂直 (並且與梁21的長度垂直)的豎直方向形成有多個間隔開的一體形成的外肋部34。所示 的頂壁和底壁24、25是稍微二次曲線形(conic)的或者曲線的形狀，以便當沿著與能量吸 收器22的前表面垂直的方向撞擊時，能量吸收器22 (包括壁24、25)以完全可預測的、一致 的、高度有效的能量吸收方式彎曲、壓潰和塌陷。肋部34使壁24、25穩定，顯著地提高了壓 潰效率。所示的擠壓凸起部23是長形的，以便使頂壁和底壁24、25限定擴大的未被支撐的 區域，尤其是靠近與端壁26、27間隔開的中間區域。如果不存在肋部34(S卩，如果這些區域 是「無肋部的」並且是未被支撐的)，則這些區域當與擠壓凸起部23的其它區域相比時是較 不穩定的，使得這些區域趨向於在撞擊期間首先塌陷。另外，這些「無肋部的」並且未被支 撐的區域將趨向於以吸收少於期望的能量的方式塌陷，顯著地減小了能量吸收效率(能量 吸收效率指的是在撞擊期間能量吸收器22最初提供期望的撞擊阻力的水平，以及在撞擊 行程期間繼續提供該阻力並且也吸收能量的能力)。例如，未被支撐的區域可以在單個中點處扣住而不是「起皺」，並且在它們的跨度上在多個不規則的位置處擠壓地摺疊。外肋部 34的存在非常顯著地減小了該問題，並且繼而以驚人的、出乎意外的量提高了能量吸收壓 潰效率。此外，肋部的長度、高度和錐度可以用於幫助限定扣住點將位於何處，從而改善與 有限元分析的相關性並且幫助調整性能以匹配特定的載荷分布曲線。通過該布置，該能量吸收器22是高效率的可壓潰的能量吸收器，意味著能量吸收 器22在吸收基本量的能量的同時快速地達到期望的阻力並且在撞擊/保險槓行程的期望 的部分上保持該阻力。該能量吸收器22包括橫向延伸的水平壁24、25，其具有二次曲線形 的或者曲線的橫截面形狀。然而，應當預料到，本發明的構思的範圍包括平面的壁和其它的 壁形狀。這些壁24、25包括外肋部34，所述外肋部34允許通過調整肋部34的長度和深度 而調整性能，以便使壁可以維持均勻的厚度以促進較好的模製條件。肋部34的間距對於最 優的壁穩定性和能量吸收也是重要的。某些分析建議，當肋部34間隔開約20mm和50mm之 間時，或者更優選地中心上間隔開約25mm時達到較好的性能。然而，應當注意到，最優的肋 部間距稍微取決於用於車輛的裝配空間、環境和期望的性能特徵。應注意到，在與端壁相距 最遠的位置處，外肋部在側壁的未被支撐的區域的中心附近將會是尤其重要的。而且，外肋 部可以位於關鍵性的位置處，並且不必延伸到側壁的全部高度。例如，一種應用使用了漸縮 到較窄的端部的外肋部，較窄的端部明顯達不到相應的擠壓盒的頂壁。由於該能量吸收器22的提高的壓潰效率，所示的設計能夠獲得50mm的包裝深度， 該50mm的包裝深度小於最初提出的設計的空間。這是由於在對外肋部34重要的部分中， 所述外肋部34穩定「較大」的壁並且因此促進較高的壓潰效率。頂壁和底壁24、25是曲線 的或者「二次曲線形的」以用於提高的壓潰效率和撞擊時的能量吸收的可預測性，然而應當 預料到，該構思將在其它的壁構型上奏效，例如平面的壁段。在該情況下，獲得5kN的目標 載荷水平，並且在撞擊行程的初始「下腿」部分期間能量吸收的目標最小內部能量被測試為 175J，這是有利的能量吸收。與僅具有76%的總壓潰效率的沒有肋部的類似的能量吸收器 相比，具有所示布置、形狀和尺寸的肋部的所述能量吸收器的總壓潰效率為88%。基於測 試，通過最優地調整用於特定保險槓系統的能量吸收器(即，肋部的改進的位置、形狀和尺 寸)，壓潰效率可以增大到約90%。例如，可以有益的是稍微增大在擠壓凸起部23的中心 附近的肋部34的密度，並且/或者將這些肋部34與擠壓凸起部23的端部稍微間隔開，並 且/或者改變它們的尺寸、深度、形狀、密度和長度。這可以通過測試確定。