專(zhuān)利名稱(chēng)：具有對(duì)行人提供均勻的撞擊的凸起部的能量吸收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有能量吸收器的車(chē)輛保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中能量吸收器具有中空的垮塌式凸起部，該凸起部被構(gòu)造成在遭遇撞擊時(shí)，以預(yù)定的阻力和能量吸收比率發(fā)生崩塌。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代車(chē)輛保險(xiǎn)杠通常包括聚合的能量吸收器，其設(shè)在金屬加強(qiáng)梁的正面上且適于吸收撞擊能量。這些能量吸收器常常具有向前突出的中空凸起部(也叫“垮塌式盒體”)，這些凸起部在水平方向上細(xì)長(zhǎng)，并且相鄰的凸起部通過(guò)條帶相互連接。凸起部常常為中空的“盒狀”結(jié)構(gòu)，其在車(chē)載狀態(tài)下包括頂部和底部的水平剪切壁、右側(cè)和左側(cè)的豎直剪切壁、以及前壁。然而，這種彼此隔開(kāi)且呈細(xì)長(zhǎng)盒狀的凸起部概念導(dǎo)致保險(xiǎn)杠系統(tǒng)長(zhǎng)度上的能量吸收不一致，因此其性能根據(jù)行人腿部與能量吸收器的撞擊位置變化。例如，如果在撞擊過(guò)程中，行人腿部在凸起部之間接觸能量吸收器，則很可能遇到兩個(gè)豎直剪切壁(即位于某個(gè)條帶兩側(cè)的兩個(gè)剪切壁，參見(jiàn)圖2中的現(xiàn)有技術(shù)的左腿撞擊器)，這樣會(huì)對(duì)腿部形成相對(duì)較高的撞擊力。此外，如果腿部在凸起部中心處接觸能量吸收器，則腿部基本會(huì)錯(cuò)過(guò)任何豎直剪切壁(參見(jiàn)圖2中的現(xiàn)有技術(shù)的右腿撞擊器)，因此在撞擊過(guò)程中，能量吸收率將非常低。要注意，根本不清楚能量吸收器上的剪切壁(即在撞擊過(guò)程中垮塌并且吸收能量的壁)采用何種間距或位置或形狀將會(huì)得到最好的結(jié)果，尤其是考慮至IJ行人腿部中的不同密度和材料(即骨、肉、皮膚)及腿部圓度。要注意，對(duì)行人腿部的撞擊復(fù)雜且難以重現(xiàn)，因此各個(gè)政府和保險(xiǎn)公司開(kāi)發(fā)了一套用于在行人撞擊試驗(yàn)時(shí)使用的標(biāo)準(zhǔn)行人腿部撞擊設(shè)備(也叫“標(biāo)準(zhǔn)腿部撞擊器”)。具體而言，聯(lián)合國(guó)的UNECE委員會(huì)已經(jīng)推行了一套采用行人腿部模擬撞擊器50 (參見(jiàn)圖2)的標(biāo)準(zhǔn)。該撞擊器50具有中心部分51 (代表“骨頭”)，其為直徑70mm的鋼棒；在中心部分上包圍有25_厚的泡沫層52 (代表“肉”)；接著再包裹6_厚的氯丁橡膠套筒53 (代表“皮膚”)，從而形成132_的總直徑。由于其內(nèi)部包含了不同密度，因此根本不清楚為形成最均勻的“最佳”阻カ曲線(xiàn)(profile)，應(yīng)當(dāng)在能量吸收器上使凸起部具有何種尺寸或形狀、或者剪切壁或凸起部采取何種間距?；谏鲜鲈颍枰倪M(jìn)具有中空垮塌式凸起部的能量吸收器以在能量吸收器長(zhǎng)度上提供可靠且可預(yù)知的行人撞擊特性，以及為更嚴(yán)重的撞擊提供期望的撞擊特性。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于具有縱向方向的車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)具有角部，所述角部由與縱向方向成60度角且與保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的正面接合的豎直平面限定，該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)還具有“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”，所述“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”限定在每個(gè)角部?jī)?nèi)側(cè)約66mm處且排除保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的250mm的中心區(qū)域。該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)包括構(gòu)造用于與車(chē)架附連的保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁以及設(shè)在梁的正面上的能量吸收器。該能量吸收器在保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)上具有多個(gè)彼此間隔開(kāi)的中空垮塌式凸起部，所述凸起部被構(gòu)造成在行人撞擊過(guò)程中垮塌和吸收能量。凸起部被構(gòu)造成，對(duì)于沿“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”的長(zhǎng)度在縱向位置處的使垮塌式凸起部垮塌至少I(mǎi)Omm的撞擊侵入，在垮塌過(guò)程中提供期望的平均撞擊能量吸收的力-偏移輪廓的±30%以?xún)?nèi)的均 勻的撞擊能量吸收。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，無(wú)論行人腿部在何處撞擊能量吸收器，該保險(xiǎn)杠系統(tǒng)均保證行人安全。在本發(fā)明的另一方面，ー種能量吸收器被構(gòu)造成設(shè)置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正面上以便在對(duì)該結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成撞擊期間吸收能量，該能量吸收器包括底部凸緣，其被構(gòu)造成與加強(qiáng)梁接合且包括從底部凸緣伸出的多個(gè)間隔開(kāi)的中空凸起部。該能量吸收器限定測(cè)試區(qū)域，該測(cè)試區(qū)域包括至少三個(gè)相鄰的中空凸起部，但是不包括能量吸收器的端部和約250mm的中心區(qū)域。凸起部均具有剪切壁，所述剪切壁被構(gòu)造成在發(fā)生撞擊時(shí)垮塌和吸收能量，底部凸緣包括使相鄰?fù)蛊鸩肯嗷ミB接的條帶。測(cè)試區(qū)域中的凸起部和條帶的構(gòu)造、尺寸和間距被設(shè)置成對(duì)于沿“測(cè)試區(qū)域”的長(zhǎng)度在縱向位置處發(fā)生的至少10_的撞擊侵入，在垮塌過(guò)程中提供期望的平均撞擊能量吸收的力-偏移輪廓的±30%以?xún)?nèi)的均勻的撞擊能量吸收，以便無(wú)論撞擊器在何處撞擊能量吸收器均保證行人安全。測(cè)試區(qū)域中的凸起部具有沿縱向間隔開(kāi)90_至132_的中心線(xiàn)。在本發(fā)明的另一方面，ー種能量吸收器被構(gòu)造成設(shè)置在梁的正面上。該能量吸收器包括底部凸緣和至少ー個(gè)中空的凸起部，所述凸起部從底部凸緣處伸出且具有頂部和底部剪切壁及結(jié)合限定四個(gè)拐角的豎直剪切壁?；诓呗栽诿總€(gè)拐角的基部設(shè)有至少ー個(gè)孔洞，該至少一個(gè)孔洞部分圍繞每個(gè)相應(yīng)的拐角延伸且伸入相關(guān)的相鄰的壁以降低相關(guān)的相鄰的柱狀強(qiáng)度。該剪切壁和孔洞的形狀和尺寸被設(shè)置成形成可預(yù)測(cè)且均勻的撞擊阻力，而與行人腿部撞擊能量吸收器的具體位置無(wú)關(guān)，在使該至少ー個(gè)中空凸起部垮塌IOmm以上以吸收能量的撞擊過(guò)程中，撞擊阻力在期望的力-偏移輪廓的±30%的范圍內(nèi)均勻。