专利名称：新型车辆保险杠的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及车辆的安全防护部件，特别是能量吸收式保险杠。
背景技术：
理想的车辆保险杠应能在车辆受撞时将大部分碰撞动能吸收，以保险杠的变形损坏为代价，保护车辆和人员的安全。早期的车辆保险杠由钢板冲压而成，现代的车辆保险杠主要由聚丙烯树脂制造，两者均不能满足大量吸收碰撞动能的要求。为了减轻发生碰撞时对车辆的损坏和乘员的伤害，在车身设计时正在逐步使用和改进能量吸收式保险杠。例如，充气式或半充气式保险杠是利用封闭气室吸收碰撞能量，受撞时气体体积收缩，把一部分能量贮存在气室内，以此来减轻对车辆的损伤。但封闭气室所能贮存的碰撞能量十分有限，所以这种保险杠只能在车速很低的情况下起作用。另一类能量吸收型车辆保险杠是在保险杠的弹性外壳内设置了不同形式的加强筋，通过弹性外壳和加强筋的受撞变形来吸收碰撞能量。这类保险杠可在车速较低时发挥作用，因受加强筋不能过于坚固限制，也不能大量吸收碰撞能量。还有一类能量吸收式保险杠，它由保险杠外板、能量吸收体和骨架构成。其中一种能量吸收体是以聚胺脂类或聚丙烯类发泡树脂为能量吸收材料；另一种能量吸收体是以蜂窝状的聚乙烯等树脂为能量吸收材料。这类能量吸收式保险杠主要从保护行人的角度出发，目的不在于保护司机和乘员。专利号为99221233.2的实用新型专利公开了一种高能量吸收型泡沫金属保险杠，该保险杠在车架前端和左右两侧的防护面罩与车体之间分散设置有小块能量吸收型泡沫金属。由于起到吸能作用的小块泡沫金属成点式分散放置在防护面罩和车体之间，使得这种保险杠的吸能作用极为有限。
发明内容
发明本实用新型的目的是要减小车辆碰撞给司机和乘员造成的伤害。它以闭孔泡沫铝为能量吸收体，制造一种能够大量吸收碰撞能量的新型车辆保险杠。所谓泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料，其内部每一个小气孔所形成的封闭气室都相当于一个小的“吸能单元”。以孔径为φ3mm、密度为0.6g/cm3的泡沫铝块为例，在规格为100mm×100mm×100mm的体积内，就有7000个以上的小“吸能单元”。在受到碰撞时，数量众多的小“吸能单元”就能大量吸收碰撞动能。本新型车辆保险杠的吸能原理即是闭孔泡沫铝材料在受到碰撞时产生塑性变形，吸收外加负载的冲击力，从而有效地保护车辆和人员的安全。
本实用新型所制的新型车辆保险杠由外壳、能量吸收体和骨架三部分构成。其特征在于能量吸收体以闭孔泡沫铝为材料，将闭孔泡沫铝制备的能量吸收体置入骨架靠近外壳一侧的安装槽内，并用紧固部件固定；外壳紧靠在能量吸收体上，并将外壳用紧固部件固定在骨架上；骨架靠近车身一侧配有加强筋，骨架可与车身紧密连接。
用作能量吸收体的闭孔泡沫铝由金属铝或铝基合金或铝基复合材料制造。
外壳可用薄钢板、铝板等金属材料制作，也可用合成树脂、复合材料等非金属材料制作。
骨架可以根据不同的车辆设计不同的形式，材料可选用钢板等金属材料。
根据车辆的大小和结构不同，本实用新型可以设计成轿车、客车、货车等使用的保险杠。
能量吸收体所采用的闭孔泡沫铝材料是利用熔融发泡法制备的，该方法制备的泡沫体体积为1～2m3，孔径在1mm-10mm、密度在0.3-1.0g/cm3范围内可调。制造能量吸收体时，可以根据要求确定能量吸收体的厚度、孔径；可以按要求加工出一个整块的能量吸收体，也可以先加工出不同形状的泡沫铝块，再拼接成所需的能量吸收体。
不同密度的闭孔泡沫铝材料吸收冲击能量的能力不同，随着密度的提高，单位体积内吸收外加冲击能量的数量增大。由此计算出不同密度的闭孔泡沫铝材料单位体积吸收的能量值列于表1中。
表1.不同密度的闭孔泡沫铝材料单位体积吸收的能量试样编号 1 2 3 4 5密度g/cm30.35 0.450.560.590.71吸收能量J/cm39.218.324.029.838.4由表1的数据可以计算出车辆受撞击时，以闭孔泡沫铝为能量吸收材料所制保险杠能吸收的碰撞能量，由此可以看出这种能量吸收型保险杠的积极效果。
