專利名稱：包括具有垂向傳遞擠壓凸部的能量吸收器的防撞總成的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明基本涉及一種車輛防撞器，特別是具有能量吸收的車輛防撞系統(tǒng)。
一種公知的標準的防撞系統(tǒng)常被設(shè)計成符合美國聯(lián)邦機動車輛安全標準(FMVSS)。例如，一些能量吸收防撞系統(tǒng)在不超過車輛的軌道負載限制的前提下，試圖通過管理碰撞能量減輕低速沖撞所產(chǎn)生的車輛的損壞。另外，一些防撞系統(tǒng)試圖減少碰撞給行人板來的傷害。
防撞系統(tǒng)一般包括一個梁，梁在車前部和車后部順著寬度方向延伸，梁被安裝在縱向圍欄上。梁一般是鋼的，鋼梁非常堅硬，可以提供結(jié)構(gòu)的強度和剛度。為了改善緩沖系統(tǒng)的能量吸收效果，有些緩沖系統(tǒng)也包括沖擊吸收器。
能量吸收防撞系統(tǒng)或總成的效果由一定距離內(nèi)被吸收的能量或者一定負載下被吸收的能量來決定。高效的防撞系統(tǒng)較之低效的防撞系統(tǒng)在更短的距離內(nèi)吸收更多的能量。通過迅速設(shè)立剛好低于圍桿負載限制的負載并保持該固定負載直至碰撞能量被消耗掉可以獲得高效的能量吸收。
為了更有效地改善能量的吸收，有時沖擊吸收器被安裝在鋼防撞梁和車輛圍桿之間。沖擊吸收器意在吸收碰撞產(chǎn)生的至少部分能量。在防撞總成中增加沖擊吸收器與僅裝鋼梁相比，成本和復(fù)雜性都會增加。沖擊吸收器也使防撞總成重量增加。由于這種重量的增加會降低車輛整體的燃油效率，因此，是不希望的。
其它公知的能量吸收防撞系統(tǒng)包括泡沫式能量吸收器。泡沫為基礎(chǔ)的能量吸收器一般在碰撞時負載能力較低會產(chǎn)生一個較大的偏移。進一步，泡沫可以承擔60％至70％的壓縮，超過這個數(shù)值，泡沫就不能再壓縮了，這樣碰撞能量就不能被完全吸收。余留的碰撞能量通過梁和/或車輛的結(jié)構(gòu)變形被吸收。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，提供一種用于汽車的防撞系統(tǒng)。防撞系統(tǒng)包括梁和連接到梁上的能量吸收器。梁具有上表面和下表面，梁配置成與車輛連接。能量吸收器包括具有第一側(cè)和相對的第二側(cè)的基體，多個擠壓凸部從第一側(cè)伸出，多個垂向傳遞擠壓凸部從第二側(cè)伸出；第二側(cè)與梁相對，每一個所述的垂向傳遞的擠壓凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。
另一方面，提供一種車輛防撞總成。該防撞總成包括具有上表面和下表面的梁，連接到梁上的能量吸收器；連接到能量吸收器上基本包圍梁和能量吸收器的板。梁配置成與車輛連接，能量吸收器包括具有第一側(cè)和相對第二側(cè)的基體，第二側(cè)與梁相對，多個擠壓凸部從第一側(cè)伸出，多個垂向傳遞的擠壓凸部從第二側(cè)伸出。每一個所述垂向傳遞的擠壓凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。
另一方面，提供一種用于車輛防撞系統(tǒng)的能量吸收器，包括具有上表面和下表面的防撞梁。能量吸收器還包括具有第一側(cè)和相對的第二側(cè)的基體，多個擠壓凸部從第一側(cè)伸出，多個垂向傳遞的擠壓凸部從第二側(cè)伸出；第二側(cè)與梁相對，每一個所述的垂向傳遞的擠壓凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。


附圖1是本發(fā)明一個實施例的防撞總成的分解透視圖。
附圖2是圖1所示的防撞總成的后視圖。
附圖3是圖1所示的防撞總成的剖視圖。
附圖4是本發(fā)明另一個實施例防撞總成的剖視圖。
具體實施例方式
一種防撞系統(tǒng)，包括一個能量吸收器，下文將詳細描述該能量吸收器，其被設(shè)計為能夠提供高偏置和低偏置的碰撞保護。在一個示范實施例中，一個非泡沫型的能量吸收器連接到梁上。梁是例如，鋼，鋁或玻璃纖維氈增強熱塑材料(GMT)制造的。在示范的實施例中，能量吸收器是由XENOY牌材料制成的，可以調(diào)節(jié)以滿足所需的能量吸收器的標準，例如行人或低速碰撞。特別是，在低速的FMVSS，CMVSS，和ECE42碰撞期間，能量吸收器改變了施加到梁上表面和下表面的水平碰撞的方向。防撞系統(tǒng)通過使用模鑄的能量吸收器提供了高或低的碰撞性能，將側(cè)向力傳遞到梁上表面和/或下表面。在特定類型的碰撞中，碰撞力通過能量吸收器和梁的變形僅保持在低于一個預(yù)定值的水平，直到碰撞動能被吸收。碰撞結(jié)束后，能量吸收器基本恢復(fù)到其初始形狀并保持足夠的完整以承受隨后的沖擊。