在本發(fā)明的另一方面，一種用于車(chē)輛的能量吸收系統(tǒng)包括構(gòu)造用于附連在車(chē)輛上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，以及設(shè)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正面上的能量吸收器。該能量吸收器具有至少四個(gè)中空的垮塌式凸起部，所述凸起部限定測(cè)試區(qū)域且在發(fā)生撞擊時(shí)定義力-偏移曲線(xiàn)的有效部分，在該有效部分上垮塌式凸起部發(fā)生崩塌以吸收能量。該垮塌式凸起部沿縱向間隔分布，并且被構(gòu)造成在力-偏移曲線(xiàn)的有效部分期間，在測(cè)試區(qū)域長(zhǎng)度上的位置處提供在期望的平均撞擊能量吸收的力-偏移輪廓的±30%以?xún)?nèi)的均勻的撞擊能量吸收。在本發(fā)明的另一方面，ー種方法包括以下步驟提供具有底部凸緣的能量吸收器，該底部凸緣被構(gòu)造成與支撐結(jié)構(gòu)接合并且包括間隔分布的中空凸起部，該中空凸起部從底部凸緣伸出且定義測(cè)試區(qū)域；每個(gè)所述凸起部包括剪切壁，所述剪切壁被構(gòu)造成對(duì)于引起中空凸起部崩塌至少I(mǎi)Omm的侵入行程，當(dāng)受到行人腿部模擬撞擊器撞擊時(shí)，發(fā)生垮塌且沿著力-偏移輪廓吸收能量，該方法還包括通過(guò)在垮塌式凸起部上形成至少ー個(gè)孔洞和外部肋調(diào)整能量吸收器的垮塌式凸起部，以將能量吸收的均勻性改進(jìn)成處于期望的平均能量吸收輪廓的±30%以?xún)?nèi)而與撞擊器撞擊的具體位置無(wú)關(guān)，其中如果存在所述肋，所述肋位于垮塌式凸起部的剪切壁上，且如果存在孔洞，所述孔洞位于由相鄰的剪切壁形成的拐角上，由此與行人腿部撞擊能量吸收器的具體位置無(wú)關(guān)地提供均勻的性能和對(duì)行人的安全保護(hù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員在學(xué)習(xí)下列具體說(shuō)明、權(quán)利要求及附圖后將能夠理解和認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的這些和其它方面、目標(biāo)和特征。


圖1-3示出了現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，圖I是頂視圖，圖2是去掉面板的片段頂視圖且還示出了行人腿部模擬撞擊器50，圖3是截面圖。圖4-9是體現(xiàn)本發(fā)明的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的透視圖、放大片段透視圖、頂視圖、前視圖、后透視圖及底視圖，圖4和6示出了加強(qiáng)梁和能量吸收器，并且圖4-9示出了能量吸收器，該能量吸收器構(gòu)造成橫跨行人撞擊區(qū)域?qū)π腥颂峁┚鶆虻淖矒糇枇Α?
圖10-12是截面圖，圖10是圖9中的畫(huà)圈的區(qū)域X的放大的截面圖，圖11-12是沿圖10中的線(xiàn)XI-XI和XII-XII截取的截面圖。圖13是與圖11類(lèi)似的放大的截面圖，但是示出了與圖4中示出的I形梁附連的能量吸收器。圖14是與圖6類(lèi)似的頂視圖，但是示出了與梁附連且在三個(gè)不同位置上受到行人腿部模擬測(cè)試撞擊器撞擊的能量吸收器。圖15是曲線(xiàn)圖，其示出了體現(xiàn)本發(fā)明的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)在彼此縱向間隔開(kāi)IImm的6個(gè)不同位置上的力-位移曲線(xiàn)，其中所述保險(xiǎn)杠系統(tǒng)是圖4-14中示出的系統(tǒng)。圖16-17是曲線(xiàn)圖，其示出了兩個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的力-位移曲線(xiàn)，這兩個(gè)系統(tǒng)分別在現(xiàn)有技術(shù)的加強(qiáng)梁上具有現(xiàn)有技術(shù)的能量吸收器，圖16是注塑成型的能量吸 收器，圖17包括金屬的能量吸收器。圖18-20是曲線(xiàn)圖，其示出了本發(fā)明的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的力-位移曲線(xiàn)，本發(fā)明的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)具有相同的加強(qiáng)梁和類(lèi)似的能量吸收器(具有相同形狀、間距的凸起部)，但是其中圖18-20中的凸起部的壁具有不同的厚度和/或在拐角具有不同的孔洞以改進(jìn)橫跨其前部的撞擊強(qiáng)度的一致性，并且在30mm-70mm的撞擊行程上形成不同的最大撞擊阻力，圖18-20中的每ー個(gè)圖中的凸起部為60mm深，且每個(gè)曲線(xiàn)圖均示出了預(yù)期在阻力上出現(xiàn)最大差異的兩個(gè)撞擊。圖21-23和24-26是與圖18-20類(lèi)似的曲線(xiàn)圖，但是圖21-23中的凸起部的深度為70mm，圖24-26中的凸起部的深度為80mm。圖27是ー種具有孔的改進(jìn)的能量吸收器的一部分的透視圖，圖28是包括圖27的能量吸收器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的力-位移曲線(xiàn)。圖29是ー種改進(jìn)的能量吸收器的一部分的透視圖，該吸收器與圖27中的類(lèi)似，但是在拐角處具有孔洞。圖30是ー種改進(jìn)的能量吸收器的一部分的透視圖，該吸收器與圖29中的類(lèi)似(SP無(wú)拐角孔洞)且包括外部肋，以穩(wěn)定垮塌式凸起部的頂部和底部側(cè)壁，圖31是包括圖27的能量吸收器的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的力-位移曲線(xiàn)。圖32是與圖13類(lèi)似但包括改進(jìn)的能量吸收器的截面圖。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的描述圖1-3示出了一種現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁100(參見(jiàn)圖2-3)及位于其正面上的聚合能量吸收器101，且出于美觀(guān)方面的原因用彩色面板102 (例如RRIM、注塑成型的TPO或其它材料)來(lái)覆蓋。能量吸收器101鄰接正面且包括吸收能量的垮塌式凸起部103，垮塌式凸起部103具有被構(gòu)造成在受到撞擊時(shí)垮塌并吸收能量的壁。這些壁包括豎直剪切壁104。所示凸起部103與梁的長(zhǎng)度方向平行地延伸，且其長(zhǎng)度明顯長(zhǎng)于行人腿部(用標(biāo)準(zhǔn)腿部撞擊器50示出)，因此其撞擊阻カ將隨撞擊位置發(fā)生很大變化。當(dāng)行人腿部(用撞擊器50不出)在位置M處(圖2)受:到撞擊時(shí)(即撞擊發(fā)生在相鄰?fù)蛊鸩恐g的中心位置)，腿部將從兩個(gè)豎直剪切壁104處受到相對(duì)較高的撞擊阻力。然而，當(dāng)撞擊發(fā)生在位置N處時(shí)(即撞擊發(fā)生在單個(gè)凸起部上的中心位置)，腿部將受到相對(duì)較低的撞擊阻力(SP實(shí)際上沒(méi)有來(lái)自任何豎直剪切壁的撞擊阻力)。這是因?yàn)橥蛊鸩渴羌?xì)長(zhǎng)的，因此在位置N附近不存在豎直剪切壁。這種情況導(dǎo)致在行人受到撞擊時(shí)對(duì)撞擊能量的吸收不一致且不可預(yù)測(cè)。UNECE (聯(lián)合國(guó)(UN)的委員會(huì))是ー個(gè)評(píng)估行人撞擊的組織，其已經(jīng)發(fā)布了第9號(hào) 全球技術(shù)規(guī)范(GTR)?，F(xiàn)在正處于被成員國(guó)接受的階段，且一旦在各個(gè)國(guó)家獲得通過(guò)，它將成為ー種規(guī)范。