專利名稱：帶吸能器的保險杠系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及機動車保險杠，更特別地，涉及吸能式車輛保險杠系統(tǒng)。
背景技術：
設計保險杠通常需要滿足的已知標準是美國聯(lián)邦機動車安全標準(FMVSS)。例如，某些吸能式保險杠系統(tǒng)試圖通過在不超過車輛導軌載荷(rail road)極限的同時管理碰撞能量以及侵入性，從而減小因低速碰撞結果造成的車輛損壞。另外，一些保險杠系統(tǒng)試圖減少因碰撞造成的行人傷害。
保險杠系統(tǒng)典型包括梁，該梁延伸穿過車輛前后寬度方向，并且安裝在長度方向延伸的導軌上。該梁典型是鋼制的，且該鋼梁非常硬，并且提供結構強度和剛性。為了改善保險杠系統(tǒng)的吸能效率，一些保險杠系統(tǒng)還包括減震器。
吸能式保險杠系統(tǒng)或者組件的效率定義為一定距離上的吸能量或者一定載荷下的吸能量。高效率的保險杠系統(tǒng)在較短的距離上吸收的能量大于低效率吸能器。高效率是這樣實現(xiàn)的，即通過迅速建立低于導軌載荷極限的載荷并且保持該載荷不變，直到碰撞能量被耗散為止。
為了改善吸能效率，減震器有時例如定位在鋼制保險杠梁和車輛導軌之間。這種減震器意在用來吸收來自碰撞的至少一部分能量。較之鋼梁，為保險杠組件增加減震器導致成本增加以及復雜性增大。減震器也增加保險杠組件的重量，這也是不希望的，因為增加重量會降低車輛的整體燃料效率。
其他已知吸能式保險杠系統(tǒng)包括W形吸能器。但是，吸能器水平壁的堆疊是個問題。因為堆疊問題，已知的W形吸能器不能用在行人碰撞解決方案中。

發(fā)明內(nèi)容
在一個方面，提供了用于機動車的保險杠系統(tǒng)。該保險杠系統(tǒng)包括配置成連接到車輛的梁；和耦合到梁的吸能器。該吸能器包括主體，該主體具有第一側(cè)和相對的第二側(cè)，且第二側(cè)面對所述梁；上可潰縮構件，其從主體的第一側(cè)延伸；和下可潰縮構件，其從主體的第一側(cè)延伸，并且與上可潰縮構件隔開。上下可潰縮構件每個包括上橫向壁、下橫向壁、和外壁。每個上橫向壁和每個下橫向壁都包括交錯的實體部分和開口部分。每個實體部分和開口部分從主體向可潰縮構件的外壁延伸。上可潰縮構件下橫向壁的實體部分與下可潰縮構件上橫向壁的開口部分對齊。另外，下可潰縮構件上橫向壁的實體部分與上可潰縮構件下橫向壁的開口部分對齊。
在另一個方面，提供了機動車保險杠組件。該保險杠組件包括梁，該梁具有頂表面和底表面，且該梁配置成連接到車輛上；和耦合到該梁的吸能器；和面板，該面板連接到吸能器上以基本上包圍所述梁和所述吸能器。該吸能器包括主體，該主體具有第一側(cè)和相對的第二側(cè)，且第二側(cè)面對所述梁；上可潰縮構件，其從主體的第一側(cè)延伸；和下可潰縮構件，其從主體的第一側(cè)延伸，并且與上可潰縮構件隔開。上下可潰縮構件每個包括上橫向壁、下橫向壁、和外壁。每個上橫向壁和每個下橫向壁都包括交錯的實體部分和開口部分。每個實體部分和開口部分從主體向可潰縮構件的外壁延伸。上可潰縮構件下橫向壁的實體部分與下可潰縮構件上橫向壁的開口部分對齊。另外，下可潰縮構件上橫向壁的實體部分與上可潰縮構件下橫向壁的開口部分對齊。
在另一個方面，提供了用于車輛保險杠系統(tǒng)的吸能器。該吸能器包括主體，該主體具有第一側(cè)和相對的第二側(cè)；上可潰縮構件，其從主體的第一側(cè)延伸；和下可潰縮構件，其從主體的第一側(cè)延伸，并且與上可潰縮構件隔開。上下可潰縮構件每個包括上橫向壁、下橫向壁、和外壁。每個上橫向壁和每個下橫向壁都包括交錯的實體部分和開口部分。每個實體部分和開口部分從主體向可潰縮構件的外壁延伸。上可潰縮構件下橫向壁的實體部分與下可潰縮構件上橫向壁的開口部分對齊。另外，下可潰縮構件上橫向壁的實體部分與上可潰縮構件下橫向壁的開口部分對齊。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的保險杠組件分解透視示意圖；圖2是圖1所示吸能器的正視示意圖；圖3是碰撞事故后圖1所示吸能器的正視示意圖；
