吸能支承結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專利摘要】一種吸能支承結(jié)構(gòu)(1)，具有由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的吸收體(2)。所述吸收體(2)安置在支承結(jié)構(gòu)支座組件(3)和支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件(4)之間。所述吸收體(2)被設(shè)置為使得其通過基于支承結(jié)構(gòu)組件(3、4)的沖擊引起的相對(duì)位移從起始狀態(tài)變形至變形后的變形狀態(tài)而吸收能量，所述能量通過沖擊而被引入所述支承結(jié)構(gòu)(1)中。所述吸收體(2)被設(shè)置為與初始狀態(tài)相比通過能量吸收已經(jīng)在起始狀態(tài)預(yù)變形的本體。在所述支承結(jié)構(gòu)(1)的生產(chǎn)期間，所述吸收體(2)首先被制造成初始狀態(tài)，然后預(yù)變形至起始狀態(tài)，最后所述吸收體(2)連接至支承結(jié)構(gòu)組件(3、4)。結(jié)果是支承結(jié)構(gòu)在受到?jīng)_擊引起的能量引入時(shí)能夠以可預(yù)測(cè)及確定的方式吸收能量。
【專利說明】吸能支承結(jié)構(gòu)及其制造方法
[0001] 德國專利申請(qǐng)DE 10 2012 200410. 6的內(nèi)容通過引用被并入本文。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1的前序部分所述的吸能支承結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明涉及一 種制造吸能支承結(jié)構(gòu)的方法。

【背景技術(shù)】
[0003] 吸能支承結(jié)構(gòu)，尤其是對(duì)車輛的緩沖器或保險(xiǎn)杠區(qū)域的吸能支承結(jié)構(gòu)在 EP1464547A1、DE3839059A1、DE60300496T2、EP1607272B1、EP1744077A1、EP2335983A2、 W02011/058152A1、DE-PS1933149 和 DE102006058604A1 中公開。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)目的是改進(jìn)一種基于由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的吸收體的吸能支承結(jié) 構(gòu)，使得它在沖擊引起的向支承結(jié)構(gòu)引入能量時(shí)以可預(yù)測(cè)及確定的方式吸收能量。本發(fā)明 的另一目的是公開了該種類型的支承結(jié)構(gòu)的制造方法。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明，這一目的通過具有權(quán)利要求1所述特征的支承結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。
[0006] 本發(fā)明認(rèn)為，吸收體的預(yù)變形引起非常確定的力量引入，進(jìn)而當(dāng)沖擊被引入支承 結(jié)構(gòu)時(shí)引起一定的能量吸收比例。由此，纖維增強(qiáng)塑料的能量吸收勢(shì)能夠以可預(yù)測(cè)及確定 的方式加以利用?？梢岳迷诶?0kJ/kg至120kJ/kg范圍內(nèi)的纖維增強(qiáng)塑料的高比吸 能（hohe spezifische Energieabsorption)，其顯著高于可比較的金屬吸收體的情況。由 此在受到?jīng)_擊時(shí)，吸收體從其初始狀態(tài)變形的在起始區(qū)域的不希望、不確定的力量-路徑 相關(guān)性便可被避免。在支承結(jié)構(gòu)組件之間可以使用非常大的長度比例的吸收體用于從起始 狀態(tài)變形至變形狀態(tài)，例如吸收體總長的85%。吸能支承結(jié)構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件可 被設(shè)置為車輛上的緩沖器或保險(xiǎn)杠。吸收體可以為管狀。管狀吸收體可被設(shè)置為具有圓形 或卵形或橢圓形截面。吸收體可被設(shè)置為具有正方形、矩形或具有多邊形截面，例如三角形 或多于四邊形的截面。