行人撞擊標(biāo)準(zhǔn)主要適用于位于車(chē)輛拐角之間的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的正面段，因?yàn)檫@是經(jīng)常與行人發(fā)生撞擊和造成傷害最大的地方。在UNECE的第9號(hào)全球技術(shù)規(guī)范中，“保險(xiǎn)杠的拐角”由車(chē)輛與ー豎直平面(該豎直平面與車(chē)輛的縱向豎直面成60度角且與保險(xiǎn)杠外表面相切)的接觸點(diǎn)形成(參見(jiàn)圖I和6)。在“拐角”內(nèi)側(cè)的66mm的位置之間的區(qū)域則構(gòu)成“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”BTA (文中也叫作“行人撞擊保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”，其被用于評(píng)估行人撞擊)。具體而言，“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”指由與保險(xiǎn)杠拐角相交且沿保險(xiǎn)杠拐角內(nèi)側(cè)平移66mm的兩個(gè)縱向豎直面VP限定的保險(xiǎn)杠正面。在依據(jù)第9號(hào)規(guī)范進(jìn)行的保險(xiǎn)杠撞擊測(cè)試中使用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試固定裝置(撞擊器50)(參見(jiàn)圖2和14)(也叫“行人腿部撞擊器”)來(lái)模擬對(duì)“典型的”行人腿部的撞擊。它包括直徑70mm的內(nèi)部鋼棒51 (即“骨頭”);泡沫圓柱體52 (即“肉”)，其圍繞鋼棒51形成25mm厚的管筒，從而形成120mm的外徑；以及套筒53 (即“皮膚”)，其圍繞泡沫52形成6mm厚的管筒，從而形成約132_的外徑。圖16-17示出了經(jīng)測(cè)試的具有現(xiàn)有技術(shù)的能量吸收器(一個(gè)采用聚合材料，另ー個(gè)采用金屬材料)的兩個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的力-偏移曲線(xiàn)，所述測(cè)試目的是在如上限定的“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”中限定沿其長(zhǎng)度的阻力的均勻性的基準(zhǔn)。如圖所示，在約30mm的垮塌/侵入量下，隨著保險(xiǎn)杠系統(tǒng)上發(fā)生撞擊的位置不同，阻カ變化多達(dá)約150%至400%。例如，在圖16中測(cè)試的具有能量吸收器的現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中，在30_的侵入量下，阻力(取決于撞擊位置)小至約1000N或者高達(dá)約5000N。此外在圖16中，在侵入量低至IOmm時(shí)就容易注意到在阻力上存在明顯差異，且注意到當(dāng)侵入量在30mm以上至60mm時(shí)出現(xiàn)巨大差異。在圖17中測(cè)試的具有能量吸收器的現(xiàn)有技術(shù)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中，在侵入30_時(shí)，阻力小至約1700N或高達(dá)約4300N。同樣，阻力在侵入量為IOmm或更低時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)差異，且當(dāng)侵入量在30mm以上至60mm時(shí),差異明顯。
具體實(shí)施例方式在本說(shuō)明書(shū)中，為方便描述，使用了各種術(shù)語(yǔ)，諸如高度、寬度、長(zhǎng)度、上、下、左、右等。這些術(shù)語(yǔ)起到方便描述的作用，但是不期望產(chǎn)生不必要的限制作用。另外要注意的是，有時(shí)這些術(shù)語(yǔ)涉及處于車(chē)載方位(其中凸起部水平地/朝前地面對(duì))的部件，而其它時(shí)候這些術(shù)語(yǔ)被用來(lái)涉及位于擱置面(諸如桌臺(tái))上的能量吸收器(凸起部朝上)。車(chē)輛保險(xiǎn)杠系統(tǒng)20 (圖4-6)包括通過(guò)裝配件22裝配在車(chē)架上的加強(qiáng)梁21，以及位于其正面上且覆有面板(參見(jiàn)圖2中的面板23A)的能量吸收器23。所示能量吸收器23(圖6-10)由聚合材料注塑成型，且包括沿縱向間隔分布的中空的能量吸收凸起部24 (也叫“垮塌式盒體”)和共面條帶25 (其與底部凸緣27共面且成為凸緣一部分)，其中條帶25將鄰接正面的凸起部24互連。已發(fā)現(xiàn)，如果能量吸收器23包括其凸起部縱向間距(尺寸DLS)被設(shè)定成中心線(xiàn)間距為約90mm至約132mm (更優(yōu)選地IOOmm至120mm,最優(yōu)選地約IlOmm)且條帶寬度(沿保險(xiǎn)杠梁的縱向方向測(cè)得)在約15mm至50mm之間(更優(yōu)選地約20_45mm，或者最優(yōu)選地30-40mm)的能量吸收垮塌式凸起部24，則其性能的一致性明顯更好，且與撞擊位置無(wú)關(guān)。例如，本發(fā)明的能量吸收器(諸如具有凸起部24的能量吸收器23)可被構(gòu)造成在大于IOmm直至40mm或更多的撞擊行程下，在其保險(xiǎn)杠撞擊區(qū)域上提供均勻的撞擊阻力，所述阻カ在期望的平均撞擊能量吸收輪廓的±30%(或更優(yōu)選地25%，最優(yōu)選地20% — 10%)范 圍內(nèi)。一個(gè)優(yōu)化的能量吸收器范圍是凸起部中心之間的間距為尺寸A，給定凸起部的深度為尺寸B，比值A(chǔ):B約為110:65且在±20%的范圍內(nèi)。要注意，在本發(fā)明中，整個(gè)保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)域都可以有均勻的撞擊能量吸收輪廓。然而，還可以設(shè)想能量吸收器常常在保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)的中心區(qū)域上不具有均勻性，因此設(shè)想本發(fā)明的范圍也包括這種可能性。具體而言，保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中的能量吸收器中心區(qū)域上的均勻性的缺失可源于各種不同的原因。例如，由于行人在撞擊發(fā)生之前會(huì)努力離開(kāi)車(chē)道，因此通常不會(huì)與保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)域中心發(fā)生撞擊。另外，保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中心區(qū)域上附連著的汽車(chē)牌照可能會(huì)改變撞擊結(jié)果，使得對(duì)均勻性的要求毫無(wú)意義。同樣，保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的中心可能設(shè)有其它結(jié)構(gòu)特征，這可能使得對(duì)中心區(qū)域上的均勻性的要求變得毫無(wú)意義。因此，對(duì)于本發(fā)明的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中的能量吸收器，對(duì)撞擊能量吸收輪廓的均勻性的要求可以不包括距離約為250mm、更優(yōu)選地約為200mm的中心區(qū)域在內(nèi)。試驗(yàn)表明垮塌式凸起部24的深度(在車(chē)載狀態(tài)下從保險(xiǎn)杠梁正面上的底部凸緣測(cè)量到垮塌式凸起部的頂端)可以根據(jù)車(chē)輛上行李空間的要求及OEM車(chē)輛制造商在撞擊行程方面的考慮變化。例如，垮塌式凸起部的深度可以約為50-90mm，更優(yōu)選地約為55_80mm。