专利名称：带有整体能量吸收器和横梁的保险杠的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆保险杠系统，更具体来说，涉及具有整体能量吸收器和横梁的保险杠系统，新颖的横梁被成形以便与相配合的能量吸收器相接合，以及涉及具有适于拖运拖车或类似物的挂钩的保险杠。
背景技术：
使用整体的能量吸收器和保险杠横梁装置的保险杠系统需要改善保险杠系统在车辆上的装配，在总体上减少机械紧固件的数目和种类及简化工具制造(tooling)。具体来说，需要提供一种设计，其中横梁和能量吸收器离开车辆主装配线装配成一个整体分组件，然后作为一个单元被操纵以安装到车辆上。也需要将饰带(fascia)连接于该分组件，并将其它构件如前灯、格栅和其它功能性或装饰性构件结合、安装在该分组件上。同时，冲击耐久性和提高的能量吸收继续是保险杠系统中高度优先考虑的项目，因此，任何分组件最好不应有损于系统。
此外，许多车辆制造厂商和一些保险组织和政府机构迫切要求改善车辆的防撞性，也迫切需要能提供更好的行人安全性的保险杠系统。带有较低的初始能量吸收率的较长保险杠行程具有满足上述需要的可能性，但是，这可能致使能量吸收器的尺寸大于现有的保险杠系统，并使能量吸收器不易在车辆前部包封和承载。因此，需要新的整体式保险杠系统来应对相互冲突的功能和设计上的需要。
车辆上的后保险杠系统也需要改进。具体来说，车辆制造厂商正日益关注在形状和功能上不与前保险杠系统相异的后保险杠系统的能量吸收器。但是，任何这种后保险杠系统的能量吸收器必须结合在保险杠系统中，使其不与在车辆后部的其它功能和美观需要相冲突。例如，许多后保险杠系统包括一个台阶，和/或适应于支承一球形挂钩以便拖运拖车。车辆，特别是公用车辆及卡车的后保险杠往往设有挂钩以拖运拖车。挂钩支承结构往往结合在保险杠中，以便减少构件并提供较紧凑的布置。由于采用冲压保险杠，在保险杠构件被成形及增加辅助加强结构时，挂钩支承结构被简单地冲压在保险杠横梁中。但是，采用轧制成形的管状保险杠横梁时则问题较大，这是由于轧制成形操作一般不适于结合有冲压操作。另外，管状横梁往往使用高强度材料，因而在管状横梁中不那么容易形成挂钩支承结构。在难于支承管形内侧时，挂钩支承结构也需要切割和成形材料的内壁。如果不是不可能精确地按照需要形成壁的形状的话，这也是很困难的。
挂钩支承结构的牵引强度有更受限制而满足不了需要。具体来说，类型II的挂钩也必须能够支承350磅的牵引杆重量(tongue weight)，而且必须能够牵引5,000磅的重量。两个挂钩类型之间的差别是相当大的，必须通过较坚固的类型III的标准的结构，如果不显著提高成本、重量，以及改进车内固定结构，就不易实现。
因此，需要能够解决上述问题且具有上述优点的保险杠系统。
发明内容
按照本发明的一个方面，提供一种保险杠系统，它包括一个带有前壁、后壁、顶壁和底壁的金属管状横梁，所述前壁和后壁在管状横梁的两端被改造以形成端部；一个聚合物能量吸收器，它具有一个带凹槽的后表面，该凹槽可配合地接纳管状横梁，所述凹槽包括接合所述端部的前部配合平表面，所述能量吸收器被构制成在管状横梁坍陷前被压垮并吸收冲击能量。接合所述端部的外端的后部的支座，所述能量吸收器包括扩大结构的角部，所述角部在支座外侧及横梁外端的外侧延伸，以便在横梁和支座外侧对车辆的角部提供冲击结构；以及将管状横梁和能量吸收器固定在支座上的紧固件。
按照本发明的另一方面，提供一种用于车辆的保险杠系统，它包括一个金属横梁，它具有限定一管状中间部分的前壁、后壁、顶壁和底壁并具有端部；一个整体式能量吸收器，它具有吸收器中间部分，吸收器中间部分带有一个朝后的凹槽，该凹槽可配合地接纳所述管状中间部分并接合前壁、顶壁和底壁部分；还具有角部，所述角部具有靠近所述横梁端部的外端设置的内表面；所述能量吸收器被构制成在所述管状横梁坍陷之前被压垮并吸收冲击能量；接合所述端部的后部的支座，所述角部的内表面设置成在车辆经受角部冲击时接合所述横梁外端并同时接合所述支座的外侧面；以及将所述管状横梁和能量吸收器固定在所述支座上的紧固件。
