用于車(chē)頂系統(tǒng)和其他車(chē)輛結(jié)構(gòu)的能量吸收器的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明總體涉及在道路車(chē)輛的車(chē)身結(jié)構(gòu)中包含聲音吸收裝置的集成機(jī)械和聲音能量緩解，且更具體地涉及用于具有能量吸收特性的乘客艙的車(chē)頂系統(tǒng)。
[0002]為了吸收在事故期間撞向車(chē)頂?shù)某丝团撝械娜说膭?dòng)能(即機(jī)械能)，經(jīng)常在車(chē)輛中的乘客艙的內(nèi)表面中，例如車(chē)頂區(qū)域中使用能量吸收主體結(jié)構(gòu)。為了減弱進(jìn)入乘客艙的噪音(即聲音能量)，聲音吸收裝置還與能量吸收器合并。
[0003]在國(guó)際專(zhuān)利W0 02/102450中公開(kāi)了一種具有聲音吸收裝置的能量吸收器，其中該能量吸收器包含具有聲音減弱區(qū)段的復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)。在美國(guó)專(zhuān)利US 5，731，062中將一種具有聲音屏障的熱塑性纖維網(wǎng)孔描述為聲音吸收裝置。同時(shí)，美國(guó)專(zhuān)利US 8，186，748涉及在頂置系統(tǒng)中設(shè)置聲音吸收裝置的可能性。在美國(guó)專(zhuān)利US 7，404，593中公開(kāi)了具有多個(gè)孔的能量吸收結(jié)構(gòu)的模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于車(chē)輛中的頂置系統(tǒng)的具有簡(jiǎn)化的聲音吸收裝置的碰撞能量吸收器。
[0005]通過(guò)包含至少一個(gè)聲膜的聲音吸收裝置實(shí)現(xiàn)了所述目的。有利地，可將該膜實(shí)施為閉合薄膜的形式，作為片或薄膜諧振器。在一備選的實(shí)施方式中，該膜可與能量吸收器的其他部件組合形成一個(gè)或多個(gè)亥姆霍茲諧振器。為了此目的，膜必須封閉能量吸收器內(nèi)的一定體積的空氣。有利地將膜實(shí)施為微穿孔薄膜。
[0006]借助于根據(jù)本發(fā)明所提供的至少一個(gè)聲膜，可通過(guò)設(shè)定聲膜振動(dòng)和在存在能量損失的情況下再次發(fā)射該聲波來(lái)將入射到能量吸收器上的聲波吸收。在本文中能量損失將其自身表示為較低水平的聲壓及因此較低音高的聲波。由于所述效應(yīng)，由此可將被感覺(jué)為不令人喜歡的高頻轉(zhuǎn)換為被感覺(jué)為令人喜歡的較低頻。在聲膜上的聲波的能量損失還可導(dǎo)致聲音水平的降低。越能夠有力地激發(fā)該膜且因此越有力地吸收能量，能量損失也越大。
[0007]有利地，針對(duì)限定的諧振頻率，就膜的幾何形狀一一例如其尺寸、輪廓形狀、厚度、和/或厚度輪廓而言可以對(duì)膜進(jìn)行調(diào)整。結(jié)果，可通過(guò)這樣限定的頻率的聲波特別有力地激發(fā)該膜，且可由此優(yōu)選地對(duì)聲音衰減有貢獻(xiàn)。具體地，可將限定水平的音壓，例如被感覺(jué)為特別不令人喜歡的聲壓或激發(fā)限定的車(chē)輛結(jié)構(gòu)，例如頂置系統(tǒng)振動(dòng)的聲壓“濾除(filterout) ”，即將其轉(zhuǎn)換為難以聽(tīng)到或不可聽(tīng)到或無(wú)害的較低水平的聲壓。進(jìn)一步，可借助于材料的選擇和/或?qū)⒃撃と菁{于聲音吸收裝置中的機(jī)械張力來(lái)調(diào)整該膜的諧振頻率。
[0008]在本發(fā)明的碰撞能量吸收面板元件的開(kāi)發(fā)中，該能量吸收或減緩裝置可包含分散在裝置中的就諧振頻率而言不同的至少兩個(gè)膜和/或至少兩組膜。這使至少兩個(gè)限定的諧振頻率能夠從入射到能量吸收器上的聲音中“濾除”。進(jìn)一步，可將不同設(shè)計(jì)的膜設(shè)置于能量吸收器的不同點(diǎn)處，以便由此可在每一所述位置處發(fā)生限定頻率的聲波的限定的吸收。
[0009]可將每一個(gè)膜定向在車(chē)輛中的碰撞能量吸收面板元件的使用位置中的限定方向上，其中，在操作期間可能的聲波入射。如果面板元件是車(chē)輛的頂置系統(tǒng)的一部分，則如果將膜定向?yàn)槌?即面對(duì))乘客艙是有益的。這意味著由此可將可能的膜平面定向?yàn)槠叫杏谲?chē)輛的XY方向(即水平面)。要理解，如果聲音在對(duì)角方向上通過(guò)乘客艙傳播至面板元件，則至XY方向的限定的入射角度是特別有益的。
