专利名称：汽车碰撞管理系统的能量吸收件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车碰撞管理系统的能量吸收件，其具有弹性和塑性的变形区， 用于固定在汽车的纵梁与保险杠之间。
背景技术：
汽车碰撞管理系统的能量吸收件一般作为刚性的钢板结构或者铝的连铸型材批量使用，并具有塑性不可逆的变形区。在一些碰撞管理系统中，附加装入钢质弹簧，由此也产生可逆的弹性区。钢制的能量吸收件非常重，并为其制造而需要昂贵的冲压模具和压制模具以及加工过程和表面保护过程。铝制的型材可以减轻重量，但其制造却带来高额的投资和处理成本。就这种类型的能量吸收件而言，能量吸收通过塑性变形进行。可逆变形一般情况下不可能。但具有一体化弹簧的能量吸收件除外。但这种部件的弹性区局限于弹簧行程和弹性常数。泡沫铝的能量吸收能力虽然非常好，但这种材料却不适合作为能量吸收件使用， 因为在不是轴向力的情况下它会立即断裂，不能满足功能要求。不存在弹性变形。挤压的蜂窝式型材非常适合作为能量吸收件使用，但其制造成本很高，因为为了实现固定而需要附加的部件和再加工。弹性变形不可能。加肋的热塑性压力铸造结构可以经过适当设计，使得全部碰撞能量可以被吸收。 但弹性区与刚性区之间的分离却很难实现。
发明内容
本发明的目的在于，对按权利要求1前序部分所述的能量吸收件进行适当改进， 使得可以在技术上简单且成本低廉地产生具有不同刚性和弹性特征的区域。该目的依据本发明由此得以实现，即能量吸收件由聚合材料的前支承件和后支承件组成，两个支承件在碰撞时可以交错移动，并在两个支承件之间设置有缓冲件。通过缓冲件产生弹性区，通过两个支承件可以产生可逆变形的区域。在一种优选的设计方案中，前支承件由在轴向过渡到前导向管内的前接触件组成，后支承件由在轴向过渡到后导向管内的后接触件组成，其中，后导向管的内径略大于前导向管的外径，从而前导向管可以插入后导向管内。优选前导向管与后导向管可松开地连接。为了实现可松开地连接，在一种实施方式中，前导向管与后导向管嵌接。为此，优选在后导向管内设置凹缺，前导向管上的固定卡头嵌入到这些凹缺内。在另一种实施方式中，导向管的末端通过给定断裂部位相互连接。缓冲件有利地设置在前接触件与后接触件之间，并由弹性体组成。具有优点的是，缓冲件在其外面上具有径向的环形肋和设置在纵向上的纵向肋。为了产生塑性不可逆变形，在一种实施方式中，前导向管的外面上设置有沿纵向伸展的剪切肋。优选剪切肋从前接触件起仅沿前导向管的一部分外面延伸。在另一种实施方式中，剪切肋从前接触件起基本上沿前导向管的全部外面延伸。在依据本发明的一种实施方式中，在前接触件上，在与前导向管相反的一侧设置有玻璃纤维加固的型材。玻璃纤维加固的型材优选由蜂窝式结构组成，该蜂窝式结构由前斜面和后斜面及处于这些斜面之间的直线支梁组成，这些支梁相对于斜面以角度80° > α >40°优选 60°布置。玻璃纤维加固的型材优选与保险杠整体构成。依据本发明，能量吸收件的前支承件和后支承件由聚合材料组成。在制造能量吸收件时，依据本发明使用具有不同特性的聚合材料，这样就可以确定具有不同刚性和弹性特征的区域。这种特性的主要优点是，满足对现代化汽车能量吸收件的要求。弹性区经过适配调整，使其在所测量的压力水平中利用预先规定的变形行程足够地吸收能量，以满足保护行人或缓冲器法规的要求，而没有持续的变形或者断裂部位。高刚性区域经过适当设计，使其在预先规定的变形距离上吸收依据AZT测试的全部碰撞能量，并在此情况下不超过纵梁上的预先规定的力传递极限。由于材料的密度低，由聚合物构成的碰撞件有助于降低重量，并可以采用压力铸造法成本低廉地制造。
下面借助多个附图对本发明做进一步说明。在图1和2中示出依据本发明的能量吸收件的两种不同的实施方式； 在图3a_3c中示出依据本发明的能量吸收件的一种替代的实施方式； 在图如中示出与保险杠整体构成的弹性变形区；
图4b和4c分别示出图4a的剖面A-A和B-B0