另外，這可以在 沒有較長的交付周期的情況下相當快速地通過加工來完成。還應當預料到，可以在端壁26、 27中形成有孔口以減小在擠壓盒的端部處的剛度，並且使得擠壓盒具有在其整個長度上更 加均勻的剛度，這有時是車輛製造商的要求。該能量吸收器是注射模製的，並且梁由高強度鋼滾軋成型(rollformed)。例如， 能量吸收器可以由TP0材料模製，或者由PCT/PB材料模製，並且梁由約1.6mm厚度的120 千磅/平方英寸抗張強度的鋼滾軋成型為B狀橫截面。然而，應當預料到，可以使用多種塑 料和金屬材料，並且也使用用於形成它們的多種加工。應注意到，所示的B梁是縱向後掠的 (swept)並且具有(豎直的)平坦的前壁和居中地位於其兩個管中的每個上的凹入的通道， 所述凹入的通道用於在實質性撞擊時穩定前壁。能量吸收器中的頂壁和底壁可以直接定位 在通道上，以便在撞擊時，頂壁和底壁將延伸到通道中，所述通道在撞擊的早期階段將所述 壁臨時地保持在前壁上。或者，能量吸收器中的頂壁和底壁可以直接接合(豎直的)平坦的前壁的平坦部分並且較好地起作用。使用類似的附圖標記用於類似的和相同的部件、特徵和方面，但是添加了字母 「A」、「B」等，由此示出額外的實施例。這樣做減少多餘的討論。對於第一次說明的項目的 每個特徵的討論和說明都意在「推進」和應用於後面相同的項目，除非另外指出。圖5示出與能量吸收器22(圖1)類似的另一個能量吸收器22A，但是能量吸收器 22A延伸得短於其梁21A的長度。例如，各自都限定單個擠壓凸起部23A的三個分離的能量 吸收器22A可以代替單個能量吸收器22，所述三個分離的能量吸收器22A各自都具有用於 其特定位置和車輛的特定功能特徵。圖6至7示出又一個能量吸收器22B，其中擠壓凸起部23B伸長到大於能量吸收器 22中的擠壓凸起部的程度。而且，壁24B、25B的橫截面輪廓已經修改成較直的(僅非常微 小的彎曲)，在每個角部/接合部處具有更大的(generous)半徑。圖8示出在後壁29C上具有四個擠壓凸起部23C的能量吸收器23C，每個擠壓凸起 部23C都具有壁24C至28C。應注意到，在外側兩個擠壓凸起部23C上的前壁28C包括外側 段45C，所述外側段45C與其它的擠壓凸起部23C的其餘前壁28C相比更加傾斜，以便形成 車輛的角部，該角部後掠並且具有空氣動力學的形狀。通過將壁24C至27C連結到前壁28C 而形成的角部可形成為圓角。六個外肋部34C在側壁24C、25C的長度上較均勻地間隔，並 且它們豎直地延伸了大約側壁24C、25C的距離的90%。另外，與端壁26C、27C中的每個都 較接近地定位有肋部34C。圖9示出具有五個擠壓凸起部23D的能量吸收器22D，每個擠壓凸起部23D都具有 壁24D至28D。頂壁和底壁24D、25D稍微朝向彼此傾斜，並且具有較大的斜度，以便使擠壓 凸起部23D的橫截面具有比能量吸收器22至22C更加尖銳的輪廓。應注意到，外側的擠壓 凸起部23D的外側端部的前後尺寸短於其內側端部的前後尺寸，以便使能量吸收器22D具 有空氣動力學的形狀，在擋泥板附近具有更加後掠的部分。外肋部34D與端壁27D間隔開， 並且深度較淺。外肋部34D僅延伸了大約壁24D、25D的距離的80%。而且，後壁29D包括 擴大的頂部和底部區域29D'，其形成約為擠壓凸起部23D的豎直高度的4倍的總高度。而 且，後壁29D包括擴大的端部區域29D 「，其在外側端部處後掠並且還限定具有美學觀點 的彎曲形狀，所述具有美學觀點的彎曲形狀從最靠外的擠壓凸起部23D的頂部、底部和側 面以支撐類似形狀的裝飾板的方式向後、向上且向下地延伸。圖10示出具有三個擠壓凸起部23E的能量吸收器22E，每個擠壓凸起部23E都具 有壁24E至28E。頂壁和底壁24E、25E稍微朝向彼此傾斜，但是它們比能量吸收器22E中的 頂壁和底壁間隔得更遠。