盡管下文描述的防撞系統(tǒng)是參照特定的材料的(例如XENOY牌材料(從馬塞諸州，匹茲菲爾德，通用電氣公司商業(yè)上可獲得)，用于能量吸收器)，該系統(tǒng)并不限于這種材料，其它材料也可使用。例如，梁不必為鋼、鋁或GMT壓鑄梁，也可使用其它材料或制造技術(shù)。一般來說，能量吸收器由能夠高效吸收能量的材料制成，選擇梁的材料和制造技術(shù)可以得到剛性的梁。
防撞系統(tǒng)設(shè)計成有助于改善更高或較低的碰撞性能。對于好/差的乘坐條件，改善后的管理使得防撞梁具有較小的尺寸和體積以便與防撞系統(tǒng)一體化。防撞系統(tǒng)沿著高于或低于梁前部提供能量吸收器的有效利用。能量吸收器包括在防撞梁上方和/或下方的能量吸收器的大致反作用平面后面延伸的擠壓凸部。與梁上表面和/或下表面配合的后向擠壓凸部提供一個向前的水平力，吸收碰撞能量。這種配置允許設(shè)計成較高的防撞器帶有較低高度的梁，因此，減少了體積。
參照附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明一個示范實施例的防撞總成20的透視圖。圖2是防撞總成20的后視圖，圖3是防撞總成的剖面圖。參照圖1-3的防撞總成20包括能量吸收器22和梁24。能量吸收器22置于梁24和板26之間，裝配后，形成車輛的防撞總成20。正如在現(xiàn)有技術(shù)中，梁24被連接到順著車輛長度方向延伸的圍桿(未示出)上。
板26一般是由易成形的熱塑材料制成，采用傳統(tǒng)的車輛的油漆和/或涂覆技術(shù)。一般來說，板26包圍住能量吸收器22和加強梁24，這樣一旦安裝到車輛上，就沒有一個部件露在外面了。
梁24，在示范性的實施例中，由鋁擠壓制成。在另一個實施例中，由卷壓的鋼或壓模的玻璃纖維氈增強熱塑材料(GMT)制成。梁24可以是多種幾何形狀中的一個，包括被配置成矩形截面，B型截面，D形截面，I形截面，或者為C或W剖面。梁24選擇的形狀提供需要的斷面系數(shù)取決于采用的梁的特定需求。
能量吸收器22包括基體40，該基體具有第一側(cè)壁42和第二側(cè)壁44。第一側(cè)壁42遠離梁24向外，第二側(cè)壁44朝向梁24。多個擠壓凸部50從能量吸收器基體40的第一側(cè)42伸出。凸部50彼此間隔開，每個凸部50包括第一橫向壁52，第二橫向壁54，第一側(cè)壁56，第二側(cè)壁58，外壁60。橫向壁52和54，側(cè)表面56和58，以及外壁60在擠壓凸部50中限定出一個空腔62，每一個擠壓凸部50也包括在橫向壁52和54，側(cè)壁56和58，外壁60中至少一個上的開口64。每個凸部50被調(diào)整至具有預(yù)定的剛度。通過改變尺寸、形狀以及開口64在橫向壁52和54、側(cè)壁56和58、外壁60中的位置，凸部50得到調(diào)整。
在一個示范性的實施例中，橫向壁52和54，側(cè)壁56和58的厚度線性地從最前部66變化到最后部68。在一個實施例中，壁的厚度從約1毫米(mm)變化至約7毫米(mm)，在另一個實施例中，從約1.5mm變至約5mm，并還在另一個實施例中，從約2.5mm變至約3.5mm。在進一步的實施例中，壁的厚度從最前端66到最后端68是不變的，并且在約1mm至約7mm之間。在另一個實施例中，壁的厚度是步進的，特別是，最前端66的壁厚是不變的，最后端68的壁厚是不變的，且最后端68比最前端66要厚一些。
多個垂向傳遞擠壓凸部70從能量吸收器基體40的第二側(cè)壁44伸出。每一個垂向傳遞擠壓凸部70包括第一橫向壁72，第二橫向壁74，第一側(cè)壁76，第二側(cè)壁78。橫向壁72和74，以及側(cè)壁76和78在垂向傳遞擠壓凸部70中限定一個空腔。每一個垂向傳遞擠壓凸部70從能量吸收器基體的第二側(cè)壁44伸出，與梁24的上表面80或下表面82連接。特別是，垂向傳遞擠壓凸部70的第二橫向壁74連接梁24的上表面80或下表面82從而在碰撞發(fā)生時把側(cè)向力傳遞到梁24的上表面80或下表面82。在低速碰撞FMVSS，CMVSS，ECE42期間，垂向傳遞擠壓凸部70將水平碰撞力重新定向到梁24的上表面80或下表面82上。在示范性的實施例中，第一橫向壁72是彎曲的，與第二橫向壁74相交。在替代的實施例中，第一橫向壁和第二橫向壁也可以采用其它方式配置。
能量吸收器22還包括從能量吸收器基體40的第二側(cè)壁伸出的第一凸緣86和第二凸緣88。第一凸緣86和第二凸緣88與梁24重疊，并將能量吸收器22連接到梁24上。在示范性實施例中，每一個垂向傳遞擠壓凸部70的第二橫向壁74與第一凸緣86或第二凸緣88一體形成。
