[发明专利]保险杠保持系统

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于针对撞击事件保持保险杠完好无损的系统，且更具体地涉及用于保持车辆保险杠的系统。

背景技术

近年来，已经开发出高性能、轻质材料以用于机动车辆。这些材料在许多情况下更轻、至少满足相同级别的安全性、且在一些情况下更强韧。示例性高性能材料是纤维增强复合物。

这种材料的一个应用是作为保险杠溃缩构件，在一些情况下被称为溃缩套或简称为套。溃缩构件在主要车辆结构部件（例如，框架横杆）与延伸的保险杠构件之间延伸。溃缩构件构造并设置在所述机动车辆上，以在对保险杠的撞击事件中吸收能量。

溃缩构件通常由金属（例如，铝）制成。在将来，许多机动车辆将可能具有由诸如纤维增强复合物之类的高性能材料制成的溃缩构件。

由这种复合物制成的溃缩构件吸收撞击能量的方式与常规金属溃缩构件吸收能量的方式明显不同。金属构件通过折叠和/或打褶来吸收能量。

现转到附图，并且更具体地参考第一附图，图1示出了在撞击事件中打褶以吸收能量的金属构件10。在图1的示例中，撞击力来自该附图的右侧，如用附图标记12表示的箭头所示的那样。

借助金属构件的失效机制（折叠和/或打褶），形成溃缩区域14。如果溃缩套没有完全失效，那么该构件将保持与溃缩区域14邻近的大致不受影响的区域16。尽管溃缩区域取决于保险杠系统的构造（包括保险杠系统的材料）以及撞击特性（例如，力的方向和大小）而可能具有不同长度18，但是在许多情况下溃缩区域的长度18A将小于一英寸，并且在一些情况下是几个厘米。

图2示意性地示出了在撞击事件之前的作为保险杠系统20的一部分安装的图1的同一溃缩构件10。保险杠系统20至少包括溃缩构件10，并且可被认为包括保险杠22和主框架结构24（例如，车辆前部横杆）中的一者或两者。溃缩构件10将保险杠22连接到框架结构24。保险杠22例如可以是铝挤压成形的保险杠横梁。

图3示出了正好在撞击事件之后的图2的系统20，所述撞击事件包括从附图中的右侧向左侧施加到保险杠22上的撞击力12。撞击力12可源自机动车辆在保险杠22的位置处接触物体（例如，另一车辆或路边的柱）。

如图所示，金属溃缩构件10的失效机制是打褶以及折叠或弯曲（要注意的是，在图中是向下弯曲）。还如图所示，溃缩构件10可保持连接到保险杠22，因此保持保险杠22被连接到框架结构24。

在另一方面，复合物构件借助更加显著得多的结构变化（例如，借助破碎和/或裂开）而吸收能量，裂开可能包括在溃缩区域中的剥离/向外剥落，从而形成叶状体。例如，具有聚合树脂或基质的复合物构件在失效期间可能微细地破碎成微小的块。由于主输入力（例如，图2中的力12）的缘故，一些纤维可能断裂，并且通常纤维将弯曲或者裂开。

图4示出了裂开并且破碎以吸收能量的第一复合物构件40。在图4的示例中，撞击力也来自附图的右侧并且用箭头12表示。

图4示出了由破碎失效机制形成的溃缩区域44。虽然用于这种构件40的溃缩区域44取决于保险杠系统的构造（例如，保险杠系统的材料、构件40的尺寸、以及撞击特性（例如，方向和大小））而可具有其他长度48，但是长度48在一些实施方式中被预计成在许多情况下高达大约两英寸或更多。在一些实施方式中，长度48差不多高达大约8至大约10英寸或者甚至更多。

图5示出了作为保险杠系统50的一部分安装的图4的溃缩构件40的两个示意图。上部的第一图像示出了在撞击事件之前的保险杠系统50，并且下部的第二图像示出了正好在撞击之后的系统。

保险杠系统50至少包括溃缩构件40，并且可被认为包括保险杠24和主框架结构26（例如，车辆前部横杆）中的一者或两者。溃缩构件40将保险杠24连接到框架结构26。如图所示，溃缩构件40响应于撞击而失效（例如，通过破碎）。

借助其具体失效机制（例如，破碎或裂开），复合物溃缩构件可比金属构件吸收更多的能量并且可展现出更大的溃缩距离，同时与常规金属溃缩构件相比占据大致相同或更少的空间。例如，已经发现纤维增强复合物在一些情况下与金属构件相比具有大约两倍、三倍、或者甚至高达五倍或更多倍的特定能量吸收量。

尽管失效行为允许更大的能量吸收和溃缩距离，但是该行为破坏或以其他方式损坏了该构件与保险杠之间的初始附接点，从而不留有用于保持保险杠被连接到主机动车辆框架上的结构部件。因此，保险杠元件相对于主机动车辆框架从其原始位置显著地移位，并且在一些情况下会从车辆完全掉落。