吸收體可以力配合地集成進(jìn)支承結(jié)構(gòu)中，也可承受無限范圍的所有 動(dòng)載荷和靜載荷，尤其是張力和橫向力。如果支承結(jié)構(gòu)被用在車輛中，所述吸收體也可例如 被用于吸收牽引力。所述支承結(jié)構(gòu)可被用在車輛工程中?？蛇x地，所述支承結(jié)構(gòu)也可被用 作飛機(jī)的結(jié)構(gòu)組件，例如飛機(jī)或直升飛機(jī)、升降機(jī)的結(jié)構(gòu)組件，也可被用作建筑物的結(jié)構(gòu)組 件。在后一種情況下，所述支承結(jié)構(gòu)可以是地震保護(hù)系統(tǒng)的一部分。所述吸收體可以僅僅 由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成。
[0007] 根據(jù)權(quán)利要求2所述的吸收體以確定的方式變形。能量吸收能夠受各分層條件的 精細(xì)影響，例如受吸收體的壁厚和/或起到例如刀片作用的分層體的設(shè)計(jì)的影響。分層體 的功能也可由支承結(jié)構(gòu)組件（吸收體被安裝在其中間）中的一個(gè)獲得。分層體作為刀片的 設(shè)計(jì)并不是強(qiáng)制性的。分層體僅需要被設(shè)計(jì)成能夠持續(xù)分層，其被支承在預(yù)變形的吸收體 上。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)能夠用于能量吸收的分層性質(zhì)，吸收體的壁厚必須超過一定的下限。選 擇該種下限，使得對(duì)于吸收體的分層力低于可能的彎曲力，從而保證了吸收體在受到?jīng)_擊 載荷時(shí)通過分層而不是通過屈曲而變形。對(duì)于管狀吸收體、直徑約為20mm到25mm的情況， 壁厚的下限可以約為1. 〇_。對(duì)于吸收體的管徑為70_，則壁厚的下限可以為1. 4_。這適 用于管長大約為100mm。
[0009] 這也適用于根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸收體。
[0010] 根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸發(fā)結(jié)構(gòu)確保了確定的預(yù)變形比例。
[0011] 根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸發(fā)結(jié)構(gòu)可以很容易地制成。
[0012] 根據(jù)權(quán)利要求6所述的支承結(jié)構(gòu)使得力通過吸能支承結(jié)構(gòu)在各個(gè)方向上被吸收。 被吸收的力可以是純吸持力和/或沖擊引起的力。至少一個(gè)吸收體是預(yù)變形的。除預(yù)變形 的吸收體外，其余由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的本體可以被純粹用作吸持結(jié)構(gòu)和/或也可用作能 量吸收器。由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的本體可以被設(shè)計(jì)為三面體的方式。在吸能支承結(jié)構(gòu)內(nèi)有 更大量的由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的這種本體也是可能的。
[0013] 根據(jù)權(quán)利要求7所述的注塑成型連接使得可以將吸收體的預(yù)變形部分無間隙地 連接至支承結(jié)構(gòu)組件，使得吸收體的沖擊引起的變形從起始狀態(tài)立即到變形狀態(tài)，換句話 說在支承結(jié)構(gòu)組件之間沒有死路徑。由此出現(xiàn)了完全確定的能量吸收比例。另外，在吸收 體和支承結(jié)構(gòu)之間確定的連接比例也通過在吸收體的預(yù)變形部分區(qū)域的注塑成型連接件 而得到。注塑成型連接件可通過封裝而制造。
[0014] 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制造方法（所述方法包括制造初始狀態(tài)的吸收體、將吸收 體預(yù)變形成起始狀態(tài)、以及將吸收體連接至支承結(jié)構(gòu)支座組件和支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件的 步驟）的優(yōu)勢(shì)對(duì)應(yīng)于如上所述的與本發(fā)明的吸收體相關(guān)的優(yōu)勢(shì)。