以轿车为例，根据国际撞车试验标准(美国CFR581)的规定要求，质量为1500Kg的轿车以48Km/h速度发生碰撞时，所产生的完全弹性碰撞动能为E＝1/2mv2＝135KJ。如果轿车保险杠所用闭孔泡沫铝吸能部件的密度为0.45g/cm3，厚度为40mm，受撞面积按1000mm×150mm计算，那么可吸收的撞击能量为113KJ，占全部撞击能量的84％。对于客车或货车则使用高密度的泡沫铝材料制备能量吸收体，以吸收更多的撞击能量，满足这些车辆的安全要求。
本实用新型不但可以吸收面上的磁撞，还可以吸收来自各个方向的撞击动能，从而有效地避免司机和乘员受到过度伤害。
图1是本新型车辆保险杠示意图图2是沿A-A方向的剖面示意图具体实施方式
以下是结合附图对本实用新型的详细说明。
实施例1本实施例描述的是轿车用能量吸收式保险杠。其能量吸收体2采用的是金属铝制备的闭孔泡沫铝材料，密度为0.45g/cm3。将闭孔泡沫铝材料制备的能量吸收体2置入骨架4靠近外壳1一侧的安装槽内，并用螺钉3固定；外壳1紧扣在能量吸收体2上，并将外壳1用螺栓3固定在骨架4上；骨架4靠近车身一侧配有加强筋5，骨架4可与轿车车身紧密连接。
实施例2本实施例描述的是客车用能量吸收式保险杠。其能量吸收体2采用的是铝基合金制备的闭孔泡沫铝材料，密度为0.59g/cm3。将闭孔泡沫铝材料制备的能量吸收体2置入骨架4靠近外壳1一侧的安装槽内，并用自攻螺钉3固定；能量吸收体2粘贴在外壳1上，并将外壳1用螺栓3固定在骨架4上；骨架4靠近车身一侧配有加强筋5，骨架4可与客车车身紧密连接。
实施例3本实施例描述的是货车用能量吸收式保险杠。其能量吸收体2采用的是铝基复合材料制备的闭孔泡沫铝材料，密度为0.71g/cm3。将闭孔泡沫铝材料制备的能量吸收体2置入骨架4靠近外壳1一侧的安装槽内，能量吸收体2粘贴在骨架4上，并用自攻螺栓3固定；外壳1紧扣在能量吸收体2上，并将外壳1用螺栓3固定在骨架4上；骨架4靠近车身一侧配有加强筋5，骨架4可与货车车身紧密连接。
上面仅是本新型车辆保险杠的三个实例。凡与本实用新型属同一构思，且用闭孔型泡沫铝材料制备能量吸收体的保险杠，都属于本实用新型保护的范围。
权利要求1.一种新型车辆保险杠，由外壳(1)、能量吸收体(2)和骨架(4)三部分构成，其特征在于由闭孔泡沫铝材料制备的能量吸收体(2)置入骨架(4)靠近外壳(1)一侧的安装槽内，并用紧固部件(3)固定；外壳(1)紧靠在能量吸收体(2)上，并将外壳(1)用紧固部件(3)固定在骨架(4)上；骨架(4)靠近车身一侧配有加强筋(5)，骨架(4)可与车身紧密连接。
2.根据权利要求1所述的新型车辆保险杠，其特征在于能量吸收体(2)所用闭孔泡沫铝材料是用金属铝或铝基合金或铝基复合材料制造。
3.根据权利要求1所述的新型车辆保险杠，其特征在于能量吸收体(2)所用闭孔泡沫铝材料的密度在0.3-1.0g/cm3之间。
4.根据权利要求1所述的新型车辆保险杠，其特征在于能量吸收体(2)所用闭孔泡沫铝材料的孔径为1mm-8mm。
5.根据权利要求1所述的新型车辆保险杠，其特征在于能量吸收体(2)所用闭孔泡沫铝材料的厚度为10mm-40mm。
6.根据权利要求1所述的新型车辆保险杠，其特征在于制备能量吸收体(2)所用的闭孔泡沫铝材料可以是一整块，也可以由多块拼接而成。
专利摘要本实用新型涉及车辆的安全防护部件，由外壳、能量吸收体和骨架三部分构成。其中以闭孔泡沫铝为材料制备的能量吸收体置入骨架靠近外壳一侧的安装槽内，并用紧固部件固定；外壳紧靠在能量吸收体上，并用紧固部件固定在骨架上；骨架靠近车身一侧配有加强筋。当车辆受到碰撞时，保险杠内的闭孔泡沫铝材料产生塑性变形，吸收外加负载的冲击力，从而有效地保护车辆和人员的安全。本实用新型不但可以吸收面上的碰撞，还可以吸收来自各个方向上的撞击动能，从而有效地避免司机和乘员受到过度伤害。
文档编号B60R19/22GK2717764SQ200420069769
公开日2005年8月17日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者姚广春, 张晓明, 刘宜汉, 孙挺, 罗洪杰 申请人:东北大学