外肋部34E限定彼此的第一間隔開的尺寸，但是外側肋部34E限 定與端壁27E間隔開的較大的第二間隔開的尺寸(大於第一間隔開的尺寸)。另外，外肋 部34E的長度不均勻。而是每隔一個肋部34E是較長肋部的長度的大約一半，例如僅是大 約壁24E、25E的完全長度距離的40%至50%。這樣做以便逐漸地增加在撞擊事件期間的 載荷以滿足特定的載荷分布曲線。端壁26E、27E中的某些端壁具有不規則成形的壓潰起始 孔口 48E，所述孔口 48E使端壁26E、27E的區域中的擠壓凸起部23E變薄弱。所示的孔口 48E是大約端壁26E、27E的表面積的20%至30%，並且延伸了大約從擠壓凸起部23E頂部 朝向其底部的距離的20%至30%。應當預料到，孔口 48E可以較大或較小或者具有不同的 形狀。這樣使得即使在端壁26E或27E中的一個附近被具有較窄表面積的物體(例如，柱子或者行人的腿)衝擊，能量吸收器22E也能提供在其長度上更加均勻的擠壓。圖11示出具有由壁24F至28F所形成的單個擠壓凸起部23F的能量吸收器22F。 頂壁和底壁24F、25F的形狀和布置與能量吸收器22和22A的形狀和布置類似。外肋部34F 沒有與端壁27F間隔開較遠。外肋部34F僅延伸了大約壁23F、24F的尺寸的60%至70%， 並且每隔一個肋部比相鄰的肋部淺，再次滿足特定的載荷分布曲線。沿著後壁29F形成有 一體地形成的連接器32F。應注意到，後壁29F包括凹陷部46F，所述凹陷部46F嚙合地接 合B梁的前壁中的凹入的通道(參見B梁21的前壁中的兩個通道)。一體地形成的連接器 32F(鉤部)從基部凸緣29F向後延伸。圖12示出具有由壁24G至28G所形成的單個擠壓凸起部23G的能量吸收器22G， 該能量吸收器22G與能量吸收器22F類似。外肋部34G沒有與端壁27F間隔開較遠。能量 吸收器22G稍微縱向地後掠，但是比能量吸收器22F稍直，並且另外擠壓凸起部23G稍寬於 擠壓凸起部23F，並且擠壓凸起部23G的高度稍低於擠壓凸起部23F的高度。肋部34G僅延 伸了大約壁23F、24F的尺寸的40%至50%，並且每隔一個肋部34G靠近前壁28G並且(交 替的)其餘的肋部34G靠近後壁29G。肋部具有合理的高密度，並且它們相當淺。圖13示出在後壁29H上具有五個擠壓凸起部23H的能量吸收器22H，每個擠壓凸 起部23H都具有壁24H至28H和肋部34H。能量吸收器22H整體上與能量吸收器22C不同。 然而，端壁26H、27H具有不規則成形的壓潰起始孔口 48H，其使端壁26H、27H的區域中的擠 壓凸起部23H變弱。所示的孔口 48H是端壁26H、27H的表面積的大約50%至60%，並且從 擠壓凸起部23H的頂部延伸到底部。應當預料到，孔口 48H可以較大或較小或者具有不同 的形狀。這樣使得即使在端壁26H或27H中的一個附近被具有較窄表面積的物體(例如， 柱子或者行人的腿)衝擊，能量吸收器22G也能提供在其長度上更加均勻的擠壓。圖14示出在後壁291上具有五個擠壓凸起部231的能量吸收器221，每個擠壓凸 起部231都具有壁241至281。應注意到，外側兩個擠壓凸起部231上的前壁281包括前壁 291，所述前壁291比其它的擠壓凸起部231中的其餘前壁291基本更加傾斜，以便使該前 壁291形成車輛的後掠的且具有更加符合空氣動力學形狀的角部。多個外肋部341在側壁 241、251的長度上較均勻的間隔，並且外肋部341豎直地延伸了大約側壁241、251的距離的 90%。外部的兩個擠壓凸起部231與其它的擠壓凸起部231間隔開額外的量以留出用於孔 491的空間。孔491提供牽引鉤部或配線和霧燈的通路。孔491還可以為螺栓/緊固件提 供通路，所述螺栓/緊固件用於將保險槓子組件(即，保險杠梁、能量吸收器、裝飾板、以及 相關的預組裝的部件)安裝/固定到車架軌道頂端。