圖4是圖1所示吸能器的截面示意圖；圖5是圖4所示吸能器碰撞事故后的截面示意圖；圖6是圖1所示吸能器的另一種實施例的截面示意圖；圖7是圖6所示吸能器碰撞事故后的截面示意圖。
具體實施例方式
包括吸能器的保險杠系統(tǒng)在以下予以詳細說明，其中的吸能器設計成提供改善的內(nèi)水平壁碎裂效果，該效果將消除壁的堆疊。在示例實施例中，具有內(nèi)水平壁的吸能器連接到梁上，該水平壁包括交錯的實體或者開口部分。所述實體或者開口部分這樣布置，使得在碰撞事故過程中，實體部分潰縮到開口部分，從而實體部分不會彼此碰撞，這樣防止了材料堆疊。梁例如用鋼、鋁或者玻璃纖維氈熱塑性材料(MGT)制造。在示例實施例中，吸能器用Xenoy材料制造，并且能夠調(diào)整以滿足希望的碰撞標準，例如行人或者低速碰撞。
盡管保險杠系統(tǒng)在以下參照具體材料(例如，Xenoy材料(商業(yè)上可以從General Electric Company，Pittsfield，Massachusetts獲得)用于吸能器)，但是該系統(tǒng)并非限制在使用這種材料實施，而是可以使用其他材料。例如，梁不必是鋼、鋁或者GMT壓縮模制梁，而是可以使用其他材料和制造技術。通常，吸能器用能帶來有效吸能效果的材料制造，而梁材料和制造技術經(jīng)過選擇，讓梁成為剛性梁。
參照附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明示例實施例的保險杠組件20的分解透視圖，而圖2是吸能器22的正向示意圖。參照圖1和2，保險杠組件20包括吸能器22和梁24。吸能器22位于梁24和面板26之間，組裝后，形成車輛保險杠組件20。本領域技術人員應該理解，梁24連接到縱向延伸的車輛骨架導軌(未示出)。
面板26典型通常由熱塑性材料形成，易于使用傳統(tǒng)車輛涂刷和/或涂覆技術表面處理。通常，面板26包圍吸能器22和加強梁24，使得連接到車輛后，這兩個部件都看不見。
在示例實施例中，梁24由擠壓的鋁制造。在其他實施例中，梁24可以用輥軋鋼或者壓縮模制玻璃氈熱塑性材料(GMT)制造。梁24可以具有多種幾何形狀其中之一，包括配置成矩形截面、B形截面、D形截面、I形梁、或者具有C或W截面形狀。梁24的幾何形狀經(jīng)過選擇，以根據(jù)梁所應用的特定場合提供希望的截面模量。
吸能器22包括主體40，該主體具有第一側(cè)部42和第二側(cè)部44。第一側(cè)部42背向梁24，而第二側(cè)部44面向梁24。主體40包括凸緣骨架45，用來將吸能器22連接到梁24。上可潰縮構件46從主體40第一側(cè)部42延伸。上可潰縮構件46包括上橫向壁48、下橫向壁50、和外壁52。上橫向壁48包括沿著上可潰縮構件46長度交錯的實體部分54和開口部分56，實體部分54和開口部分56從主體40延伸到外壁52。類似地，下橫向壁50包括沿著上可潰縮構件46長度交錯的實體部分58和開口部分60。實體部分58和開口部分60從主體40延伸到外壁52。
下可潰縮構件62也從主體40第一側(cè)部42延伸，并且與上可潰縮構件46隔開。下可潰縮構件46具有類似上可潰縮構件46的結構，且包括上橫向壁64、下橫向壁66、和外壁68。上橫向壁64包括沿著下可潰縮構件62長度交錯的實體部分70和開口部分72。實體部分70和開口部分72從主體40延伸到外壁68。類似地，下橫向壁66包括沿著下可潰縮構件62長度交錯的實體部分74和開口部分76。實體部分74和開口部分76從主體40延伸到外壁68。
上可潰縮構件46下橫向壁50的實體部分58與下可潰縮構件62上橫向壁64的開口部分72對齊。而且，下可潰縮構件62上橫向壁64的實體部分70與上可潰縮構件46下橫向壁50的開口部分60對齊。如圖3所示，在碰撞事故過程中，這種布置允許上可潰縮構件下橫向壁50的實體部分58扣入下可潰縮構件62上橫向壁64的開口部分72，且下可潰縮構件62上橫向壁64的實體部分70扣入上可潰縮部分46下橫向壁50的開口部分60。橫向壁實體部分扣入相對的橫向壁開口部分，消除了相對橫向壁50和64的堆疊。相對橫向壁50和64的堆疊會負面地影響吸能器22吸能能力。