[0015] 根據(jù)權(quán)利要求9所述的注塑成型連接件可以具體地通過吸收體的封裝而實(shí)現(xiàn)。
[0016] 根據(jù)權(quán)利要求10所述的吸收體的預(yù)變形可以被巧妙地整合進(jìn)支承結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過 程中。
[0017] 根據(jù)權(quán)利要求11所述的力值測(cè)試使得可以在吸收體和支承結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)期間進(jìn)行 安全質(zhì)量控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 下面借助于附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)地描述，其中：
[0019] 圖1示出了具有由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的預(yù)變形的吸收體的吸能支承結(jié)構(gòu)，所述吸 收體安裝在支承結(jié)構(gòu)支座組件和支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件之間；
[0020] 圖2示出了在圖1的支承結(jié)構(gòu)生產(chǎn)期間作為預(yù)產(chǎn)品的吸收體，以還沒有變形的初 始狀態(tài)顯示；
[0021] 圖3示出了在預(yù)變形后的圖2的吸收體；
[0022] 圖4示出了圖2的吸收體，安裝在注塑成型工具在其閉合前的兩個(gè)工具組件之間， 以軸向縱切面顯示；
[0023] 圖5示出了圖4中沿V-V線的截面；
[0024] 圖6示出了在開始閉合注塑成型工具后通過初始預(yù)變形的吸收體的一個(gè)端面部 分的軸向縱切面；
[0025] 圖7以與圖6相似的視角示出了在已經(jīng)完成注塑成型工具的閉合后完全預(yù)變形的 吸收體的端面部分；
[0026] 圖8以與圖7相似的視角示出了一個(gè)完全預(yù)變形的可選的吸收體，其被支持在支 承結(jié)構(gòu)支座組件的一個(gè)變形部分的變體上；
[0027] 圖9示出了力/路徑圖，其顯示了變形體相對(duì)于吸收體的相對(duì)位移的施加在吸收 體上的變形力的相關(guān)性。

【具體實(shí)施方式】
[0028] 圖1示出了吸能支承結(jié)構(gòu)1的一部分，吸能支承結(jié)構(gòu)1可以是車輛的一個(gè)組件。支 承結(jié)構(gòu)1具有由纖維增強(qiáng)塑料制造的吸收體2,吸收體2安裝在支承結(jié)構(gòu)支座組件3和支承 結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件4之間，支承結(jié)構(gòu)支座組件3可以例如是車輛縱向構(gòu)件或車輛縱向構(gòu)件 凸緣，支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件4可以是車輛的緩沖器橫梁或保險(xiǎn)杠。吸收體2為整體管狀。 支承結(jié)構(gòu)支座組件3的管狀主組件以圖1中的斷續(xù)的短劃線表示。支承結(jié)構(gòu)支座組件3為 管狀，且如圖1所示，可以為圓形或者可以為卵形截面。其他的適用于包圍支承結(jié)構(gòu)1的結(jié) 構(gòu)的支承結(jié)構(gòu)支座組件3截面也是可以的。
[0029] 除吸收體2外，支承結(jié)構(gòu)1也具有兩個(gè)支承體5、6,這兩個(gè)支承體5、6也由纖維增 強(qiáng)塑料制成并且也是管狀。支承體5、6的管徑小于吸收體2的管徑。支承體5、6與吸收體 2共同設(shè)置成四面體的形式。一方面吸收體2的縱向軸，另一方面支承體5、6的縱向軸，指 向不同的方向。支承體5和6的縱向軸也可指向不同的方向。
[0030] 支承體5、6也可設(shè)置成沖擊能量吸收的吸收體。
[0031] 支承體5、6也抵靠支承結(jié)構(gòu)支座組件3支撐著支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件4。
[0032] 吸收體2和支承體5、6的纖維增強(qiáng)塑料是一種含纖維材料、塑料基質(zhì)和增粘劑的 纖維復(fù)合材料，纖維材料被嵌入塑料基質(zhì)中，纖維材料的細(xì)絲用增粘劑涂覆。塑料基質(zhì)也稱 為浸漬聚合物。增粘劑也稱為施膠劑。