如上所述，可以通過設置外肋部而顯著地提高能量吸收器的擠壓凸起部中擴大的 壁的穩定性。外肋部容易地放置在模具中，並且也在模具方面沒有外購工作的情況下容易 被衝模試驗人員修改，從而獲得改善的模具交付周期、改進的和簡化的模具等。肋部可以允 許凸起部壁保持恆定的厚度，這樣簡化模具並使零件加工較容易。圖15是包括擠壓凸起部23J的又一個修改的能量吸收器22J的透視圖。應預料 到，擠壓凸起部23J可以(或者可以不)包括外肋部(34)。所示的擠壓凸起部23J包括內肋 部52J，所述內肋部52J從前壁28J向下豎直地延伸了大約到基部凸緣29J的距離的20%， 並且在擠壓凸起部23J的頂壁(未具體地示出)和底壁25J之間延伸。這些肋部用於加固 前壁以快速地增加撞擊的初始部分期間的載荷。在能量吸收器22J下方的梁21J上安裝有壁穩定部件53J。壁穩定部件53J可以被熱成形(或者注射模製、或者另外由聚合材料形 成、或者由諸如金屬的其它材料形成)。部件53J包括接合梁21J的基部凸緣54J，並且包 括多個向前延伸的突起55J(也稱為「褶皺」或者「凸起區域」)，其通過中間壁56J間隔開 以形成凹腔57J。所示的部件53J具有突起55J，所述突起55J是較低高度的擠壓凸起部， 使得部件53J自身是次級能量吸收器。凹腔57J與內肋部52J對準，以便在初始碰撞時，隨著擠壓凸起部55J開始塌陷進 行較低水平的能量吸收(例如，這在行人撞擊期間是期望的)。繼而，能量吸收由於凹腔57J 被接觸而增加。此外，內肋部52J可以接合後壁56J。具體地，隨著撞擊行程發生並且擠壓 凸起部55J塌陷，肋部52J運動到凹腔57J中，所述凹腔57J捕集肋部52J。這使得初始的 下載荷撞擊區的壓潰效率最大化。在進一步撞擊時，肋部52J接合中間壁56J並且以顯著 地增加撞擊期間能量吸收的方式被壓潰，從而提供「階段性增加」的能量吸收。該「階段性 增加」是期望的，從而提供這樣的能量吸收器，即，其對於行人撞擊是較低載荷的能夠吸收 器，然而對於車輛撞擊是較高載荷的能夠吸收器。應注意到，重要的是凹腔57J捕集內肋部 52J,以便使肋部52J不會以不吸收顯著撞擊能量的方式橫向地彎曲或滑動。通過改變肋部 的深度，能量吸收的階段性增加更早地發生。通過改變肋部的厚度，階段性增加較大(即， 能量吸收以較快的速率發生)。該階段性增加也可以通過內肋部的數量、位置、形狀和輪廓 而改變。例如，具有較窄的「尖端」和較大的「根部」的內肋部將除了提供能量吸收的階段性 增加以外，也將趨向於提供在撞擊的全部行程上的不同的總能量吸收分布曲線。所示的突 起55J是明顯較短的擠壓凸起部，並且通常在梁21J開始永久變形之前，突起55J隨著能量 吸收器22J到達完全塌陷的位置而增加保險槓系統的能量吸。通過改變用於製成部件53J 的熱成形片材的厚度，並且/或者通過改變突起55J的高度、形狀、或者尺寸，也可以有利地 影響/調整保險槓系統的總能量吸收。應注意到，能量吸收器22J的內部結構和穩定部件可以是先前說明的具有外肋部 的能量吸收器(22-221)中的任一個，或者可以不形成有外肋部。另外，用於製成穩定部件 的工具可以在最小的交付周期下快速地製成，而且內肋部可以快速地調整，從而甚至在保 險槓開發項目後期中，也允許最優地調整用於能量吸收的保險槓系統。應當預料到，壁穩定保持器部件(此處也稱為「次級能量吸收器」)可以由多種方 法(例如，真空熱成形、注射模製、衝模切割、衝壓等)製成，並且可以是不同的材料(例如， 塑料、金屬、複合物等)，所示的部件是真空熱成形的塑料材料。應當具體地預料到，能量吸收器可以比所示的能量吸收器20明顯更加精緻和復 雜，本領域的技術人員將在保險槓設計的領域中理解這一點。