[发明专利]能量吸收设备及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及能量吸收设备，诸如用于车辆的能量吸收设备，以及用于形成该设备的方法。

背景技术

汽车车辆通常被设计为吸收冲击能量以便在冲击事件中保护乘员舱。例如，车辆框架轨被设计为吸收大量的能量。有时其它的能量吸收设备被用于提供局部区域的能量吸收，以便防止或限制周围构件的变形。

发明内容

提供了一种能量吸收设备，其包括限定了轴线且具有外表面的大致圆柱形部件。一个或多个轴向隔开的大致环形部件在外表面上操作地连接到大致圆柱形部件。大致环形部件的连接在大致圆柱形部件中形成应力集中区域，使得由于对大致圆柱形部件施加足够的力而使大致圆柱形部件在应力集中区域产生变形。如本文所用，应力集中区域是圆柱形部件的一个区域，由于该区域的构造，在该区域中，由于施加的力产生的应力大于其它区域。应力集中区域被围绕的环形部件加强。应力集中区域作为挤压引发特征，并通过将大致环形部件连接到大致圆柱形部件而形成。因此，不需要昂贵的工具（诸如预成形的模具）来形成圆柱形部件中的引发特征。

在一个实施例中，一个或多个大致环形部件通过诸如压接（crimping）而压到圆柱形部件上。压行为形成了圆柱形部件的变形，其作为挤压引发特征。因此，变形开始于挤压引发特征，但由围绕的大致环形部件的加强吸收一些能量，限制了圆柱形部件的变形。

在另一个实施例中，一个或多个大致环形部件焊接到圆柱形部件上。圆柱形部件的邻接焊点的区域是应力集中区域，作为挤压引发特征。

能量吸收设备可以用于车辆中。例如，能量吸收设备可以连接在车辆缓冲装置和框架轨之间或仪表板和膝垫构件之间。

形成能量吸收设备的方法包括形成限定轴线的大致圆柱形部件。形成圆柱形部件可以通过无缝焊接、挤压、带有有缝焊接的轧制成形而实现，但不限于这些工艺。方法还包括将一个或多个轴向隔开的大致环形部件围绕大致圆柱形部件设置，将大致环形部件操作地连接到大致圆柱形部件，从而在圆柱形部件中形成应力集中区域。例如，大致环形部件可以通过诸如压接而压到圆柱形部件上，形成局部变形作为应力集中区域。然后设备可以安装在连接到圆柱形部件的任一端的两个构件之间。可以改变大致环形部件的数量和间距以及圆柱形部件的厚度和长度以获得期望的能量吸收能力。

因为挤压引发特征是在组装过程中形成的并且不需要冲压到圆柱形部件中，因此避免了冲压圆柱形部件的特定模具的成本。另外，设备易于对不同的应用进行修改，诸如改变大致环形部件的数量或轴向位置。

此外，本发明还涉及以下技术方案。

1. 一种能量吸收设备，包括：

限定轴线并具有外表面的大致圆柱形部件；以及

至少一个大致环形部件，所述至少一个大致环形部件在所述外表面操作地连接到所述大致圆柱形部件，以在所述大致圆柱形部件中形成应力集中区域，使得由于对所述大致圆柱形部件施加足够的力而使所述大致圆柱形部件在所述应力集中区域产生变形，其中，所述应力集中区域被所述围绕的至少一个环形部件加强。

2. 如技术方案1所述的能量吸收设备，其中，所述至少一个大致环形部件被压到所述大致圆柱形部件上。

3. 如技术方案2所述的能量吸收设备，其中，所述至少一个大致环形部件具有多侧外表面。

4. 如技术方案1所述的能量吸收设备，其中，所述至少一个大致环形部件被焊接到所述大致圆柱形部件上。

5. 如技术方案1所述的能量吸收设备，其中，所述至少一个大致环形部件包括多个环形部件，其中，所述环形部件的不同相邻对彼此之间间隔不同。

6. 如技术方案1所述的能量吸收设备，其中，所述大致圆柱形部件是钢制的。

7. 如技术方案1所述的能量吸收设备，其中，所述至少一个大致环形部件是压缩钢制的。

8. 如技术方案1所述的能量吸收设备，其中，所述至少一个大致环形部件包括多个环形部件，并且还包括：

安装到所述大致圆柱形部件的一端的第一构件；以及

安装到所述大致圆柱形部件的另一端的第二构件，其中，力沿着朝向所述第二构件的方向施加到所述第一构件，由所述力造成的变形能量按照从最接近所述第一构件的环形部件中的一个到最接近所述第二构件的环形部件中的另一个的轴向顺序被所述环形部件吸收。

9. 如技术方案8所述的能量吸收设备，还包括：

安装到所述第一构件的车辆缓冲装置和安装到所述第二构件的框架轨。

10. 如技术方案8所述的能量吸收设备，还包括：