具体实施例方式弹性体的缓冲件1安装在由前支承件3和后支承件4组成的两部分的支承结构8 上。支承结构8通过固定卡头(Befestigimgsklips)23结合，并形成与前区内的保险杠9 和后区内的纵梁11的连接。处于保险杠9前面的是汽车的缓冲器(图1-3中未示出)。在碰撞情况下，能量通过缓冲件1的弹性(可逆)变形被吸收，其中，所吸收能量的量沿弹性变形区6，通过缓冲件材料的弹性特性和纵向肋2的数量或厚度(继续参见下面)按照要求进行适配调整。在弹性变形期间，前支承件3无损坏地可逆地插入后支承件 4内。在弹性变形区的后面，能量通过碰撞盒部件的塑性变形(继续参见下面)沿塑性变形区7被吸收。能量吸收的量通过剪切肋5的材料特性、数量和厚度(继续参见下面) 按照要求进行适配调整。缓冲件由弹性体组成。弹性体是指形状稳定但可弹性变形的塑料，其玻璃过渡点处于室温以下。这种塑料可以在拉力和压力负荷下弹性变形，但此后重新返回其原始的未变形的造型。
依据图la、lb、lc、ld的本发明的能量吸收件的实施方式依据本发明的能量吸收件在该实施方式中包括交错插接的前支承件3和后支承件4。前支承件3由在轴向过渡到前导向管22内的前接触件20组成。前导向管22在其远离接触件20的末端上具有向外突伸的固定卡头23。后支承件4同样由在轴向过渡到后导向管M内的后接触件21组成。后导向管M的内径略大于前导向管22的外径，从而该前导向管可以插入后导向管M内。为了实现固定，在后导向管M内加工出凹缺25。在插入时，固定卡头23嵌入到凹缺25内。图Ia示出插入前的前支承件3和后支承件4。图Ic示出处于交错插入状态下的两个支承件3、4。这是无碰撞时施加力情况的正常状态。处于接触件20、21之间的是弹性体的缓冲件1，其外面上具有径向环形肋13和纵向肋2。图Ib示出组装状态下的能量吸收件。图Ic示出安装状态下的能量吸收件的纵剖面。后支承件4与纵梁11连接，前支承件 3固定在保险杠9上。在较小地施加力时，保险杠9进而前支承件3朝向后支承件4的方向弹性移动。该弹性变形区在图Ic中采用附图符号6标注。前支承件3在此插入后支承件4内。固定卡头23从凹缺25中脱出。在较大地施加力时，利用弹性变形区6无法再足以胜任能量吸收。 现在开始采用附图符号7所标注的塑性变形区。由于弹性变形区6长，该能量吸收件特别适合于在较小较轻的轿车上使用，因为该弹性既为吸收保护行人的能量和为法规要求而设计，也为吸收AZT测试的能量而设计。 因此在低速碰撞情况下可以降低修理费用。依据图h、2b、2c、2d的本发明的能量吸收件的备选实施方式图2a、2b、2c、2d示出依据本发明的实施方式，其类似于图la、lb、lc、Id的实施方式，只是附加具有剪切肋5。相同的附图符号示出相同的主题。与图la、IbUcUd实施方式的区别在于，在前导向管22的外面上设置有沿纵向伸展的剪切肋5。依据本发明，这些剪切肋5从接触件20起，仅沿前导向管22的一部分外面延伸。在导向管M的面向固定卡头23的末端与面向剪切肋5的末端之间保留有无剪切肋 5的形成弹性变形区6的区域。如果作用的力超过可以被弹性变形区6吸收的力，那么前导向管22继续插入后导向管M内，然后剪切肋5被剪断。这种情况然后在塑性变形区7上发生。图2c示出没有外力作用时安装状态下的能量吸收件。图2d示出有外力作用但被弹性变形区6吸收的安装状态下的能量吸收件。这种能量吸收件为在中级轿车上使用而设计。通过剪切肋5在AZT测试时吸收更高能量。小的弹性变形区6为吸收保护行人的能量和为法规要求而设计。依据图3a、3b、3c的本发明的能量吸收件的备选实施方式图3a、3b、3c示出依据本发明的一种实施方式，其中前导向管22与后导向管对通过给定断裂部位26连接。剪切肋5在该方案中几乎沿前导向管22的全部外面延伸，也就是说，它们几乎紧贴在给定断裂部位26上。该实施方式中没有弹性变形区。碰撞时，也就是力作用时，给定断裂部位26断裂，后导向管M剪断剪切肋5。剪断的剪切肋5在图3c中采用附图标号27标注。塑性变形区7可以通过剪切肋5的轴向长度来调整。通过剪切肋 5的数量和厚度可以精确调整所需的剪切力。这种具有两级管结构8 (参见图3a、3b)的能量吸收件为在大型轿车和小型货车上使用而设计。大量的剪切肋5以及在两个管级8相互插接时出现的摩擦能量可以吸收AZT 测试时的高能量。弹性变形区6在该方案中可与保险杠9整体构成(参见图^、4b、k)，其中，该区域的弹性通过剪切肋5的材料弹性以及厚度、间距和斜度按照要求进行适配调整。