形成能量吸收器22的材料特性包括韌性/延展性、熱穩(wěn)定性、高吸收能力、良好的模數(shù)-延伸比率、再生性。同時能量吸收器可以被分段模制，也可以由強塑性材料一體構(gòu)造。一種用于吸收器的示例性材料為如上所述的XENOY材料。當然，也可使用其它工程熱塑樹脂材料。典型的工程熱塑樹脂包括，但并不限于丙烯酸-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚碳酸酯、聚碳酸酯/ABS混合物、共聚碳酸酯-聚酯、丙烯酸-苯乙烯-丙烯腈(ASA)、丙烯酸-(乙烯-聚丙烯修正二胺化合物)-苯乙烯(AES)、次苯基醚樹脂、聚乙烯醚/聚酰胺混合物(通用電氣公司的NORYL GTX牌的)、聚碳酸酯/PET/PBT混合物、聚對苯二甲酸丁二酯和碰撞改性劑(通用電氣公司的XENOY牌樹脂)、聚酰胺、次苯基硫醚樹脂、聚氯乙烯PVC、高強度聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯(l/hdpe)、聚丙烯(pp)和熱塑烯烴(tpo)。
如圖3所示，能量吸收器22的高度A低于梁24的高度B，圖4表明另一個實施例，其中能量吸收器90的高度C低于梁92的高度D。而且，圖3所示梁24的高度B小于梁92的高度D。在能量吸收器22中的垂向傳遞擠壓凸部70允許防撞總成設(shè)計成圖3和圖4所示的低輪廓梁，在碰撞保護時提供高偏置和低偏置。
本發(fā)明已經(jīng)根據(jù)各種特定的實施例被描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在權(quán)利要求的范圍和精神內(nèi)改動的情況下，本發(fā)明可以被實施。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的防撞系統(tǒng)，所述防撞系統(tǒng)包括具有上表面和下表面的梁，所述梁配置成與車輛連接；能量吸收器，與所述梁連接，所述能量吸收器包括具有第一側(cè)和相對第二側(cè)的基體，所述的第二側(cè)與梁相對；多個擠壓凸部從第一側(cè)伸出；多個垂向傳遞的擠壓凸部從第二側(cè)伸出；每一個所述垂向傳遞擠壓凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞系統(tǒng)，其中每一個所述垂向傳遞擠壓凸部包括多個側(cè)壁，所述多個側(cè)壁限定出中空的垂向傳遞擠壓凸部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的防撞系統(tǒng)，其中每一個所述垂向傳遞擠壓凸部從所述能量吸收器的所述基體延伸到所述梁的所述上表面或所述下表面，在撞擊發(fā)生時，將側(cè)向力傳遞至所述梁的所述上表面或所述下表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞系統(tǒng)，其中所述能量吸收器具有的垂向尺寸比所述梁的垂向尺寸更大。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞系統(tǒng)， 其中每一個所述擠壓凸部包括第一橫向壁，第二橫向壁，第一側(cè)壁，第二側(cè)壁，外壁；所述第一橫向壁，第二橫向壁，第一側(cè)壁，第二側(cè)壁及所述外壁限定中空的擠壓凸部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防撞系統(tǒng)，其中所述第一橫向壁和所述第二橫向壁，所述第一側(cè)壁，所述第二側(cè)壁，及所述外壁中的至少一個包括至少一個開口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞系統(tǒng)，其中所述能量吸收器包括熱塑材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的防撞系統(tǒng)，其中所述能量吸收器包括注模熱塑材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防撞系統(tǒng)，其中所述梁包括鋼，鋁，熱塑材料，玻璃纖維氈增強熱塑材料中至少一種。