例如，許多能量吸收器構造成 支撐車輛的前裝飾板並且也提供諸如保持布線和/或硬體(即，燈，格柵等)的功能。而且， 能量吸收器通常設計成在特定的位置處提供調整了的能量吸收，特定的位置例如用於角部 撞擊、前方柱撞擊、前方保險槓對保險槓撞擊等。本發明的部件31可以製成在任何充分地 伸長的擠壓盒21下裝配，以便需要與擠壓盒的位置、形狀或者方位無關地並且與能量吸收 器的總體形狀無關地穩定其側壁。另外，內肋部30和部件31穩定並加強能量吸收器20，允 許能量吸收器20能夠兼容廣泛範圍的設計。應當理解，可以對前述結構作各種修改和變化而並不背離本發明的構思，另外應 當理解，本發明的構思是由所附權利要求書覆蓋的，除非這些權利要求藉助其語言用其它方式表述。
權利要求
一種用於車輛的保險槓系統，其包括長形的加強梁，其具有一長度並且能夠安裝到車架上；以及能量吸收器，其定位在所述加強梁的前表面上，並且包括至少一個中空的擠壓凸起部，所述擠壓凸起部構造成在車輛發生碰撞時被壓潰和吸收能量，所述至少一個擠壓凸起部包括相互連接的頂壁、底壁、端壁和前壁，所述壁中至少一對相對的壁與所述梁的長度平行地伸長以限定大致未被支撐的擴大的區域，並且所述至少一對相對的壁包括外肋部，所述外肋部與所述長度大致垂直地延伸以用於穩定所述擴大的區域。
2.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述外肋部具有相同的形狀，但是所述外 肋部在所述至少一個擠壓凸起部上不均勻地間隔。
3.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述外肋部具有不同的形狀，但是所述外 肋部在所述至少一個擠壓凸起部上均勻地間隔。
4.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述外肋部中的若干外肋部具有與其餘 的外肋部不同的長度。
5.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述外肋部具有僅延伸了所述至少一個 擠壓凸起部的前後尺寸的30 %至90 %的長度。
6.根據權利要求5所述的保險槓系統，其中，所述外肋部的長度限制為所述至少一個 擠壓凸起部的前後尺寸的40%至60%。
7.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述外肋部具有交替的不同長度。
8.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述外肋部限定第一間隔開的尺寸，並且 所述外肋部中外側的外肋部限定與所述至少一個擠壓凸起部的端壁間隔開的第二間隔開 的尺寸，所述第一間隔開的尺寸小於所述第二間隔開的尺寸。
9.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述外肋部沿著其長度具有不同的橫截 面形狀，所述不同的橫截面形狀包括較淺的部分和較深的部分。
10.根據權利要求1所述的保險槓系統，包括定位在所述梁和能量吸收器之間的中間 定位的穩定器部件。
11.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述至少一個擠壓凸起部包括多個具有 不同形狀的擠壓凸起部，所述多個具有不同形狀的擠壓凸起部包括若干不同的前壁形狀和 若干不同的端壁形狀。
12.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述能量吸收器包括支撐所述至少一個 擠壓凸起部的後壁，所述後壁從所述至少一個擠壓凸起部豎直地且水平地延伸，以形成為 所述至少一個擠壓凸起部的前後尺寸的至少三倍的橫截面。