为了实现可逆地弹性地吸收较小的力，保险杠9包括一种蜂窝式结构34，这种结构由前斜面四和后斜面30及处于这两个斜面之间的直线支梁31组成。这些支梁31相对于斜面四、30以角度80° > α >40°优选60°布置。在支梁31之间分别设置有三角形的凹缺32。图4b和4c分别示出图4a的剖面A-A和B_B。在需要时，保险杠9的刚性区域的强度可以通过单向无端头的玻璃纤维加固的型材10得到提高(参见图4b和4c)。该型材10在这里所示的实施方式中直接固定在两级管结构8上(参见图4c)。力对缓冲器33的作用使其随着随后作用于蜂窝式结构34的力而变形。蜂窝式结构34的弹性变形区在图4b中采用附图标号6标注。如果弹性变形区6不再能够可逆地吸收能量，那么蜂窝式结构34变形。能量然后作用于单向无端头的玻璃纤维加固的型材10上，并传导到两级的管结构8上。
权利要求
1.一种汽车碰撞管理系统的能量吸收件，具有用于固定在汽车的纵梁(11)与保险杠 (9)之间的弹性的变形区(6)和塑性的变形区(7)，其特征在于，能量吸收件由聚合材料的前支承件C3)和后支承件(4)组成，两个支承件(3、4)在碰撞时可以交错移动，并在两个支承件(3,4)之间设置有缓冲件(1).
2.按权利要求1所述的能量吸收件，其特征在于，前支承件C3)由在轴向过渡到前导向管02)内的前接触件OO)组成，后支承件由在轴向过渡到后导向管04)内的后接触件组成，其中，后导向管04)的内径略大于前导向管02)的外径，从而前导向管02) 可以插入后导向管04)内。
3.按权利要求1或2所述的能量吸收件，其特征在于，前导向管02)与后导向管04) 可松开地连接。
4.按权利要求3所述的能量吸收件，其特征在于，前导向管02)与后导向管04)嵌接。
5.按权利要求4所述的能量吸收件，其特征在于，在后导向管04)内设置有凹缺 (25)，前导向管02)上的固定卡头03)嵌入到这些凹缺内。
6.按权利要求3所述的能量吸收件，其特征在于，导向管Q2、M)的末端(12)通过给定断裂部位06)相互连接。
7.按权利要求2-6之一所述的能量吸收件，其特征在于，缓冲件(1)设置在前接触件 (20)与后接触件之间，并由弹性体组成。
8.按权利要求1-7之一所述的能量吸收件，其特征在于，缓冲件(1)在其外面上具有径向的环形肋(1 和设置在纵向上的纵向肋0)。
9.按权利要求1-8之一所述的能量吸收件，其特征在于，在前导向管02)的外面上设置有沿纵向伸展的剪切肋(5)。
10.按权利要求9所述的能量吸收件，其特征在于，剪切肋(5)从前接触件00)起仅沿前导向管02)的一部分外面延伸。
11.按权利要求9所述的能量吸收件，其特征在于，剪切肋(5)从前接触件00)起基本上沿前导向管02)的全部外面延伸。
12.按权利要求1-11之一所述的能量吸收件，其特征在于，在前接触件00)上，在与前导向管0 相反的一侧设置有玻璃纤维加固的型材(10)。
13.按权利要求12所述的能量吸收件，其特征在于，玻璃纤维加固的型材(10)由蜂窝式结构(34)组成，该蜂窝式结构由前斜面09)和后斜面(30)及处于这些斜面之间的直线支梁(31)组成，这些支梁(31)相对于斜面O9、30)以角度80° > α > 40°优选60°布置。
14.按权利要求13所述的能量吸收件，其特征在于，玻璃纤维加固的型材(10)与保险杠(9)整体构成。
全文摘要
本发明涉及一种汽车碰撞管理系统的能量吸收件，其具有弹性的变形区(6)和塑性的变形区(7)，用于固定在汽车的纵梁(11)与保险杠(9)之间。为了可以在技术上简单且成本低廉地产生具有不同刚性和弹性特征的区域，依据本发明提出，能量吸收件由聚合材料的前支承件(3)和后支承件(4)组成，两个支承件(3、4)在碰撞时可以交错移动，并在两个支承件(3、4)之间设置有缓冲件(1)。
文档编号B60R19/26GK102173291SQ20101028540
公开日2011年9月7日 申请日期2010年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者A·索特纳, F·J·D·桑彻兹, F·奥尔特纳, M·孔策, R·埃克特 申请人:佛吉亚汽车外饰有限责任公司