10.一種用于車輛的防撞總成，所述防撞總成包括具有上表面和下表面的梁，所述梁配置成與車輛連接；能量吸收器，與所述梁連接；與所述能量吸收器相連的板，基本包圍住所述梁和所述能量吸收器；所述能量吸收器包括具有第一側(cè)和相對的第二側(cè)的基體，所述第二側(cè)與梁相對；多個擠壓凸部從第一側(cè)伸出；多個垂向傳遞的擠壓凸部從第二側(cè)伸出；每一個所述垂向傳遞擠壓凸部接合所述梁的所述上表面或所述下表面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防撞總成，其中每一個所述垂向傳遞擠壓凸部包括多個側(cè)壁，所述的多個側(cè)壁限定出中空的垂向傳遞擠壓凸部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的防撞總成，其中每一個所述垂向傳遞擠壓凸部從所述能量吸收器的所述基體伸出到所述梁的所述上表面或所述下表面，在撞擊發(fā)生時，將側(cè)向力傳遞至所述梁的上表面或所述下表面。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防撞總成，其中所述的能量吸收器具有的垂向尺寸比所述梁的垂向尺寸更大。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防撞總成，其中每一個所述的擠壓凸部包括第一橫向壁，第二橫向壁，第一側(cè)壁，第二側(cè)壁，外壁；所述第一橫向壁，第二橫向壁，第一側(cè)壁，第二側(cè)壁及所述外壁限定出中空的擠壓凸部
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的防撞總成，其中所述第一橫向壁和所述第二橫向壁中，所述第一側(cè)壁，所述第二側(cè)壁，及所述外壁的至少一個包括至少一個開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防撞總成，其中所述能量吸收器包括熱塑材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的防撞總成，其中所述能量吸收器包括注模熱塑材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的防撞總成，其中所述梁包括鋼，鋁，熱塑材料，玻璃纖維氈增強熱塑材料中的至少一種。
19.一種用于車輛防撞系統(tǒng)的能量吸收器，車輛防撞系統(tǒng)包括具有上表面和下表面的防撞梁，所述能量吸收器包括具有第一側(cè)和相對的第二側(cè)的基體；多個擠壓凸部從第一側(cè)伸出；多個垂向傳遞的擠壓凸部從第二側(cè)伸出；每一個所述垂向傳遞擠壓凸部構(gòu)造成接合所述梁的所述上表面或所述下表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的能量吸收器，其中所述每一個所述垂向傳遞擠壓凸部包括多個側(cè)壁，所述的多個側(cè)壁限定出中空的垂向傳遞擠壓凸部。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的能量吸收器，其中每一個所述的垂向傳遞擠壓凸部從所述能量吸收器的所述基體伸出，并且構(gòu)造成接合所述梁的所述上表面或所述下表面，在撞擊發(fā)生時，將側(cè)向力傳遞至所述梁的上表面或所述下表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的能量吸收器，其中每一個所述的擠壓凸部包括第一橫向壁，第二橫向壁，第一側(cè)壁，第二側(cè)壁，外壁；所述第一橫向壁，第二橫向壁，第一側(cè)壁，第二側(cè)壁及所述外壁限定出中空的擠壓凸部。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的能量吸收器，其中所述第一橫向壁和所述第二橫向壁，所述第一側(cè)壁，所述第二側(cè)壁，及所述外壁中的至少一個包括至少一個開口。
24.根據(jù)權(quán)利要求19所述的能量吸收器，其中所述能量吸收器包括熱塑材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的能量吸收器，其中所述能量吸收器包括注模熱塑材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求19所述的能量吸收器，其中所述梁包括鋼，鋁，熱塑材料，玻璃纖維氈增強熱塑材料中至少一種。
全文摘要
一種汽車防撞系統(tǒng)(20)，在一個示范性的實施例中，包括梁(24)和與梁連接的能量吸收器(2)。梁(24)具有上表面(80)和下表面(82)，梁布置為與車輛連接。能量吸收器(22)包括基體(40)，該基體具有第一側(cè)(42)和相對的第二側(cè)(44)。多個擠壓凸部(50)從第一側(cè)伸出，多個可垂向傳遞的擠壓凸部(70)從第二側(cè)伸出。第二側(cè)與梁相對，每一個可垂向傳遞的擠壓凸部連接梁的上表面(82)或下表面(88)。
文檔編號B60R19/18GK101022977SQ200580030881
公開日2007年8月22日 申請日期2005年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月14日
發(fā)明者E·J·亞達, A·南達, S·F·舒勒 申請人:通用電氣公司