13.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述至少一個擠壓凸起部的端壁中的至 少一個包括壓潰起始部。
14.根據權利要求13所述的保險槓系統，其中，所述壓潰起始部包括開口。
15.根據權利要求15所述的保險槓系統，其中，所述開口具有不規則的形狀。
16.根據權利要求1所述的保險槓系統，其中，所述能量吸收器設計有較低水平的能量 吸收，用於與行人或者其它非車輛物體的撞擊。
17.一種用於車輛的保險槓系統，其包括長形的加強梁，其具有一長度並且能夠安裝到車架上；穩定部件，其定位在所述加強梁的前部上並且包括限定凹槽的凸起區域；以及能量吸收器，其鄰接所述穩定部件並且包括至少一個中空的擠壓凸起部，所述擠壓凸 起部構造成在車輛撞擊時被壓潰和吸收能量，所述至少一個擠壓凸起部包括相互連接的頂 壁、底壁、端壁和前壁，所述壁中的至少一對相對的壁與所述梁的長度平行地伸長以限定大 致未被支撐的擴大的區域，並且所述至少一個擠壓凸起部包括支撐壁的肋部，所述支撐壁 的肋部與所述長度大致垂直地延伸，以用於穩定所述擴大的區域，所述凸起區域部分地延 伸到所述至少一個擠壓凸起部中。
18.根據權利要求17所述的保險槓系統，其中，所述穩定部件中的凸起區域和凹槽形 成構造成在撞擊時吸收能量的擠壓凸起部。
19.根據權利要求17所述的保險槓系統，其中，所述肋部是位於所述擠壓凸起部中的 內肋部，所述內肋部與所述至少一個的擠壓凸起部中的凹槽對準，以便在撞擊期間所述內 肋部行進到所述凹槽中，從而最大化壓潰效率並且/或者用於在撞擊行程的後期階段中的 穩定。
20.一種用於車輛的保險槓系統，其包括長形的加強梁，其具有一長度並且能夠安裝到車架；以及能量吸收器，其定位在所述加強梁的前表面上，並且包括多個擠壓凸起部，所述多個 擠壓凸起部構造成在車輛碰撞時被壓潰和吸收能量，每個所述擠壓凸起部都包括相互連接 的頂壁、底壁、端壁和前壁，所述壁中的至少一對相對的壁與所述梁的長度平行地伸長以限 定大致未被支撐的擴大的區域；所述頂壁和底壁包括外肋部，所述外肋部與所述長度大致 垂直地延伸以用於穩定所述擴大的區域；所述端壁包括壓潰起始孔口，其用於減小所述端 壁的壓潰剛度，以便調整所述能量吸收器以提供沿著所述加強梁的長度更加均勻的撞擊阻 力。
21.一種為了期望的能量吸收特性而調整車輛保險槓系統的方法，其包括以下步驟提供保險槓子組件，所述保險槓子組件包括梁和在所述梁的前部上的能量吸收器，所述能量吸收器包括用於在撞擊期間吸收能量的至少一個擠壓凸起部；通過撞擊所述保險槓子組件以模擬車輛發生碰撞而測試用於能量吸收的所述保險槓 子組件；以及通過採取以下措施中的一個、兩個或者全部而調整所述保險槓子組件，所述措施包括 對所述至少一個擠壓凸起部上現有的外肋部進行修改、在所述至少一個擠壓凸起部上形成 新的外肋部、和/或在所述至少一個擠壓凸起部的端壁中形成壓潰起始孔口。
22.根據權利要求21所述的方法，其中，所述調整步驟包括修改現有的外肋部。
全文摘要
一種車輛保險槓系統，其包括長形的加強梁，其用於安裝到車架；和能量吸收器，其鄰接加強梁的前表面。能量吸收器包括縱向伸長的中空的擠壓凸起部，其構造成在車輛碰撞時擠壓和吸收能量，該擠壓凸起部包括相互連接的頂壁、底壁、端壁和前壁。所述壁中至少一對相對的壁與梁的長度平行地伸長以限定大致未被支撐的擴大的區域，但是這對壁還包括多個間隔開的外肋部，所述多個間隔開的外肋部與長度大致垂直地延伸以用於穩定擴大的區域。
文檔編號B60R19/24GK101952143SQ200980105216
公開日2011年1月19日 申請日期2009年2月13日 優先權日2008年2月14日
發明者A·庫爾卡尼, D·D·羅爾斯頓, D·戈爾曼, K·E·霍爾德倫, K·R·巴斯琴 申請人:沙普公司