按照本发明的另一方面，提供一种用于具有乘座室的车辆的保险杠系统，它包括一个管状横梁，它包括中间部分、端部和使每个端部连接于中间部分的一端的弯曲连接部分，所述中间部分为保险杠横梁长度的至少25％并限定一纵向的主中心线，所述端部为保险杠横梁长度的至少15％，每个所述端部限定与主中心线成平行延伸的副中心线；一个带有至少一个凹槽的能量吸收器，所述凹槽的形状可接纳所述管状横梁的一部分，所述能量吸收器被构制成在所述管状横梁坍陷前被压垮并吸收冲击能量；以及适于安装在车辆上的支座，所述支座安装在所述端部上，在处于车辆安装位置上时，所述副中心线与所述主中心线水平地间隔开来，所述中间部分部分地位于所述支座之间，并且比所述端部更靠近乘座室，所述能量吸收器包括扩大结构的角部，所述角部在所述支座的外侧及所述横梁的外侧延伸，以便对横梁和支座外侧的车辆角部提供冲击结构。
本发明的保险杠系统的一个优点在于，可以简化或清除一些传统的前端支承结构。例如，本发明的保险杠系统可以包括一个能量吸收器，该能量吸收器具有在车辆发动机罩前的区域中支承车辆前部饰带(facia)的部分。这样就能够例如通过消除饰带支承柱、通过消除在散热器横向支承件上向前延伸的凸缘、通过降低对散热器横向支承件的强度要求和/或通过消除或降低对车辆前端板的强度要求而简化车辆前端支承结构。
在本发明的一个方面中，提供一种保险杠系统，它包括一个管状保险杠横梁；以及一个挂钩支承架，它具有一个反向部分，其形状可向下配合在所述管状保险杠横梁上，还有一个侧向延伸部分，其上带有一个孔，该第二部分的形状可支承一个球头挂钩，以便牵引一拖车。
在本发明的另一个方面中，提供一种车辆保险杠系统，它包括一个管状保险杠横梁，它包括一中间部分、端部和使每个所述端部与所述中间部分的一端相连的弯曲的连接部分，所述中间部分为保险杠横梁长度的至少25％并限定一纵向主中心线，所述端部为保险杠横梁长度的至少15％，并且每个所述端部限定与所述主中心线平行延伸的一副中心线；一个能量吸收器，该能量吸收器具有至少一凹槽，该凹槽的形状可接纳所述管状保险杠横梁的一部分；以及支座，所述支座适于安装在车辆上，所述支座安装在所述端部上，当在车辆安装位置上时，所述副中心线与所述主中心线水平地间隔开来。
在本发明的另一个方面中，提供一种车辆保险杠系统，它包括一个横梁，该横梁具有一表面，并且有适于安装在车架上的支座；以及一个能量吸收器，该能量吸收器与所述表面接合，并具有位于横梁两端外侧的端部，所述能量吸收器由结构工程聚合物材料制成，所述端部具有平的顶面，以便形成在横梁两端外侧的台阶。
在本发明的另一个方面中，提供一种车辆保险杠系统，它包括一个横梁，该横梁具有一表面，并具有适于安装在车架上的支座结构；以及一个能量吸收器，该能量吸收器接合所述表面，由结构工程聚合物材料制成，所述能量吸收器包括一蜂窝状结构，以便在车辆冲击时吸收能量，还包括附件安装结构，以便将附件安装和支承在能量吸收器上。
本专业技术人员在研究下面的说明、权利要求书和附图时将能理解和正确评价本发明的上述的和其它的方面、目的和特征。
图1是本发明的保险杠系统的立体图，该保险杠系统包括一个能量吸收器和一个管状横梁，该管状横梁具有设置在能量吸收器中的朝后的凹槽内的扁平端部；
图2是图1的分解图；图3和4是沿图2中III-III线和IV-IV线的剖面图；图5是图1的保险杠系统的不完全的示意的顶视图；图6是本发明的另一保险杠系统的分解立体图；图7是图6的保险杠系统的立体图，为了更好地表示能量吸收器与横梁的接合而去除了能量吸收器的一部分；图8是沿图7中VIII-VIII线的剖面图；图9是一替代保险杠系统的横剖图，该图类似于图8，图9A是图9中所示的U型横梁的有孔类型的局部立体图；图10是本发明的后保险杠系统的立体图；图11是图10的分解立体图；图12是沿图10中III-III线的剖面图；图13是图12的分解图；图14是类似于图12的横剖图，但表示一变型保险杠系统；图15是图14的分解图。
具体实施例方式