本發(fā)明允許將這種均勻性擴(kuò)展至不同的垮塌行程，如圖16-24中所示及下文所討論的那樣。試驗(yàn)表明垮塌式凸起部(24)的豎直高度(即能量吸收器在車(chē)載狀態(tài)下的豎直尺寸)不如凸起部間距和凸起部寬度那般重要。然而，一般而言，優(yōu)選的凸起部高度(在車(chē)載狀態(tài)下沿前后方向測(cè)得和在剪切壁外表面上的中點(diǎn)處測(cè)得)約為50-90mm，更優(yōu)選地約為60-80mmo試驗(yàn)表明凸起部24上的剪切壁及前(正面)壁的壁厚對(duì)強(qiáng)度及撞擊阻力的均勻性有影響。優(yōu)選地，能量吸收器23由聚丙烯或TPO材料注塑成型，并且形成為包括壁厚約為I. 5-2. 8mm (或更優(yōu)選地壁厚約為I. 75-2. 4mm)的頂部和底部(水平)剪切壁(45，46)、壁厚約為I. 5-2. 8mm (或更優(yōu)選地壁厚約為I. 75-2. Omm)的豎直剪切壁(47，48)、以及壁厚約為1.5-2. 8mm (或更優(yōu)選地壁厚約為I. 75_2. Omm)的前(正面)壁(49)。要注意，剪切壁(47，48)(頂部、底部和側(cè)部)的壁厚可以根據(jù)方便模制的傾斜角而變化。值得注意的是，所示剪切壁(45-48)略有隆起或曲度(其在車(chē)載狀態(tài)下處于前后方向上)，諸如200-350mm的半徑(radius)(也稱(chēng)“隆起”)。然而，設(shè)想剪切壁也可以具有半徑無(wú)限大的隆起(即平壁)，或者具有其它非線(xiàn)性形狀。在本文中，豎直剪切壁上的“隆起”意味著圍繞位于壁的凹側(cè)且沿徑向與剪切壁間隔一定距離的豎直軸線(xiàn)形成的倒圓(radius)。水平剪切壁上的“隆起”意味著圍繞位于壁的凹側(cè)且沿徑向與剪切壁間隔一定距離的水平軸線(xiàn)形成的倒圓。在凸起部垮塌過(guò)程中，由凸起部的壁(45-49)形成的拐角會(huì)因其柱狀強(qiáng)度對(duì)局部的能量吸收造成不利影響，從而導(dǎo)致與豎直剪切壁47或48之ー對(duì)齊的撞擊位置處的負(fù)載出現(xiàn)峰值。同時(shí)，拐角的形狀也會(huì)影響保險(xiǎn)杠撞擊區(qū)域中的能量吸收器上的能量吸收均勻性。沿所有拐角對(duì)所示凸起部24作倒圓處理以便注塑成型，這通過(guò)任意兩個(gè)壁45-49及底部凸緣27和條帶25之間的結(jié)合部上的弧形拐角加以證實(shí)。拐角的優(yōu)選形狀的橫向截面通常限定約2-8mm的倒圓，或者更優(yōu)選地約3_6mm的倒圓，或者最優(yōu)選地約3_5mm的倒圓。然而要注意的是，本發(fā)明可適用于具有更窄或更大半徑或彎曲形狀的凸起部結(jié)構(gòu)/拐角、或者具有其它形狀的拐角。要注意，在涉及條帶寬度的數(shù)據(jù)中(例如“ 20mm寬”)，該條帶寬度 包括條帶的平坦部(例如約15mm)以及兩側(cè)倒圓拐角的大約一半(即兩側(cè)還另外包括約3_在內(nèi)，這取決于采用的測(cè)量方法)?；诋?dāng)前的討論，拐角倒圓的剩余部分成為側(cè)壁(45-48)的一部分，然而要注意到，此處的討論主要涉及凸起部的中心線(xiàn)間距，通常不涉及給定凸起部上的豎直剪切壁的間距或者凸起部24之間的間距。正面撞擊的均勻性可以通過(guò)降低其中撞擊カ不希望地高于期望的平均撞擊強(qiáng)度的特定區(qū)域上的“柱狀”剛度來(lái)改進(jìn)，其中包括提供弱化結(jié)構(gòu)(有時(shí)叫做“垮塌啟動(dòng)部”)，諸如位于各凸起部24的拐角底部或壁結(jié)合部處的孔洞60 (圖5)或開(kāi)ロ，或者位于豎直剪切壁47-48的頂部處的孔洞61，這些將在下面進(jìn)行描述。換言之，孔洞60、61起到降低具有不期望高的剛度的位置上的柱狀和壁剛度的作用，否則它會(huì)導(dǎo)致特定位置上的負(fù)載出現(xiàn)峰值。例如，在由四個(gè)剪切壁45-48和鄰接梁的條帶25/底部凸緣27限定的四個(gè)拐角中的每一個(gè)的底部上均含有孔洞60。也可以有利地在各個(gè)豎直剪切壁47、48的中心位置處在正面壁49的外緣上設(shè)置孔洞61。設(shè)想孔洞60和61可以具有任意的尺寸或形狀，但是試驗(yàn)表明，覆蓋拐角且伸入構(gòu)成拐角的2個(gè)或3個(gè)相鄰壁的矩形孔洞效果良好。正面撞擊的均勻性常?？梢酝ㄟ^(guò)增加其中撞擊カ不希望地低于期望的平均撞擊強(qiáng)度的特定區(qū)域上的凸起部24的剛度來(lái)改進(jìn)。例如，這可以通過(guò)在頂部和底部剪切壁47、48上提供外部肋62 (圖30)以加強(qiáng)頂部和底部剪切壁47、48來(lái)實(shí)現(xiàn)，這點(diǎn)將在下面針對(duì)能量吸收器23D展開(kāi)討論(圖30)。所示能量吸收器23 (圖6-10)包括底部凸緣27,凸起部24從凸緣向前伸出；以及向后延伸的頂部和底部附連凸緣28，其沿著底部凸緣27的頂部和底部邊緣間隔分布。在一些能量吸收器23中，測(cè)試表明在底部凸緣27附近(和延伸到底部凸緣27/條帶25上)的凸起部的四個(gè)拐角中的每ー個(gè)上設(shè)置孔洞60是有好處的。凸起部24為盒狀，其在拐角之外的區(qū)域上具有相對(duì)平坦的壁。每個(gè)凸起部24包括頂部和底部壁45、46、豎直剪切壁47、48 (其在縱向方向上構(gòu)成“盒體”的末端)、以及將盒體前側(cè)封閉的正面壁49。壁45-48略微隆起或彎曲以提供更柔和的撞擊(即減少垮塌和崩塌開(kāi)始之前的負(fù)載峰值)。所涉及的一些拐角從凸起部的頂部延伸至其底部，并且由連接凸起部的相鄰的壁45-49和條帶25/底部凸緣27的材料形成。這些拐角形成關(guān)于保險(xiǎn)杠梁正面成約“90度”角(沿期望的撞擊方向)延伸的倒圓結(jié)構(gòu)，但是包括傾斜角以方便模制。這些拐角可提供顯著的局部撞擊剛度，使得能量吸收器長(zhǎng)度上的對(duì)行人腿部的撞擊阻力的不一致性増加。通過(guò)弱化這些拐角(諸如通過(guò)提供孔洞60、61)，由豎直剪切壁中心處的撞擊引起的高的負(fù)載峰值減小，從而與能量吸收器上的其它位置的一致性更好。由壁45-49與條帶25和底部凸緣27的連接處形成的所示拐角通常為約2-8_的倒圓、更優(yōu)選地約為3-6_的倒圓、最優(yōu)選地約為3-5_，然而本發(fā)明也可以用在更窄或更大的倒圓的凸起部壁結(jié)構(gòu)上。設(shè)想能量吸收器23可以借助不同手段與加強(qiáng)梁21附連。所示能量吸收器23包括沿能量吸收器長(zhǎng)度間隔分布的頂部和底部附連凸緣28。所示底部附連凸緣28包括多組底部凸緣，其中以三個(gè)相鄰的底部凸緣33-35為ー組5 (圖8)，頂部附連凸緣28包括相對(duì)的單個(gè)很寬的頂部凸緣36。中間的底部凸緣34和頂部凸緣36可分別包括用干與相配的加強(qiáng)梁21的頂壁和底壁上的配合部件(或孔)摩擦接合的齒部37或墊板40。凸緣33-36還可以包括用于提高強(qiáng)度的外部加強(qiáng)肋38、41。凸緣33-36可以包括產(chǎn)生摩擦力的墊板(取代齒部)，用于臨時(shí)保持在加強(qiáng)梁上(例如，直至裝上面板為止)。示出的頂部凸緣36包括増大且隆起的墊板40，并且還包括外側(cè)的加強(qiáng)肋41。齒部37和墊板40被構(gòu)造成具有傾斜的引 入表面，其限定有斜面的喉道以便于將能量吸收器附連到保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁21上。設(shè)想能量吸收器23還可以(或者作為替換)被構(gòu)造成與覆蓋保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的RM面板附連。要注意，圖2和6示出了現(xiàn)有技術(shù)的模擬(即“代表”)行人腿部(在此也稱(chēng)“行人腿部”或“行人腿部撞擊器”)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試設(shè)備50。