在示例實施例中，橫向壁48、50、64、66厚度從第一最前部82到最后部86線性變化。在一個實施例中，壁厚從約1毫米(mm)變化到約7mm，在另一個實施例中，從約1.5mm變化到約5mm，在另一個實施例中，從約2.5mm變化到約3.5mm。在進一步實施例中，壁厚從最前部82到最后部86是恒定的，且介于約1mm到約7mm之間。在更進一步的實施例中，壁厚階梯式變化。特別是，最前部82的壁厚恒定，且最后部86的壁厚恒定，且最后部84的壁厚大于最前部82。
通過選擇每個部分82和86的厚度，可以調(diào)節(jié)吸能器22，根據(jù)吸能器22所用的場合，可以改變吸能器22的響應。例如，吸能器22前部82經(jīng)過調(diào)節(jié)，且可調(diào)，以吸收行人腿部形式的碰撞，而后部86經(jīng)過調(diào)節(jié)，且可調(diào)，用于低速和擺錘沖擊(pendulum impact)。
恰當調(diào)節(jié)吸能器22的另一個方面是選擇所用的熱塑性樹脂。根據(jù)需要，所用的熱塑性樹脂可以是低模量、中等模量或者高模量材料。通過仔細考慮這些變量中的每一個，可以制造出滿足希望的能量碰撞客體的吸能器。
用來形成吸能器22的材料特征包括高韌性/延展性，熱穩(wěn)定性、高吸能能力、良好的模量延長比以及可循環(huán)性。雖然吸能器可以模制成段，但是也可以用韌性塑料材料將吸能器制作成單體結構。用于吸能器的示例材料是Xenoy材料，如上所參照。當然，可以使用其他的工程用熱塑性樹脂。典型的工程用熱塑性樹脂包括，但不限于，丙烯腈-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)、丙烯腈-(氟化乙烯-二胺改性丙烯共聚物)-苯乙烯(AES)、苯醚樹脂、聚苯醚/聚酰胺混合物(NORYL GTX，來自General ElectricCompany)，聚碳酸酯/PET/PBT混合物、聚對苯二甲酸丁二酯和沖擊改良劑(XENOY樹脂，來自General Electric Company)、聚酰胺、苯硫醚樹脂、聚氯乙烯PVC、耐沖擊聚苯乙烯(HIPS)、低/高密度聚乙烯(l/hdpe)、聚丙烯(pp)和熱塑性烯烴(tpo)。
如圖4所示，上可潰縮構件46的下橫向壁50和下可潰縮構件62的上橫向壁64在最前部82和最后部86之間具有凹陷形狀或輪廓。在碰撞過程中，該凹陷形狀有利于橫向壁50和64遠離彼此偏折。在碰撞過程中，橫向壁50和64遠離彼此偏折防止產(chǎn)生材料堆疊，這種材料堆疊負面影響吸能器22吸收能量的能力。圖5示出了碰撞過程中的吸能器22以及橫向壁50和64偏折。
在另一個實施例中，如圖6所示，上可潰縮構件46的下橫向壁50和下可潰縮構件62的上橫向壁64在最前部82和最后部86之間具有凸出形狀或者輪廓。該凸出形狀有利于橫向壁50和64分別從上可潰縮構件46和下可潰縮構件62偏折。在碰撞過程中，橫向壁50和64的這種離開上可潰縮構件46和下可潰縮構件62的偏折引導上可潰縮構件下橫向壁50的實體部分58扣入下可潰縮構件62上橫向壁64的開口部分72，和引導下可潰縮構件62上橫向壁64的實體部分70扣入上可潰縮構件46下橫向壁50的開口部分60，并且防止材料堆疊，這種材料堆疊負面影響吸能器22吸收能量的能力。圖7示出了碰撞過程中的吸能器22和橫向壁50和64的偏折。
雖然本發(fā)明已經(jīng)關于具體實施例進行了說明，但是本領域技術人員應該認識到，本發(fā)明可以在權利要求的精神和范圍內(nèi)有改動地實施。
權利要求
1.一種用于機動車的保險杠系統(tǒng)(20)，所述保險杠系統(tǒng)包括梁(24)，該梁配置成連接到機動車；和吸能器(22)，該吸能器耦合到所述梁，所述吸能器包括主體(40)，該主體具有第一側(cè)(42)和相對的第二側(cè)(44)，所述第二側(cè)面對所述梁，上可潰縮構件(46)，該上可潰縮構件從所述主體的第一側(cè)延伸；和下可潰縮構件(62)，該下可潰縮構件從所述主體的所述第一側(cè)延伸并且從所述上可潰縮構件隔開；所述上和下可潰縮構件每個都包括上橫向壁(48、64)、下橫向壁(50、66)和外壁(52、68)，每個所述上橫向壁和每個所述下橫向壁都包括交錯的實體部分(54、58)和開口部分(56、60)，所述實體部分和開口部分從所述主體延伸到所述外壁，其中所述上可潰縮構件的所述下橫向壁的所述實體部分與所述下可潰縮構件的所述上橫向壁的所述開口部分對齊，且所述下可潰縮構件的所述上橫向部分的所述實體部分與所述上可潰縮構件的所述下橫向壁的所述開口部分對齊。