[0010]在一個(gè)方案中，能量吸收器可包含在該車(chē)輛車(chē)身的平面上延伸的一個(gè)或多個(gè)面板元件。該(一個(gè)或多個(gè))面板元件包括膜，該膜被設(shè)置為與該車(chē)身的平面成一角度或平行于該平面。該角度可小于或等于60°，優(yōu)選地小于或等于30°或小于或等于10°。但是，最優(yōu)選地是該膜被設(shè)置為平行于車(chē)身的平面(例如在車(chē)頂面板中實(shí)質(zhì)上為水平或在車(chē)門(mén)面板中實(shí)際上豎直)。在使用位置中，可將碰撞能量吸收面板元件設(shè)置在汽車(chē)中，且其車(chē)身的平面平行于該汽車(chē)的XY平面。備選地，可將膜設(shè)置為與該汽車(chē)的XY平面成一角度或平行于該XY平面。
[0011]在進(jìn)一步的實(shí)施例中，該碰撞能量吸收面板元件可包含與該車(chē)身的平面成一角度而延伸的突起，和/或垂直于該面板元件的平面而延伸的突起?？蓛?yōu)選地設(shè)置所有的突起，以便使其遠(yuǎn)離該面板元件的一側(cè)延伸和/或在遠(yuǎn)離該車(chē)身的方向上延伸。可設(shè)計(jì)所述突起以例如在碰撞事件中，通過(guò)變形吸收動(dòng)能。至少一些突起可以以聲音吸收膜突起的形式，其中每一個(gè)膜突起可包含具有以第一膜的形式的膜的聲音作用側(cè)表面。為了此目的，該聲音作用側(cè)表面可以以第一膜的形式。備選地或額外地，可將第一膜機(jī)械加工為聲音作用側(cè)表面。由此該膜突起可具有雙重功能，其中將其用于通過(guò)變形吸收動(dòng)能，且將其用于通過(guò)激發(fā)其膜吸收聲音能量。
[0012]該膜可優(yōu)選地具有與該面板元件的牢固結(jié)合的連接?？蓪⒃撁姘逶瞥蔀檎w的，特別是作為注射成型部件。進(jìn)一步，該突起且特別該膜突起可為圓錐形、棱錐形的或是逐漸變細(xì)的楔形形狀的膜突起。
[0013]能量吸收器的進(jìn)一步的實(shí)施例其特征可在于可將突起或至少(一個(gè)或多個(gè))膜突起均成形為在底部開(kāi)口，并具有包含端面的自由端的空心突起。有利地，該膜突起的端面可僅為至少部分以膜的形式(例如具有減小的厚度)。由此該膜可具有與膜突起的牢固結(jié)合的連接。由此可在成型過(guò)程中，特別是在注射成型過(guò)程中將膜生產(chǎn)為具有膜突起。因此，可在成型過(guò)程中，特別是注射成型過(guò)程中制造具有突起的能量吸收器的面板主體。
[0014]在能量吸收器的進(jìn)一步的方面，至少以膜突起形式的空心突起可具有直至具有膜的區(qū)域的恒定的壁厚。膜的厚度可小于相關(guān)的膜突起的壁厚。該壁厚可為膜厚度的倍數(shù)。壁厚可大于膜的厚度的至少10倍，優(yōu)選地至少50倍或至少100倍。如果如上所述，提供的是該膜形成膜突起的端面，且其被設(shè)置為平行于車(chē)身的平面，則該膜的區(qū)域，如不具有膜的突起，本質(zhì)上通過(guò)各突起的變形對(duì)動(dòng)能的吸收有貢獻(xiàn)，而端面實(shí)際上仍保持未變形。由此膜突起可對(duì)變形的能量的吸收具有等價(jià)于不具有膜的突起的貢獻(xiàn)。附帶地，壁厚的恒定性可在限定的公差的范圍內(nèi)變化。為了形狀穩(wěn)定化，特別是在底部開(kāi)口區(qū)域中，空心突起的壁厚可變化。
[0015]在能量吸收面板元件的進(jìn)一步的實(shí)施例中，該空心突起可限定延伸超過(guò)自底座區(qū)域(foot reg1n)中的開(kāi)口至端面的高度的內(nèi)部空間。此處內(nèi)部空間，特別是其高度可以適應(yīng)于空氣柱的限定的諧振頻率或限定范圍的諧振頻率，該空氣柱延伸超過(guò)該內(nèi)部空間中的該高度。在能量吸收面板元件的另一個(gè)方面，至少以膜突起的形式的空心突起具有至具有膜的區(qū)域的恒定的壁厚。膜的厚度可小于相關(guān)的膜突起的壁厚。再一次，壁厚可為膜的厚度的倍數(shù)。壁厚可大于膜厚的至少10倍，優(yōu)選地至少50倍或至少100倍。
[0016]如果如上所述，提供的是膜形成膜突起的端面，且其被設(shè)置為平行于車(chē)身的平面，則膜的區(qū)域，如不具有膜的突起，對(duì)采用各突起的變形吸收動(dòng)能具有顯著的貢獻(xiàn)，而端面保持實(shí)際上未變形。由此膜突起與不具有膜的突起相比對(duì)變形的能量的吸收具有等價(jià)的貢獻(xiàn)。附帶地，壁厚的恒定性可在特定公差的區(qū)域