如上所述，腿部50包括鋼棒51 (S卩“骨頭”)、泡沫52 (即“肉”)和套筒53 (即“皮膚”)。如圖14中所示，腿部50可以在不同位置(如圖中的位置A、B或C所示，這些位置均位于行人撞擊保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū))撞擊能量吸收器23。在撞擊位置A上，豎直剪切壁X和Y平坦接合；在位置C上，豎直剪切壁Y和Z平坦接合。當(dāng)撞擊位置的中心從凸起部中央的撞擊位置“A”移至凸起部邊緣的撞擊位置“C”時(shí)，在其過(guò)渡區(qū)域中包括一個(gè)與豎直剪切壁47、48之一正好對(duì)齊的位置(參見(jiàn)撞擊位置B)。要注意，優(yōu)選的垮塌式凸起部24的中心線(xiàn)間距(尺寸DLS)為110mm。這使得能量吸收器23中的給定凸起部上的豎直剪切壁47、48之間的縱向間距為約65-70mm (記住用于模制的傾斜角和倒圓的拐角必須考慮在內(nèi))，同時(shí)相鄰?fù)蛊鸩康呢Q直剪切壁47、48之間的縱向間距為約40-45mm?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)腿部撞擊器50的外部尺寸為132mm，出人意料的是這種間距和凸起部寬度會(huì)在整個(gè)行人撞擊保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)上提供相對(duì)恒定的撞擊阻力(參見(jiàn)圖6)。因此，這是一個(gè)出人意料的結(jié)果，其帶來(lái)了意料之外的好處。圖15示出了與圖4和6所示系統(tǒng)相似的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)20的力-偏移曲線(xiàn)(也叫“力-偏移輪廓”)，其中能量吸收器23在行人撞擊保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)“ BTA”上具有相同的凸起部24，且凸起部24的中心線(xiàn)縱向間距為110mm，相鄰的凸起部之間由約35_40mm寬的條帶隔開(kāi)。在示出的能量吸收器23中，豎直剪切壁47、48及頂部和底部剪切壁45、46具有半徑約為150-300mm的彎曲。凸起部24具有65mm的深度和約I. 5-2. 5mm的壁厚，并且在底部凸緣附近的每個(gè)凸起部拐角上具有孔洞60，在延伸到正面壁49上的豎直剪切壁47、48的頂端的中心具有孔洞61。凸起部24在頂部和底部的剪切壁47、48上不具有肋(66)或起伏。圖15是在6個(gè)撞擊位置上測(cè)試得到的數(shù)據(jù)，其中每個(gè)位置均與前一個(gè)撞擊位置相隔11mm。如圖6和10中所不,第一個(gè)撞擊位置A在凸起部之間位于(條帶之上)中心位置上。下一個(gè)撞擊位置B偏向ー側(cè)Ilmm,再下一個(gè)撞擊位置C又偏向ー側(cè)IImm,類(lèi)似情形發(fā)生在撞擊位置D、E和F上。撞擊位置F指向凸起部24的中心。由于所有凸起部24均具有対稱(chēng)性且尺寸和形狀相同，因此撞擊位置A-F代表了保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)上所有位置處的撞擊阻力，因?yàn)槊總€(gè)凸起部的底層結(jié)構(gòu)及其與撞擊器50的關(guān)系在具有保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)尺寸BTA的能量吸收器23的長(zhǎng)度上延續(xù)時(shí)是重復(fù)出現(xiàn)的。如圖13中的曲線(xiàn)圖所示，在侵入量達(dá)到25mm時(shí)，所有6個(gè)位置A-F上的阻力實(shí)際相同；在侵入30mm時(shí),撞擊阻カ在約±5%的范圍內(nèi)相似；在侵入約60mm時(shí)，撞擊阻カ仍然在約 ±10%的范圍內(nèi)相似。(將圖15與圖16-17作比較，其中圖15代表本發(fā)明的能量吸收器上的測(cè)試結(jié)果，圖16-17代表用作基準(zhǔn)的兩個(gè)已知/現(xiàn)有技術(shù)的部件，其中一個(gè)為塑料材質(zhì)，ー個(gè)為金屬材質(zhì)。)在與行人腿部發(fā)生撞擊的過(guò)程中得到力-偏移曲線(xiàn)(也叫“力-偏移輪廓”或“撞擊力-侵入輪廓”)，其中撞擊的阻力從零開(kāi)始增長(zhǎng)，接著達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)，然后再次突然増大。具體而言，撞擊的力-偏移曲線(xiàn)的第一部分在很大程度上受到行人腿部的肉和皮膚的變形、彎曲和壓縮的影響(在此稱(chēng)為力-偏移曲線(xiàn)的“初始撞擊和壓縮部分”)。緊接其后的是第二部分(在此稱(chēng)為撞擊垮塌行程期間的力-偏移曲線(xiàn)的“有效部分”)，其中能量吸收器通過(guò)垮塌式凸起部的剪切壁垮塌吸收能量來(lái)起作用(在這ー階段，剪切壁“變皺”并且形成多個(gè)不規(guī)則的彎折，從而通過(guò)材料變形實(shí)現(xiàn)顯著的能量吸收)。接著是第三部分(在此稱(chēng)為力-偏移曲線(xiàn)的“疊置平坦部分”或者“加強(qiáng)梁阻擋部分”)，其中能量吸收器基本上已被壓平，因此阻力主要是底部支撐結(jié)構(gòu)(在保險(xiǎn)杠系統(tǒng)中為加強(qiáng)梁，其通常為金屬且非常堅(jiān)硬)的阻力。例如，在圖15中，第一部分(即力-偏移曲線(xiàn)中的“初始撞擊和壓縮部分”)是從侵入Omm至約30mm ;第二部分(即“有效部分”)是從侵入30mm至約63mm (其中阻力在小的變化范圍內(nèi)保持相對(duì)恒定);第三部分(即“梁阻擋部分”)是侵入63mm以上(其中阻力突然増大)。作為對(duì)比，在圖18中，第一部分(即“初始撞擊和壓縮部分”)是從侵入Omm至約25mm ;第二部分(SP“有效部分”)是從侵入25mm至約60mm ;第三部分(即“梁阻擋部分”)是侵入60mm以上。作為對(duì)比，在圖21中，第一部分(即“初始撞擊和壓縮部分”)是從侵入Omm至約25mm ;第二部分(即“有效部分”)是從侵入25mm至約70mm ;第三部分(即“梁阻擋部分”)是侵入70mm以上。我們進(jìn)行了數(shù)項(xiàng)研究來(lái)確定能量吸收器凸起部尺寸的敏感性和最佳范圍。研究表明，對(duì)于特定保險(xiǎn)杠系統(tǒng)(“車(chē)輛應(yīng)用”)而言較好的范圍如下。要注意，我們認(rèn)為當(dāng)前的尺寸有意義且非顯而易見(jiàn)，并且提供了出乎意料的結(jié)果，因?yàn)槔缤蛊鸩恐行木€(xiàn)之間的IlOmm的間距出乎意料地不同于撞擊器50的任何尺寸，也不同于典型人腿的任何尺寸。凸起部寬度間距90mm-132mm (更優(yōu)選地100mm-120mm,最佳地110mm)凸起部高度60_±20%或更優(yōu)選地± 10%深度50-80mm (在很大程度上受設(shè)計(jì)樣式影響)壁的隆起從平面到隆起,或者更優(yōu)選地150mm和300mm厚度I. 5-2. 25mm±10%沿壁設(shè)置褶皺/加強(qiáng)肋(必要吋)沿拐角和在連接處形成倒圓/孔(根據(jù)要求變化)條帶寬度15_50mm (根據(jù)要求結(jié)合孔、肋變化)