保险杠系统20(图1)包括一个具有管状中间部分和扁平端部23和24的横梁21，以及一能量吸收器22，该能量吸收器适于以嵌套方式接纳横梁21以形成一整体式分组件，该分组件能够作为一个单元处置并组装在车辆上。扁平端部23和24在横梁21接合能量吸收器22上的配合平面的每端构成垂向扩大的安装构件或“插手(hand)”。支座26对接扁平端部23和24的后部，紧固件27穿过能量吸收器22和扁平端部23和24，以便将管状横梁21和能量吸收器22固定在支座26上。本文中使用的术语“支座”可以包括从车架延伸的横杆(rail)或类似的车架构件。
为了使本专业技术人员理解本发明，下面详述横梁21(图1)。尽管如此，如果需要附加的描述，读者可参阅2001年11月1日提交的、题为“形成整体式横梁的方法”的第09/822,658号申请、2002年3月30日提交的、题为“轧制成形和冲压的门横梁”的第09/904,066号申请，以及1992年3月3日发布的第5,092,512号专利。不同的车辆支座可用于本发明。为了使本专业技术人员理解，下面详述图2中所示的支座。尽管如此，如果需附加的描述，读者可参阅2001年9月27日提交的、题为“带有不同强度的环的保险杠压垮塔”的第09/964,914号申请。
横梁21(图2)包括一管状中间部分28，该部分具有由前、后、上、下壁限定的方形横截面。横梁21被卷制成形为需要的管形，沿位于后壁中间的焊缝29焊接，然后被后掠成曲线形状，与选定型号的车辆的前端(或后端)匹配。应注意的是，如果需要，可以采用不同的横截面。焊缝29不到横梁21的端部即停止，壁的端部的大约6至8英寸被改造并被“打开”成相对共同的扁平状态，以便形成扁平端部23和24。在扁平端部23和24上形成孔30的图案，其相应于支座26上的安装孔。
能量吸收器22(图2)包括一个注塑构件，由适当的非泡沫聚合材料制成，所述材料具有在冲击时吸收能量的良好性质，例如，Xenoy材料。非泡沫材料基本形成能量吸收器22的结构，包括箱形部分33，该箱形部分沿轨34模制，处于改善冲击性质的关键位置上，这将在下文中描述。箱形部分33包括垂向侧壁33’和底壁33”，它们与前壁39’一起构成一个中空内腔。
能量吸收器的中间部分包括水平的上、下轨34和35，这两个轨均具有朝后的U形横截面。上轨34限定朝后的凹槽25(图4)的一个大的部分，其形状可紧密接纳横梁21的中间管状部分。箱形部分33被模制在上轨34沿其长度的关键位置上的顶面、前面和底面上。两个这样的箱形部分33并未画出，而是可以使用更多或更少的箱形部分。箱形部分33对保险杠系统20提供改善的能量吸收特性，箱形部分33还具有一上表面，该上表面的形状可支承车辆前饰带(facia)36，前饰带一般是刚性低或TPO材料的，需要支承以对抗重力。
能量吸收器22(图2)也包括安装部分38，安装部分在中间部分28的每端的支座26上形成整体的挤压箱(crush box)。每个安装部分38包括一矩形环状平外前壁39、形成一个从前壁39向后延伸的开口C形的向后延伸的壁40、一个从向后延伸的壁40延伸的矩形环状平后壁41、形成从后壁41向前延伸的方管形的向前延伸的壁42、一个从向前延伸的壁42延伸的矩形环状平内前壁43和从内前壁43向后延伸的加强内凸缘44。根据刚性及能量吸收器22的结构的需要，在向后延伸的壁40和向前延伸的壁42之间可布置附加的加强连接板。例如，为了将TPO饰带的底部支承在车辆的前部上，多个腿部35’在下轨35下面延伸。
扁平端部23(及24)(图3)包括一个平的前表面，该前表面可配合地接合平的后壁41的平的后表面。支座26包括一管状部分47(例如，在前部冲击中用于最佳地吸收能量的挤压塔)、一个用于与车辆如车架构件连接的成形后板和一个可配合地接合端部23(及24)上的平的后表面的成形前板49。紧固件如螺栓50穿过平的后壁41、扁平端部23(及24)和前板49中对准的孔。应注意的是，横梁21的管状部分(即中间部分28)延伸得未达到支座26(见图5)，另外，扁平端部23(及24)只延伸至支座26的外缘，其原因将在下文中描述。
能量吸收器22包括角部52(图2和5)，角部具有一个带孔前壁53、一个带孔后壁54和在前、后壁52和53之间延伸以提供结构支承的加强壁55。前壁53在其外缘向后弯曲以形成在车辆前翼子板前部的空气动力学形状。加强壁55还包括一个顶壁56，该顶壁被成形以便在车辆前翼子板的区域中对RRIM饰带部分提供结构支承。角部52也包括一个管状容器部分57和容器安装结构58，以便可调节地固定支承一个雾灯组件59(和/或一个方向灯组件)。