2.如權利要求1所述的保險杠系統(tǒng)，其特征在于，所述上可潰縮構件(46)的所述下橫向壁(50)具有凹陷截面形狀，且所述下可潰縮構件(62)的所述上橫向壁(64)具有凹陷截面形狀。
3.如權利要求1所述的保險杠系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述上可潰縮構件(46)的所述下橫向壁(50)具有凸出截面形狀，且所述下可潰縮構件(62)的所述上橫向壁(64)具有凸出截面形狀。
4.如權利要求1所述的保險杠系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述主體(40)包括用來連接所述梁(24)的凸緣骨架(45)。
5.如權利要求1所述的保險杠系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述吸能器(22)包括熱塑性材料。
6.如權利要求1所述的保險杠系統(tǒng)(20)，其特征在于，所述梁(24)包括鋼、鋁、熱塑性材料、和玻璃氈熱塑性材料至少其中一種。
7.一種用于機動車的保險杠組件(20)，所述保險杠組件包括梁(24)，該梁具有頂表面和底表面，所述梁配置成連接到所述車輛；吸能器(22)，該吸能器耦合到所述梁；和面板(26)，該面板連接到所述吸能器以基本上包圍所述梁和所述吸能器；所述吸能器包括主體(40)，該主體具有第一側(cè)(42)和相對的第二側(cè)(44)，所述第二側(cè)面對所述梁，上可潰縮構件(46)，該上可潰縮構件從所述主體的第一側(cè)延伸；和下可潰縮構件(62)，該下可潰縮構件從所述主體的所述第一側(cè)延伸并且從所述上可潰縮構件隔開；所述上和下可潰縮構件每個都包括上橫向壁(48、64)、下橫向壁(50、66)和外壁(52、68)，每個所述上橫向壁和每個所述下橫向壁都包括交錯的實體部分(54、58)和開口部分(56、60)，所述實體部分和開口部分從所述主體延伸到所述外壁，其特征在于，所述上可潰縮構件的所述下橫向壁的所述實體部分與所述下可潰縮構件的所述上橫向壁的所述開口部分對齊，且所述下可潰縮構件的所述上橫向部分的所述實體部分與所述上可潰縮構件的所述下橫向壁的所述開口部分對齊。
8.如權利要求7所述的保險杠組件(20)，其特征在于，所述上可潰縮構件(46)的所述下橫向壁(50)具有凹陷截面形狀，且所述下可潰縮構件(62)的所述上橫向壁(64)具有凹陷截面形狀。
9.如權利要求7所述的保險杠組件(20)，其特征在于，所述上可潰縮構件(46)的所述下橫向壁(50)具有凸出截面形狀，且所述下可潰縮構件(62)的所述上橫向壁(64)具有凸出截面形狀。
10.如權利要求7所述的保險杠組件(20)，其特征在于，所述主體(40)包括用來連接所述梁(24)的凸緣機架(45)。
全文摘要
一種用于機動車的保險杠系統(tǒng)(20)，在一個實施例中，該保險杠系統(tǒng)包括梁(24)，該梁配置成連接到車輛；和吸能器(22)，該吸能器耦合到所述梁。所述吸能器包括主體(40)，上可潰縮構件(46)從所述主體；和下可潰縮構件(62)從所述主體延伸并且與所述上可潰縮構件隔開。所述上和下可潰縮構件每個都包括上橫向壁(48、64)、下橫向壁(50、66)和外壁(52、68)。每個上橫向壁和每個下橫向壁包括交錯的實體部分(54、58)和開口部分(56、60)，每個實體部分和開口部分從所述主體延伸到可潰縮構件的外壁。所述上可潰縮構件的所述下橫向壁的所述實體部分與所述下可潰縮構件的所述上橫向壁的所述開口部分對齊。
文檔編號B60R19/18GK101090842SQ200580045067
公開日2007年12月19日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權日2005年1月5日
發(fā)明者斯蒂芬·舒勒, 戈皮·K·蘇里塞蒂, 阿洛克·南達 申請人:通用電氣公司