設(shè)想本發(fā)明的能量吸收器23可以形成為與線(xiàn)性加強(qiáng)梁匹配，或者與沿縱向蜿蜒的加強(qiáng)梁(21)匹配(參見(jiàn)圖6和14)。就蜿蜒的梁而言，能量吸收器的凸起部可以被設(shè)置成朝向與期望的撞擊方向平行的方向、和/或朝向正前方、和/或根據(jù)與車(chē)輛拐角的關(guān)系及車(chē)輛的設(shè)計(jì)朝向前方但形成微小角度。例如，凸起部24可以與加強(qiáng)梁正面的相鄰部分豎直地延伸(此時(shí)由于梁的曲線(xiàn)蜿蜒，末端的凸起部的延伸方向可能不與中間的凸起部平行)，或者末端的凸起部以某一角度略微向內(nèi)傾斜(以便在加強(qiáng)梁的末端向后彎曲的情況下，所有的凸起部仍然是與車(chē)輛行進(jìn)方向平行地從車(chē)輛向前平行伸出)。還要注意，梁可以通過(guò)不同的材料和不同的エ藝形成，諸如梁是由鋼材輥軋而成的，或者是由鋁擠壓而成的，或者是由增強(qiáng)的聚合物模制而成的。示出的能量吸收器是由公知且市場(chǎng)有售的適于吸收能量的聚合材料注塑成型的。所示能量吸收器在其條帶25處具有足夠的縱向柔韌性，以便即使是在梁末端具有相當(dāng)?shù)尿暄鸦蛘邏埓蟮尿暄?即末端附近的向后彎曲増大)時(shí)，也能夠柔軟地纏繞并接合加強(qiáng)梁的正面。然而，設(shè)想本發(fā)明的范圍包括由鋼或其它金屬制成的能量吸收器，能量吸收器可以在 縱向方向上無(wú)柔韌性，且形成為與特定的梁正面輪廓相嵌套。圖18-20為曲線(xiàn)圖，其示出了具有相同加強(qiáng)梁21和與能量吸收器23非常類(lèi)似的能量吸收器的本發(fā)明的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)20的力-位移曲線(xiàn)。具體而言，對(duì)應(yīng)圖18-20的三個(gè)能量吸收器具有形狀相同的凸起部和凸起部間距(即，凸起部中心線(xiàn)中心上的110mm)，但是圖18-20的能量吸收器中的凸起部的壁45-49具有略微不同的厚度，并和/或者在拐角處具有不同的孔洞。具體而言，圖18-20中的每ー個(gè)中的凸起部的深度均為60mm，且凸起部的中心線(xiàn)間距均為IlOmm (即，凸起部在(側(cè)置的)豎直剪切壁的底部上約為88mm-90mm，條帶寬度約為20mm-22mm)。剪切壁45-48的厚度在圖18-20的能量吸收器之間有所不同，并且根據(jù)需要在剪切壁45-48的拐角處增添孔洞60-61以?xún)?yōu)化保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的梁撞擊區(qū)域上所有縱向位置處的撞擊阻カ的均勻性。圖18-20的曲線(xiàn)圖分別不出了兩個(gè)撞擊,一種撞擊發(fā)生在凸起部24上與豎直剪切壁47 (或48)對(duì)齊的位置，因此期望相對(duì)較高的撞擊阻力，另ー種撞擊發(fā)生在凸起部24上的中心，在這種情況下期望相對(duì)較低的撞擊阻力。圖18-20中測(cè)試的能量吸收器均通過(guò)調(diào)節(jié)壁厚和/或孔洞60、61的位置被優(yōu)化成與具體撞擊位置無(wú)關(guān)地提供一致的撞擊阻力。如圖所示，圖18-20中的各個(gè)能量吸收器的力-偏移曲線(xiàn)直到撞擊行程(“侵入”)達(dá)到30mm時(shí)仍實(shí)際相同。要注意，圖18-20的能量吸收器還包括調(diào)節(jié)成具有最佳壁厚的壁，以便在30mm-65mm的侵入量范圍內(nèi)形成不同水平的撞擊阻力。例如，在圖18中，當(dāng)侵入量在30mm至65mm之間時(shí)期望的阻カ為3kN。作為對(duì)比，在圖17中，當(dāng)侵入量在30mm至65mm之間時(shí)期望的阻カ為4kN ;在圖18中，當(dāng)侵入量在30mm至65mm之間時(shí)期望的阻カ為5kN。對(duì)其能量吸收器具有更深的凸起部(24)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)執(zhí)行與圖18-20中所示相似的測(cè)試。圖21-23中示出了有關(guān)其凸起部的深度為70mm的能量吸收器的結(jié)果。圖24-26示出了類(lèi)似測(cè)試的結(jié)果，但是其中采用了凸起部的深度為80mm的能量吸收器?；谏鲜鲇懻摚嘈胚@些結(jié)果是無(wú)需加以說(shuō)明的。在所有情況下，撞擊阻力均被維持成相對(duì)接近期望的撞擊カ阻擋水平，諸如在侵入30mm時(shí)在約±20%以?xún)?nèi)。要注意，還可以通過(guò)利用不同的“定制”孔洞60、61和外部肋62調(diào)整能量吸收器來(lái)改進(jìn)撞擊阻カ的一致性，這將在下文中提及。在下列改進(jìn)的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)和能量吸收器中，相同和相似的部件、特征及特性使用相同的數(shù)字來(lái)標(biāo)識(shí)。當(dāng)存在顯著變化時(shí)，仍使用相同的標(biāo)識(shí)數(shù)字，但是要添加字母，諸如“A”、“B”、“C”等。這樣做可以減少不必要的討論。圖27 (及圖28中示出的測(cè)試結(jié)果)、圖29、圖30 (及圖31中示出的測(cè)試結(jié)果)及圖32中示出的能量吸收器提供了對(duì)本發(fā)明范圍的進(jìn)ー步理解。圖27(及圖28的曲線(xiàn)圖中示出的測(cè)試結(jié)果)表明本發(fā)明的概念可以在不采用孔洞和外部肋的能量吸收器23B中體現(xiàn)。圖29示出了僅包括底部孔洞60的能量吸收器23C (其在凸起部正面上的外側(cè)拐角處未設(shè)有孔洞61)。圖30表明本發(fā)明的概念可以通過(guò)利用孔洞60、61和外部肋62調(diào)整能量吸收器23D得到擴(kuò)展(圖31示出了源于相同結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)的曲線(xiàn)圖)。在圖30中，外部肋62與相關(guān)的(頂部或底部)壁的相鄰部分形成T形橫截面。圖32表明本發(fā)明的概念可以應(yīng)用在不同的梁和不同的支撐結(jié)構(gòu)上。例如，圖31中的保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁21E與圖13中示出的相同，但是在使用時(shí)采取相反的方位，使得梁21E上的中心通道65朝向前方(遠(yuǎn)離車(chē)輛)，這與朝向車(chē)輛相反。能量吸收器23E包括定位突舌66，其伸入梁21E上的通道65，因此在撞擊過(guò)程中，突舌66有助于將能量吸收器23E保持在梁21E的正面上。 具體而言，圖27示出了一種改進(jìn)的能量吸收器23B，其凸起部尺寸與圖4中的能量吸收器23的相同，但是其特征在于，能量吸收器23B不具有用于弱化拐角的拐角孔洞60、61，也不具有用于加強(qiáng)頂部和底部剪切壁45、46的外部肋62。凸起部24B具有50mm的深度和IOOmm的縱向間距。圖28是包括圖27的能量吸收器23B的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的カ-位移曲線(xiàn)。要注意到，通過(guò)用圖表表示的四種撞擊(一種撞擊發(fā)生在相鄰?fù)蛊鸩恐g、ー種撞擊發(fā)生在凸起部邊緣上、一種撞擊發(fā)生在凸起部一半的中心(mid-center)、另ー種撞擊發(fā)生在凸起部的中心)可以看出，能量的吸收非常一致，與撞擊位置無(wú)關(guān)。具體而言，撞擊阻力在侵入量達(dá)到30mm時(shí)非常近似(在平均數(shù)的約±5%以?xún)?nèi))，在侵入量達(dá)到45mm時(shí)仍然近似(在約 ±10%)。圖29示出了能量吸收器23C，其與圖27中的相同，但是具有底部孔洞60。示出的能量吸收器23C在凸起部24C的正面上的外側(cè)拐角處未設(shè)有孔洞61。圖30示出了一種改進(jìn)的能量吸收器23D，其具有如圖所示的尺寸，但是特征在于既具有用于弱化拐角的拐角孔洞60，又具有用于加強(qiáng)頂壁和底壁45、46的外部肋62。示出的凸起部24D具有65mm的深度和IOOmm的縱向間距。圖31是具有圖30的能量吸收器23D的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的力-位移曲線(xiàn)。要注意到，通過(guò)用圖表表示的四種撞擊(一種撞擊發(fā)生在相鄰?fù)蛊鸩恐g、一種撞擊發(fā)生在凸起部邊緣上、一種撞擊發(fā)生在凸起部一半的中心、另ー種撞擊發(fā)生在凸起部的中心)可以看出，能量的吸收非常一致，與撞擊位置無(wú)關(guān)。