[0033] 玻璃纖維、碳纖維、芳族聚酰胺、玄武巖、聚酯或天然纖維也可被用作纖維材料。所 述纖維可被設(shè)置為連續(xù)纖維。至少一些纖維沿吸收體2布置，換句話說在兩個(gè)支承結(jié)構(gòu)組 件3、4之間的連接方向上布置。對(duì)于管狀吸收體2,大多數(shù)纖維在任何情況下都沿軸向布 置。所述纖維可以組合形成纖維束，或者稱為粗紗。
[0034] 可以使用熱塑性塑料作為浸漬聚合物或塑料基質(zhì)。其示例為PE (聚乙烯）、PP (聚 丙烯）、其它聚烯烴和這些聚烯烴的共混物、SAN (苯乙烯/丙烯腈）、PA (聚酰胺），例如PA6、 PA6. 6、PA6. 6T、PA12、PA6. 10、ASA (丙烯腈/苯乙烯/丙烯酸酯）、PC (聚碳酸酯）、PBT (聚對(duì) 苯二甲酸丁二醇酯）、PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯）、PPS (聚苯硫醚）、PSU (聚砜）、PES (聚 醚砜）、PEEK(聚醚醚酮）或共混聚合物，例如PC/PBT?？杀挥米鰾-階段的熔融物（乙階 酚醛樹脂）的熱固性塑料也可被用作浸漬聚合物。聚合物聚甲醛（Ρ0Μ)或聚甲醛（Ρ0Μ)與 熱塑性聚氨酯（PUR)的混合物也可被選擇用于塑料基質(zhì)。塑料基質(zhì)的這些變體導(dǎo)致了剛性 且堅(jiān)固的基質(zhì)，從而得到了纖維復(fù)合材料的相應(yīng)的高能量吸收的可能性。
[0035] 吸收體2被設(shè)置為使得其通過基于支承結(jié)構(gòu)組件3、4相對(duì)于彼此的沖擊引起的相 對(duì)位移從如圖1所示的起始狀態(tài)變形至變形后的變形狀態(tài)而吸收能量，所述能量通過沖擊 而被引入支承結(jié)構(gòu)1中。在對(duì)支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件4的沖擊下，其沖擊能大于預(yù)設(shè)的最 小值，吸收體2由此變形至變形狀態(tài)。支承體5、6在該過程中也可以變形。該變形通過分 層發(fā)生。在變形期間，外管層從剩余的吸收體2剝離。吸收體2的外層從吸收體2的內(nèi)層 處分離。這種剝離或分層可由于在兩個(gè)支承結(jié)構(gòu)組件3、4之間的吸收體2的支撐而發(fā)生。 分層體作為刀片（Schneide)的使用并不是必需的但基本是可行的。
[0036] 吸收體2被設(shè)置為與吸收體2的初始狀態(tài)（Ursprungszustand)相比通過能量吸 收而已經(jīng)在起始狀態(tài)（Ausgangszustand)變形的本體。在預(yù)變形期間的在初始狀態(tài)和起始 狀態(tài)之間的變形以及在起始狀態(tài)和變形狀態(tài)之間的沖擊引起的變形均可以通過分層實(shí)現(xiàn)。
[0037] 圖2和3示出了預(yù)變形的過程。在圖2中，吸收體2以其初始狀態(tài)存在。由此出 發(fā)，預(yù)變形力（力箭頭7)被軸向施加在吸收體2上。吸收體2在其端面上具有觸發(fā)結(jié)構(gòu)8， 其預(yù)先決定了在施加預(yù)變形力7期間吸收體2在何處預(yù)變形，從而預(yù)先決定了預(yù)變形開始 的位置。觸發(fā)結(jié)構(gòu)8被成形為吸收體2的一個(gè)端面的切角，以45°切角角度存在。觸發(fā)結(jié) 構(gòu)8的切角使得在觸發(fā)結(jié)構(gòu)8的區(qū)域處，吸收體2的外管壁9在該端面上突出超過了吸收 體2的內(nèi)管壁10。
[0038] 圖3示出了處在預(yù)變形的起始狀態(tài)的吸收體2。由于預(yù)變形力引起了吸收體2的 分層，外管層在鄰近觸發(fā)結(jié)構(gòu)8處從吸收體2剝離，從而形成了變形凸緣11。所述預(yù)變形發(fā) 生在具有觸發(fā)結(jié)構(gòu)8的吸收體2的端面上。這種預(yù)變形的變體也稱為凸緣狀（預(yù)）分層。
[0039] 作為支承結(jié)構(gòu)1的制造中的方法步驟的吸收體2的預(yù)變形或預(yù)分層可發(fā)生在注塑 成型工具中，所述注塑成型工具具有工具組件或工具半（Werkzeughaelften) 12、13,正如將 會(huì)借助于圖4如下描述的。吸收體2以中斷的縱切面示出在該處。圖4右側(cè)，吸收體2通過 其未切角的端面支承在工具半13的支座體14上。工具半12的管狀變形或分層體15被用 作預(yù)變形。在預(yù)變形期間，變形體15同軸地放置在吸收體2的具有觸發(fā)結(jié)構(gòu)8的端面上。
