[发明专利]带有吸能器的车辆保险杠系统

说明书

技术领域

本发明一般涉及吸能结构，特别是用于车辆保险杠系统的吸能器。

背景技术

吸能系统宽泛地应用于许多需要不对周围物体造成损害地管理过量的能量的场合。例如，在汽车工业中，这种系统也称为吸能器(EA)，并且应用在轿车保险杠系统等应用场合中。

通常，保险杠设计成在与其他物体包括车辆、静止物体、行人发生碰撞时吸收大部分撞击，以使破坏最小。用于保险杠的吸能器需要吸收低速碰撞的能量，以使车辆损坏最小并保护车辆安全，同时也要使得低速碰撞中行人的损害最小。由一些组织诸如国家高速交通安全管理机构(NHTSA)、高速安全保险研究院(IIHS)和汽车维修研究理事会(RCAR)已经建立了各种性能要求。其他标准包括美国联邦机动车安全标准和加拿大机动车安全标准。

为了满足今天严格的安全标准，同时满足当前车辆外形设计趋势的要求，需要重量轻、成本低、在小型和大型包装空间中同等地发挥作用、要求最小的工具花费来满足小体积和大体积构造需求的吸能系统。一般来说，需要吸能系统能以较低质量吸收更多能量，无论是在汽车应用中还是非汽车应用中。

保险杠系统一般包括贯穿车辆前部或后部横向延伸并安装到沿长度方向延伸的轨道上的横梁。横梁通常用钢或者其他刚性材料制成，并且横梁具有刚性，且提供结构强度和支撑。

吸能保险杠系统或组件的效率定义为在一定距离上吸收的能量多少，或者在一定载荷上吸收的能量多少。高效保险杠系统较之低效吸能器在更短的距离上吸收更多的能量。高效是通过快速积累载荷到刚好处于轨道承载极限以下并保持该载荷恒定直到撞击能量被耗散为止来实现的。

已经采用了泡沫吸能器。但是，基于泡沫的吸能器通常在撞击时缓慢加载，这导致较大的位移。由于车辆外形设计趋势诸如“低偏移保险杠”的原因，这可能是不希望出现的情形，低偏移保险杠使得保险杠系统的可用位移量最小。此外，泡沫对于百分之六十或七十的压缩有效，超过这一点，泡沫变得不可压缩，以使撞击能量无法完全吸收。剩余撞击能量通过横梁和/或车辆结构变形被吸收。

希望能提供一种可以满足所要求的安全标准、重量轻、减少横梁和面板之间的包装空间并且能在车辆-行人碰撞时减少对车辆和行人的损害的保险杠系统或组件。

发明内容

在各种实施方式中公开的是吸能器和包括这种吸能器的保险杠系统和组件。它们的结构有利于实现高效率并在小体积上快速加载。这在设计悬伸件减少的保险杠系统方面提供了灵活性，同时改善了系统的撞击性能。其中，改善的保险杠撞击性能转化为低速“挡板弯曲”的维修成本降低以及高速碰撞时乘客的安全性更高。

在一种实施方式中公开了一种用于车辆的保险杠系统，所述系统包括以耦接到车辆的形式配置的横梁；和定位在所述横梁上的热成型吸能器。所述吸能器包括框架和从所述框架延伸的至少一个溃缩凸耳。所述溃缩凸耳包括在凸耳深度处从所述框架间隔开的外壁和在所述框架和所述外壁之间延伸的凸耳壁，其中所述凸耳壁具有接近所述框架的基部厚度和接近所述外壁的外部厚度，所述基部厚度小于所述外部厚度，并且所述外壁背离所述框架隆起。

所述凸耳壁可以逐渐收缩，以使所述外壁的横截面积小于由所述框架和所述凸耳壁的相交部限定的横截面积。所述凸耳壁可以具有相对于与所述框架垂直的平面的从0°到大约20°的脱模角。在另一种实施方式中，凸耳壁的厚度变化以恒定的方式或者非恒定的方式发生。

在进一步的实施方式中，所述基部厚度可以从大约0.4mm到大约3.0mm。所述外部厚度可以从大约1.0mm到大约5.0mm。所述凸耳深度可以从大约15mm到大约150mm。

所述保险杠系统还可以包括至少两个溃缩凸耳，其中两个溃缩凸耳利用连接凸耳结合在一起，所述连接凸耳包括在小于所述凸耳深度的前部深度处从所述框架隔开的前壁。

所述保险杠系统可以进一步包括多个溃缩凸耳，其中接近所述横梁中部的溃缩凸耳的凸耳深度大于接近所述横梁的端部的溃缩凸耳的凸耳深度。

在另一些实施方式中，公开了用于车辆的热成型吸能器。所述吸能器包括框架和从所述框架延伸的至少一个溃缩凸耳。所述溃缩凸耳包括在凸耳深度处从所述框架隔开的外壁和在所述框架和所述外壁之间延伸的凸耳壁，其中所述凸耳壁具有接近所述框架的基部厚度和接近所述外壁的外部厚度，所述基部厚度小于所述外部厚度，并且所述外壁背离所述框架隆起。