具體而言，撞擊阻カ在侵入量達(dá)到30mm時(shí)非常近似(在平均數(shù)的約±5%以?xún)?nèi))，在侵入量達(dá)到45mm時(shí)仍然近似(在約±10%)。圖31示出了一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其包括與圖13中所示類(lèi)似的梁21E和能量吸收器23E。然而，圖31中的梁21E盡管與圖13中示出的梁21相同，但是在使用時(shí)采取相反的方位，使得梁21E上的中心通道65朝向前方(遠(yuǎn)離車(chē)輛)(在圖13中，該通道向內(nèi)朝向車(chē)輛方向)。圖31中的能量吸收器23E包括定位突舌66，其伸入梁21E上的通道65，以便在撞擊過(guò)程中將能量吸收器23E保持在梁21E的正面上。示出的能量吸收器由聚合物注塑成型，但是特別設(shè)想能量吸收器可以由其它材料(諸如可變形的鋼、其它金屬和非金屬材料)形成，并且可以通過(guò)其它制造方法(諸如熱成形、壓模、模壓)制成，同時(shí)仍然落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。設(shè)想本發(fā)明可以應(yīng)用在車(chē)輛上的除了車(chē)輛保險(xiǎn)杠以外的位置、車(chē)輛內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)上，諸如用于門(mén)側(cè)撞擊、A柱撞擊及儀表盤(pán)下方的撞擊，同時(shí)仍然落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以在上述結(jié)構(gòu)上做出改變和改進(jìn)，同時(shí)不背離本發(fā)明的概念，且還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這些概念期望通過(guò)下列權(quán)利要 求來(lái)覆蓋，除非有用文字特別說(shuō)明的。
權(quán)利要求
1.要求排他權(quán)的本發(fā)明的實(shí)施例被定義如下一種用于具有縱向方向的車(chē)輛的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，所述保險(xiǎn)杠系統(tǒng)具有角部，所述角部由取向?yàn)榕c縱向方向成60度角且與保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的前部接合的豎直平面限定，所述保險(xiǎn)杠系統(tǒng)還具有“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”，所述“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”限定在每個(gè)角部?jī)?nèi)側(cè)約66mm處且排除保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的250_的中心區(qū)域，所述保險(xiǎn)杠系統(tǒng)包括 保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁，其被構(gòu)造用于與車(chē)架附連；以及 設(shè)在梁的正面上的能量吸收器，所述能量吸收器包括在保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)中的多個(gè)間隔開(kāi)的中空垮塌式凸起部，所述凸起部被構(gòu)造成在行人撞擊過(guò)程中垮塌和吸收能量，所述凸起部被構(gòu)造成，對(duì)于沿“保險(xiǎn)杠測(cè)試區(qū)”的長(zhǎng)度在縱向位置處的使垮塌式凸起部垮塌至少I(mǎi)Omm的撞擊侵入，在垮塌過(guò)程中提供期望的平均撞擊能量吸收的力-偏移曲線(xiàn)的±30%以?xún)?nèi)的均勻的撞擊能量吸收，因此無(wú)論行人腿部在何處撞擊能量吸收器，所述保險(xiǎn)杠系統(tǒng)均保證行人安全。
2.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部包括剪切壁，所述剪切壁被構(gòu)造成在發(fā)生撞擊時(shí)垮塌和吸收預(yù)計(jì)量的能量。
3.如權(quán)利要求2所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中剪切壁包括一對(duì)相對(duì)的豎直剪切壁。
4.如權(quán)利要求2所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中剪切壁包括一對(duì)相對(duì)的水平剪切壁。
5.如權(quán)利要求2所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中在撞擊行程的有效部分期間，由剪切壁提供的阻力在±30%的范圍內(nèi)保持相對(duì)恒定，所述有效部分是凸起部的剪切壁以吸收能量的方式垮塌和折疊的時(shí)候。
6.如權(quán)利要求5所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中在撞擊行程的有效部分期間，由剪切壁提供的阻力在±20%的范圍內(nèi)保持相對(duì)恒定。
7.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中行人撞擊期間由凸起部提供的阻力在侵入范圍為30mm-60mm的撞擊行程期間相對(duì)恒定。
8.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中能量吸收器由聚合物材料形成。
9.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中能量吸收器是注塑成型的。
10.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部包括凸起部中心線(xiàn)，且凸起部中心線(xiàn)之間的凸起部間距在90mm至132mm之間。
11.如權(quán)利要求10所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部中心線(xiàn)之間的凸起部的間距在IOOmm 至 120mm 之間。
12.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中每個(gè)凸起部包括間隔開(kāi)65mm至90mm的豎直剪切壁，并且相鄰的各對(duì)凸起部包括在剪切壁的底部處間隔開(kāi)15mm至30mm的相鄰的豎直剪切壁。
13.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部在車(chē)載狀態(tài)下具有60mm±30%的凸起部高度。
14.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部在車(chē)載狀態(tài)下包括在約40mm至IOOmm之間的深度。
15.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部在車(chē)載狀態(tài)下包括豎直剪切壁，所述豎直剪切壁具有半徑為至少200mm的曲率的隆起。
16.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部在車(chē)載狀態(tài)下包括水平剪切壁，所述水平剪切壁具有半徑為至少200mm的曲率的隆起。
17.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部包括厚度為I.5mm至2. 8mm的壁。
18.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部包括壁，所述壁具有沿壁中的至少ー個(gè)壁延伸的起伏和肋中的至少ー個(gè)。