如图5所示，角部52包括一个向后延伸的箱部60，该箱部60在支座26外侧，邻近于扁平端部23(和24)的一端设置。在受到一物体61的角部冲击的过程中，力沿直线62和63传入角部52。斜力63通过箱部60以一个角度指向支座26的侧面。斜力使角部52沿方向64向后弯曲，在支座26上沿直线64’稍许向后滑动(这取决于力63的大小)。这个动作倾向于使斜力使自身减小，也倾向于使物件61从车辆保险杠系统20侧向弹离。
当物件66在直接与支座26成一直线的前部冲击中被撞击时，力67直接传至支座26，使支座26能够以伸缩方式吸收力，这种方式象传统设计一样(即，力是直线的，使管状部分47以可预见的方式伸缩式挤压和塌陷)。当保险杠系统20在支座26之间的中间区域被撞击时，由于横梁21的强度，冲击主要是直线地传入支座26。尽管如此，应注意的是，对于本横梁21来说，取决于在保险杠系统20上冲击区域的宽度及冲击区域在保险杠系统20上理想地处于中心的接近程度，可能发生一些弯曲。
在改型的保险杠系统20A(图6-8)中，设有一个类似于横梁21的横梁21A，一个“较长行程的”能量吸收器22A安装在其表面上。能量吸收器22A包括上、下U形轨34A和35A，它们向后敞口。轨34A和35A由垂向的连接板65A和一个后壁66A连接起来，所述连接板是前/后延伸的，所述后壁横过能量吸收器22A的背部延伸。凸缘67A和68A从后壁66A向后延伸。凸缘67A和68A接合并覆盖横梁21A的顶壁和底壁，并且包括用于咬合锁定在横梁21A上的指状物67A’和68A’，以便暂时将能量吸收器22A固定在横梁21A上。在能量吸收器22A中，角部52A也构成能量吸收器22A的安装部分，具体来说，角部52A’也包括一个平的后壁70A及构成围绕平的后壁70A的箱的垂直壁71A。横梁21A的端部23A(和24A)接合平的后壁70A的后表面，紧固件(例如螺栓)穿过平的后壁70A、扁平端部23A(及24A)及其所安装的支座26的前板上对准的孔。
轨34A和35A的内壁的后“根”部72A与凸缘67A和68A(图8)稍许偏置，也与横梁21A的顶壁和底壁偏置。在前冲击时，轨34A和35A被向后驱动。由于横梁21A的刚性，使能量吸收器22A的“根”部72A变形，向自身及向凸缘67A和68A折叠，如箭头73A所示。结果是更可预见得多，是“较软的”冲击。在能量吸收器22A这种被完全挤压的时候，来自冲击的力直接传至横梁21A，提供了在初始力对挠曲曲线上急剧的力对挠曲力曲线的增加。
保险杠系统20B(图9)并不是与保险杠系统20A(图6-7)不同，但是，在保险杠系统20B中，横梁21B是U形的(即，不是管状的)，而且它是镶嵌模制(insert-molded)在能量吸收器22B的中心的。在保险杠系统20B中，横梁21B包括多个开口或孔，使能量吸收器的塑料能够流过并与金属横梁21B互锁，从而提供更好的结合并可防止分层(de-lamination)。应该注意的是，孔75B可减小横梁21B的抗弯强度，这取决于它们的位置。图示的孔75B只位于横梁21B的垂向凸缘76B上，因而在平行于冲击力的方向上，它们并不显著影响抗弯强度。尽管如此，孔75B的位置和形状在某些特定的车辆应用场合中有助于分布和减小应力，因而可以是值得关注的事情。
应当注意的是，横梁21B(或横梁21A或21)的管状部分的强度可以通过在管状部分内压配合一个内部能量吸收器而得到显著增加，如图1-2和10-11所示。内部能量吸收器倾向于减少横梁过早地纽结或弯曲，从而在冲击过程中导致始终一致的较高和更可预见的能量吸收。