[0040] 圖5不出了一方面吸收體2與另一方面變形體15之間的直徑比。不出了管橫截 面之比的圖5通過實(shí)線示出了變形體15,通過短劃線示出了吸收體2。
[0041] 吸收體2的內(nèi)壁管10的直徑小于變形體15的內(nèi)管壁16的直徑。變形體15的內(nèi) 管壁16的直徑小于吸收體2的外管壁9的直徑。吸收體2的外管壁9的直徑小于變形體 15的外管壁17的直徑。
[0042] 當(dāng)含工具半12、13的注塑成型工具閉合時(shí)，變形體15與支座體14之間的間距減 小，使得該間距變得小于吸收體2的軸向范圍。變形體15然后進(jìn)入吸收體2中。觸發(fā)結(jié)構(gòu) 8使得吸收體2在觸發(fā)結(jié)構(gòu)8的區(qū)域處變形。這在圖6和7中以截面示出。變形體15以短 劃線示出在該處。圖6示出了吸收體2最初的預(yù)變形狀態(tài)。變形凸緣11在變形體15的一 個(gè)端側(cè)正面的區(qū)域處在預(yù)變形期間形成。在吸收體2的內(nèi)層17a和外層17b之間已經(jīng)形成 了起始撕裂前緣17c，在該撕裂前緣處，外層17b在分層期間從內(nèi)層17a被撕裂或剝離，形成 了變形凸緣11。在開始形成撕裂前緣17c后，撕裂前緣17c的徑向位置被保留。吸收體2 在內(nèi)層17a的區(qū)域處保持未損壞，并且可以例如繼續(xù)吸收橫向力。
[0043] 圖7示出了當(dāng)預(yù)變形完成時(shí)的情形。此時(shí)變形體15仍沿變形方向D相對(duì)于吸收 體2前進(jìn)，使得撕裂前緣17c完全形成。因此，外層17b的分層凸緣關(guān)于其徑向范圍增加。 吸收體2的外管壁9的底切區(qū)域17e可被用作錨定部分，以便將吸收體2借助于如下所述 的成型或粘附法連接至支承結(jié)構(gòu)組件。底切區(qū)域17e也可用作與另一種連接法（例如焊接 或鑄造）有關(guān)的錨定。
[0044] 在支承結(jié)構(gòu)1的制造期間，吸收體2首先被制造成如圖2所示的初始狀態(tài)。初始 狀態(tài)中的吸收體2可通過連續(xù)法制造成連續(xù)型材體。在初始狀態(tài)的吸收體2的生產(chǎn)期間或 之后，吸收體2通過在端面上切角而接納觸發(fā)結(jié)構(gòu)8。吸收體2然后被預(yù)變形，如在圖4和 6的順序中所顯示的。預(yù)變形沿變形或分層路徑 Xl發(fā)生，這在下文中將會(huì)連同圖7更為詳 細(xì)地描述。如上文所描述的，吸收體2的預(yù)變形能夠在注塑成型工具被閉合時(shí)發(fā)生。圖6 在該種情況下示出了在閉合注塑成型工具期間的情形，圖7示出了在注塑成型工具的工具 半12、13閉合后的情形。最后，吸收體2 -方面被連接至支承結(jié)構(gòu)支座組件3,另一方面連 接至支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件4。為此，吸收體2的非預(yù)變形的部分通過熔融連接，尤其是通 過封裝，通過粘合連接或通過聯(lián)鎖配合而被力配合地連接至支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件4。
[0045] 所述連接，特別是吸收體2的預(yù)變形部分與這些支承結(jié)構(gòu)組件3、4的連接，可以通 過在含工具半12、13的成型工具中封裝而發(fā)生。為此，成型工具的變形體15可以在將吸收 體2用支承結(jié)構(gòu)支座組件3的沖擊變形部分18封裝前再一次被軸向退回，使得吸收體2被 暴露在變形凸緣11的區(qū)域處用于封裝，并且能夠用沖擊變形部分18的材料完全封裝。可 選地，沖擊變形部分18本身有可能為變形體15作為以注射進(jìn)料器的形式的成型工具一部 分。作為封裝的一種可選方式，也可將吸收體2的變形部分粘合連接至相關(guān)聯(lián)的支承結(jié)構(gòu) 組件。
[0046] 作為封裝的一種可選方式，也可將吸收體2焊接至支承結(jié)構(gòu)組件，或者也可以通 過粘接或鑄造連接。
[0047] 為了避免連接材料（例如塑料熔融物或粘合劑）滲入對(duì)吸收體2的繼續(xù)變形很關(guān) 鍵的變形凸緣11的一部分中，尤其是變形或分層撕裂區(qū)域可以通過覆蓋體進(jìn)行保護(hù)。這種 類型的覆蓋體可以例如由覆蓋環(huán)17d形成，被應(yīng)用在吸收體2上的變形凸緣11的區(qū)域中， 使得特別是變形或分層撕裂被覆蓋。這種類型的覆蓋環(huán)17d在圖7中以三角形截面標(biāo)出。 所述覆蓋體可以由金屬、塑料或彈性體制成。