19.如權(quán)利要求I所述的保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其中凸起部沿拐角和在壁的連接處具有約2mm~ I Omm的倒圓。
20.ー種能量吸收器，其被構(gòu)造成設(shè)置在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正面上，以用于在對(duì)所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成撞擊期間吸收能量，所述能量吸收器包括 底部凸緣，其被構(gòu)造成接合加強(qiáng)梁并且所述底部凸緣包括從底部凸緣伸出的多個(gè)間隔開(kāi)的中空的凸起部，所述能量吸收器限定測(cè)試區(qū)域，所述測(cè)試區(qū)域包括至少三個(gè)相鄰的中空的凸起部，但是不包括能量吸收器的端部和約250mm的中心區(qū)域，每個(gè)所述凸起部具有剪切壁，所述剪切壁被構(gòu)造成在被撞擊時(shí)垮塌和吸收能量，底部凸緣包括使相鄰?fù)蛊鸩肯嗷ミB接的條帶，測(cè)試區(qū)域中的凸起部和條帶的構(gòu)造、尺寸和間距被設(shè)置成對(duì)于沿“測(cè)試區(qū)域”的長(zhǎng)度在縱向位置處發(fā)生的至少10_的撞擊侵入，在垮塌過(guò)程中提供期望的平均撞擊能量吸收的力-偏移曲線(xiàn)的±30%以?xún)?nèi)的均勻的撞擊能量吸收，以便無(wú)論撞擊器在何處撞擊能量吸收器均保證行人安全，測(cè)試區(qū)域中的凸起部具有沿縱向間隔開(kāi)90mm至132mm的中心線(xiàn)。
21.如權(quán)利要求20所述的能量吸收器，其中每個(gè)凸起部包括相對(duì)的豎直剪切壁。
22.如權(quán)利要求21所述的能量吸收器，其中每個(gè)凸起部包括相対的水平剪切壁。
23.如權(quán)利要求20所述的能量吸收器，其中能量吸收器由聚合材料形成。
24.如權(quán)利要求20所述的能量吸收器，其中能量吸收器由金屬材料形成。
25.如權(quán)利要求20所述的能量吸收器，其中凸起部具有沿縱向間隔開(kāi)IOOmm至120mm的中心線(xiàn)。
26.ー種能量吸收器，其被構(gòu)造成設(shè)置在梁的正面上，所述能量吸收器包括 底部凸緣； 至少ー個(gè)中空的凸起部，其從底部凸緣處伸出且具有頂部和底部剪切壁以及豎直剪切壁，所述豎直剪切壁相連接以限定四個(gè)拐角，并且具有策略地設(shè)置在每個(gè)拐角的基部的至少ー個(gè)孔洞，所述至少一個(gè)孔洞部分地圍繞每個(gè)相應(yīng)的拐角延伸且伸入相關(guān)的相鄰的壁以降低相關(guān)的相鄰的柱狀強(qiáng)度，剪切壁和孔洞的形狀和尺寸被設(shè)置成形成可預(yù)測(cè)且均勻的撞擊阻カ而與行人腿部撞擊能量吸收器的具體位置無(wú)關(guān)，在被撞擊而使所述至少ー個(gè)中空的凸起部垮塌超過(guò)IOmm的過(guò)程中，撞擊阻力在期望的力-偏移曲線(xiàn)的±30%的范圍內(nèi)是均勻的。
27.如權(quán)利要求26所述的能量吸收器，其中在撞擊期間當(dāng)所述至少ー個(gè)中空的凸起部垮塌時(shí)，撞擊侵入量達(dá)到30mm-60mm的過(guò)程中，撞擊阻力在恒定阻力的土30%的范圍內(nèi)是相對(duì)恒定的。
28.如權(quán)利要求26所述的能量吸收器，其中凸起部包括凸起部中心線(xiàn)，并且凸起部中心線(xiàn)間隔開(kāi)90mm至132mm。
29.如權(quán)利要求26所述的能量吸收器，其中所述至少一個(gè)凸起部包括至少兩個(gè)凸起部，每個(gè)凸起部具有相同的尺寸和形狀。
30.如權(quán)利要求26所述的能量吸收器，其中所述至少一個(gè)凸起部包括至少兩個(gè)凸起部，每個(gè)凸起部具有在所述至少兩個(gè)凸起部的側(cè)部的內(nèi)側(cè)一定距離處設(shè)置于頂壁和底壁上的外部肋。
31.如權(quán)利要求26所述的能量吸收器，其中所述至少一個(gè)凸起部由聚合材料形成。
32.如權(quán)利要求26所述的能量吸收器，其中所述至少一個(gè)凸起部由金屬材料形成。
33.一種用于車(chē)輛的能量吸收系統(tǒng)，其包括 結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其被構(gòu)造用于附連在車(chē)輛上；以及 設(shè)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正面上的能量吸收器，所述能量吸收器具有至少四個(gè)中空的垮塌式凸起部，所述凸起部限定測(cè)試區(qū)域且在被撞擊時(shí)定義力-偏移曲線(xiàn)的有效部分，在所述有效部分垮塌式凸起部發(fā)生崩塌以吸收能量，所述垮塌式凸起部沿縱向間隔開(kāi)，并且被構(gòu)造成在力-偏移曲線(xiàn)的有效部分期間，在測(cè)試區(qū)域長(zhǎng)度上的位置處提供在期望的平均撞擊能量 吸收的力-偏移曲線(xiàn)的±30%以?xún)?nèi)的均勻的撞擊能量吸收。
34.如權(quán)利要求33所述的能量吸收器，其中所述垮塌式凸起部被構(gòu)造成在所述至少四個(gè)中空垮塌式凸起部的長(zhǎng)度上的所有縱向位置處，在撞擊侵入量為30_-60_時(shí)提供在期望的平均撞擊能量吸收值的30%以?xún)?nèi)的均勻的撞擊能量吸收。
35.如權(quán)利要求33所述的能量吸收器，其中所述結(jié)構(gòu)構(gòu)件包括保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁。
36.如權(quán)利要求33所述的能量吸收器，其中能量吸收器由聚合材料形成。
37.ー種方法，其包括以下步驟 提供具有底部凸緣的能量吸收器，所述底部凸緣被構(gòu)造成接合支撐結(jié)構(gòu)并且包括間隔開(kāi)的中空的凸起部，所述中空的凸起部從底部凸緣伸出且定義測(cè)試區(qū)域；每個(gè)所述凸起部包括剪切壁，所述剪切壁被構(gòu)造成對(duì)于引起中空的凸起部崩塌至少10_的侵入行程，當(dāng)受到行人腿部模擬撞擊器撞擊時(shí)，發(fā)生垮塌且沿著力-偏移曲線(xiàn)吸收能量；以及 通過(guò)在垮塌式凸起部上形成至少ー個(gè)孔洞和外部肋調(diào)整能量吸收器的垮塌式凸起部，以將能量吸收的均勻性改進(jìn)成處于期望的平均能量吸收曲線(xiàn)的±30%以?xún)?nèi)而與撞擊器沿能量吸收器的測(cè)試區(qū)域的撞擊的具體位置無(wú)關(guān)，其中如果存在所述肋，所述肋位于垮塌式凸起部的剪切壁上，且如果存在孔洞，所述孔洞位于由相鄰的剪切壁形成的拐角上，由此與行人腿部撞擊能量吸收器的具體位置無(wú)關(guān)地提供均勻的性能和對(duì)行人的安全保護(hù)。
全文摘要
一種保險(xiǎn)杠系統(tǒng)，其包括注塑成型的聚合材料的能量吸收器，所述能量吸收器具有中空的縱向間隔開(kāi)的凸起部，所述凸起部構(gòu)造成在行人撞擊過(guò)程中垮塌并吸收能量；和使相鄰?fù)蛊鸩肯嗷ミB接的條帶。凸起部可能包括外部肋和/或拐角上的孔洞，并且在大小和尺寸上被特別設(shè)置成在凸起部的剪切壁垮塌過(guò)程中在撞擊行程期間沿著能量吸收器的選定中心部分提供相對(duì)均勻的撞擊能量吸收，諸如在期望的量的±30%內(nèi)或更優(yōu)選地在±20%以?xún)?nèi)，而不管具體的撞擊位置。均勻性的原因是為了提高行人安全性而不管行人的腿部撞擊能量吸收器的具體位置。
文檔編號(hào)B60R19/18GK102762414SQ201080049946
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者A·A·庫(kù)爾卡尼, A·貝施, D·埃文斯, D·羅爾斯頓, N-D·阮, O·克諾克, O·因澤爾, V·雷文卡, Y·高茲 申請(qǐng)人:大眾汽車(chē)公司, 沙普公司