[发明专利]用于机动车辆的冲击吸收系统

说明书

本发明涉及一种旨在夹置于纵梁(20)与横向防撞梁(30)之间的用于机动车辆的冲击吸收系统(10)，其特征在于，它包括：‑吸收元件(40)，其能够至少部分地响应于冲击并以不可逆的方式解体；‑连接元件(50)，其包括至少一个壁(60)，该壁具有旨在固定到所述防撞梁(30)的一个端部和旨在固定到所述纵梁(20)的另一端部，所述壁(60)包括预设的机械薄弱区域(66)，该机械薄弱区域使得所述壁(60)在冲击下发生弯折。

技术领域

本发明涉及保险杠领域，更具体地说涉及用于机动车辆的冲击吸收装置类型的能量吸收系统。

背景技术

在现有技术中已知用于车辆的旨在布置在横向防撞梁与整体连接到车辆主体的纵梁之间的吸收装置。它们可以存在于车辆的前部和/或后部，在纵向上延伸。这样的吸收装置能够在碰撞情况下吸收能量，以限制其它部件的变形和维修成本。

目前，机动车制造商追求通过减小机动车辆的重量而越来越降低机动车辆的能耗。以此看来，它们追求减小保险杆的体积比率，尤其是保险杠和吸收装置在纵向上的体积比率。在车辆前部，保险杠的前部与吸收装置的后部之间的距离减小50mm能够使得车辆大约减重5kg。这种距离的减小还能使得车辆悬伸(porte-à-faux)减小，从而获得更高的车辆风格自由度，包括更加竖直的保险杠与更短的发动机罩。

然而，(保险杠的前部与吸收装置的后部之间的)该距离的减小和因此的悬伸的减小受限于安全标准，其要求保险杠和周围零件具备令人满意的强度。一种减小外悬伸的方式在于增大吸收装置的有效长度，即吸收装置在达到其不可压缩性状态(表征为力的大幅度升高)之前的变形长度。在本发明的范围中，可压缩性是指对于吸收同等量的能量(由技术规范书给定)，物体溃缩的能力，也就是说，留下尽可能小的不可压缩的残余物。

作为例子，金属吸收装置可大约75％地压缩，具有大约25％的不可压缩性。因此追求增大吸收装置的可压缩性以使得它们能够在碰撞的情况下以减小的轴向体积吸收尽可能多的能量。该轴向体积因此是压缩行程(在该行程期间，能量被吸收)和最后剩下的不可压缩部分的总和。换句话说，追求减小吸收装置的不参与能量吸收的不可压缩的部分。

已知由复合材料组成的保险杠的吸收装置，其中，吸收装置由两个半壳体组成，其每个集成在连接元件中。这些半壳体的连接方式导致吸收装置捆扎型(type bottelage)的变形模式，其受益于两个半壳体之间的不连续连接(螺钉、铆钉等)与在这些连接点之间产生的起弧效应(通过半壳体相继的波浪形的变形来吸收能量)。在能量吸收方面，“捆扎”模式(专业人员已知)不如剪切分层(délaminage)模式有效，这是因为它在冲击之后产生不可压缩的残余部(大约25％)。对于剪切分层模式，可期望大约5％的不可压缩的残余部。对于相同的力整定值，该不可压缩部的减小能够增大吸收装置的有效长度，因此获得更大的能量吸收潜力。

不在吸收装置前部实施的起弧对于能量吸收不是优化的。

作为补充，由于所述连接元件根据定义是刚性的，它们造成增大冲击之后的不可压缩的残余部的围绕它们的不可压缩区域。

还已知基于复合管的轴向压缩的能量吸收系统。传统地，该管由构成复合材料的基质的树脂和纤维组成。

为了改善能量吸收效率，使用通过堆叠布置在管的厚度中的连续纤维。堆叠可由一个或多个单向地取向(称为UD纤维)或沿着不同方向(例如0°/+45°/-45°)取向的增强材料组成。

对于UD连续纤维，已知尤其在挤压拉伸成型工艺中使用的毡、缝合的双轴向增强材料、编织的增强材料。还已知如在专利US6601886B1中所述的，通过大致+/-45°取向的条(或带)来加固。

对于这样的复合管在力(冲击)作用下在压缩阶段期间的轴向变形所推荐的模式是剪切分层。在这样的剪切分层期间，纤维增强材料沿管(整个)长度在它们的厚度中剪切分层。