[0048] 這種類型的覆蓋體在初始狀態(tài)的吸收體2的生產(chǎn)期間可以同時(shí)形成限定體以形 成觸發(fā)結(jié)構(gòu)8。在該情況下，覆蓋體可被設(shè)置為具有橫截面輪廓的環(huán)，其被設(shè)計(jì)為與觸發(fā)結(jié) 構(gòu)8互補(bǔ)。這種類型的覆蓋環(huán)也可被用作預(yù)先決定確定的預(yù)變形比例，而不需要在吸收體 2上形成觸發(fā)結(jié)構(gòu)。在這種情況下，覆蓋體或覆蓋環(huán)同時(shí)被用作預(yù)變形體或預(yù)分層體，當(dāng)注 塑成型工具閉合時(shí)，其例如借助定形刀片（Pfofilschneide)穿入吸收體2的朝向其的端面 中，導(dǎo)致吸收體2的預(yù)變形。除預(yù)變形外，這種類型的覆蓋體進(jìn)一步具有如上所述的覆蓋變 形或分層撕裂部（tear)的功能。
[0049] 沖擊變形部分18可以同時(shí)為支承結(jié)構(gòu)的分層體。
[0050] 沖擊變形部分18通過另外的連接部分19連接至支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件4。
[0051] 圖8示出了預(yù)變形的吸收體2的另一種變體。與上文中參照?qǐng)D1到7所描述的組 件對(duì)應(yīng)的組件具有相同的附圖標(biāo)記，將不會(huì)再次詳細(xì)描述。圖8的吸收體2通過如下方式 預(yù)變形，即內(nèi)層17a和外層17b這二者從變形撕裂前緣17c開始彎折，形成垂直于吸收體2 的軸向的內(nèi)部和外部變形凸緣。
[0052] 圖8的吸收體的預(yù)變形起始狀態(tài)可以通過使用如圖2的吸收體的觸發(fā)結(jié)構(gòu)8的方 式的觸發(fā)結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生。這可以通過如下很容易地實(shí)現(xiàn)，即吸收體2用觸發(fā)結(jié)構(gòu)8壓迫抵住 水平支座，例如抵住沖擊變形部分18以預(yù)變形。
[0053] 吸收體2的非預(yù)變形部分保持未受損壞。相伴發(fā)生的預(yù)變形和預(yù)損壞局限于較短 的預(yù)變形路徑。預(yù)變形的吸收體2因此仍處在承受支承結(jié)構(gòu)1的正常運(yùn)行的所有張力和橫 向力的位置處。
[0054] 預(yù)變形的效果通過圖9的力-路徑圖進(jìn)行解釋。示出了變形力F與在吸收體2和 變形體15或沖擊變形部分18之間的軸向上的相對(duì)位移路徑的相關(guān)性。
[0055] X = 0時(shí)，吸收體2處于初始狀態(tài)。X = Xi時(shí)，吸收體2處于起始狀態(tài)。x>Xi時(shí)， 吸收體2處于變形狀態(tài)。
[0056] 通過變形體15發(fā)生預(yù)變形直至相對(duì)位移Xl處。變形力F在此時(shí)達(dá)到了力值F。。 X = 0和X = Xi之間的距離可以為2mm至lj 12mm,特另ij是5mm至lj 6_。
[0057] 如果從起始狀態(tài)開始，吸收體2在沖擊變形部分18的沖擊作用下進(jìn)一步變形，換 句話說進(jìn)一步分層，這發(fā)生在路徑區(qū)域x> Xl，實(shí)際上恒定的變形力匕下。這種從吸收體2的 起始狀態(tài)開始的進(jìn)一步變形沿撕裂部19發(fā)生，撕裂部19在圖6到8中由短劃線示出。在 內(nèi)層17a和外層17b之間的撕裂部19的徑向位置在變形期間基本上（幾乎）保持不變，因 為吸收體2的纖維增強(qiáng)塑料的纖維具有相應(yīng)的徑向穩(wěn)定效應(yīng)。
[0058] 應(yīng)當(dāng)指出，在形成撕裂前緣17c后，在分層體不直接接觸撕裂前緣17c本身的情況 下吸收體2發(fā)生進(jìn)一步分層。這導(dǎo)致一個(gè)事實(shí)，即一旦發(fā)生預(yù)變形，在x> Xl的路徑區(qū)域，對(duì) 于繼續(xù)的沖擊載荷，以相同的力值水平匕力值特性F(x)繼續(xù)而沒有起始效果。
[0059] 借助于工具半12的測(cè)力傳感器測(cè)量由變形體15施加到吸收體2上的在變形路徑 的最后一部分上、換句話說在X < X:時(shí)施加的變形力F。。這一力水平F。對(duì)應(yīng)變形力水平， 其相當(dāng)于在吸收體2通過變形路徑X從起始狀態(tài)變形至變形狀態(tài)期間被吸收的沖擊引起的 能量吸收。
[0060] 通過測(cè)量預(yù)變形期間的力匕由此保證了吸收體2的質(zhì)量。
【權(quán)利要求】
1. 一種吸能支承結(jié)構(gòu)（1) -具有由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的吸收體（2)，所述吸收體（2)安置在支承結(jié)構(gòu)支座組件 (3)和支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件（4)之間， -其中所述吸收體（2)被設(shè)置為使得其通過基于所述支承結(jié)構(gòu)組件（3、4)的沖擊引起 的相對(duì)位移從起始狀態(tài)變形至變形后的變形狀態(tài)而吸收能量，所述能量是通過沖擊而被引 入所述支承結(jié)構(gòu)（1)中的能量， 其特征在于，所述吸收體（2)被設(shè)計(jì)為一種本體，與初始狀態(tài)相比，其在起始狀態(tài)已經(jīng) 通過能量吸收而被預(yù)變形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸收體（2)被設(shè)置為通過分層而 變形的本體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸收體（2)被設(shè)置為在起始 狀態(tài)和變形狀態(tài)之間通過分層而變形的期間進(jìn)行能量吸收。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸收體（2)具有觸發(fā)結(jié) 構(gòu)（8)，所述觸發(fā)結(jié)構(gòu)（8)預(yù)先決定了所述吸收體（2)預(yù)變形至起始狀態(tài)的位置。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述觸發(fā)結(jié)構(gòu)（8)形成為所述吸收體 (2)的一個(gè)端面的切角。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述支承結(jié)構(gòu)（1)具有 由纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)成的多個(gè)吸收體（2、5、6)，所述吸收體（2、5、6)分別被安置在支承結(jié)構(gòu) 支座組件（3)和支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件（4)之間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的支承結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸收體（2)通過注 塑成型連接而連接到所述支承結(jié)構(gòu)組件（3、4)的至少之一。
8. -種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的支承結(jié)構(gòu)（1)的方法，所述方法具有 如下步驟： -生產(chǎn)處于初始狀態(tài)的吸收體（2)， -將所述吸收體（2)預(yù)變形至起始狀態(tài)， -將所述吸收體（2)連接至所述支承結(jié)構(gòu)支座組件（3)和所述支承結(jié)構(gòu)沖擊吸收組件 ⑷。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述吸收體（2)通過注塑成型而連接到支 承結(jié)構(gòu)組件（3、4)的至少之一。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述吸收體（2)的預(yù)變形借助于注塑成 型工具實(shí)現(xiàn)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的方法，其特征在于，測(cè)量將所述吸收體（2)預(yù)變形 至接近起始狀態(tài)所需的力（F0)。
【文檔編號(hào)】B60R19/34GK104093605SQ201380005331
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月12日
【發(fā)明者】赫伯特·博格爾 申請(qǐng)人:熱塑組合物股份有限公司