保险杠系统20c(图10-11)被设计成用作车辆如运动公用车辆或卡车的后保险杠。保险杠系统20c包括一个横梁20c和一个能量吸收器22c，该能量吸收器在其朝向车辆的表面具有凹槽，以便接纳横梁21c。一个TPO塑料饰带(未具体画出)为了美观而覆盖横梁21c和能量吸收器22c。横梁21c可滚轧成形(rollformed)或冲压并焊接成管状，和/或液压成形。它可以具有矩形、圆形或其它横截面，但是可以想到的是，为了具有最佳的强度重量比，横梁将是管状的。图示横梁21c被弯曲以便包括相对的端部100和101、一个偏置的中间部分102和将端部100和101连接于中间部分102的过渡部分103和104。横梁21c的端部100和101是对准的，并限定一条第一中心线103，中间部分102限定一条第二中心线104，第二中心线与第一中心线水平地间隔开来。在图示的横梁21c中，第一中心线向着横梁21c所安装的车辆间隔开来。但是，具体来说可以想到的是，第一中心线103也可以从车辆向后间隔开来，如果这是优选的话，过渡部分103和104中的弯曲最好使顶壁和底壁105和106的全长保持在平行的水平平面中，从而使它们可在车辆事故中在平行于冲击力的水平方向上提供良好的强度。有利的是，中间部分102的偏置的位置可形成一个台阶和/或一个牵引挂钩和球，这将在下文中描述。同时，横梁21c的形状为保险杠系统20c保持牢固的“基础”。具体来说，支座26c被焊接或紧固在端部100和101上，偏置的中间部分102位于与支座26c相同的水平平面中，但是向着(或背离)车辆偏置。端部100和101最好分别为横梁长度的大约15％至20％，中心的中间部分102为横梁长度的大约25％至30％。上述长度可在端部100和101上提供最佳的安装区域，并使端部100和101能够精确设置在对准的状态中，同时也可在中间部分101的牵引侧提供足够的空间，也能为中间部分102提供精确的尺寸位置。尽管如此，取决于保险杠系统的功能及设计要求，尺寸也可以改变。
能量吸收器22c包括一个限定一台阶的L形中间部分109、形成台阶侧部的相对的过渡部分110和111，以及构成车辆角部的角部112和113。在能量吸收器22c的车辆侧形成一凹槽115，以便可配合地接纳横梁21c，该凹槽包括一个在中间部分109的后侧上的凹部，以便接纳横梁21c的中间部分102以及托架126(见图12)。能量吸收器22c还包括在过渡部分和角部110-113的后侧上的凹部，以便接纳横梁21c的过渡部分和端部。这样就形成用于将负荷传至横梁21c的支承结构，这是为了台阶的支承及吸收冲击能量。应注意的是，这形成了一个角部台阶结构，该结构带有位于横梁21c外侧且超过其长度的平的顶面(见图10，区域B)。这种布置可提供良好的角部冲击强度，也可提供在车辆外角部上的一个台阶。这种布置还可提供一种结构，该结构耐久且比传统的后台阶保险杠不易丁当作响、划伤及腐蚀，从而提供低速后部冲击的降低的成本。
更具体来说，L形中间部分109(见图12-13)包括一个水平腿部117和一个直立腿部118。在腿部117和118中形成孔以减小重量及改善可模制性能。角部112和113彼此为镜像，因而只需描述角部112，本专业技术人员即可理解。角部112并不是不象上述对于能量吸收器22c的角部。角部112包括一个外“前”壁120、一个内“后”壁121和在壁120和121之间延伸的加强壁122，以便形成一种在车辆事故中最适于能量吸收和应力分布的蜂窝状结构。取决于功能和设计需要，壁120-122的具体布置可以改变。例如，壁120-122可以改变以提供附件如尾灯、方向灯、车牌板照明灯等的安装位置。这种布置可在区域B(该区域在金属管状横梁21c的一端的外侧)中提供台阶支承。这种布置也可在能量吸收器22c的每端上的位置A上提供一个整体式多箱状挤压圆锥。位置A的挤压圆锥基本与车架的轨对准，并在后部冲击中将负荷减小并纳入车架中。位置A的挤压圆锥包括构成方管部分(即，“箱内箱”)155-158的垂直平行壁，每个接续的管部以前或后壁159连接于下一个管部。
图示的能量吸收器22c(图10)是由结构工程塑料如ABS/PC混合物(如General Electric公司生产的XenoyTM)或PC/PBT混合物制成的。由于这些材料的强度，能量吸收器22c可以包括整体形成的附件支承结构，例如，一壳体60和/或一个饰带支承柱和/或电气配线定位器，所述壳体用于支承适于连接于拖车电连接插头的电连接器161，所述饰带支承柱162适于借助紧固件连接于后端饰带的下部凸缘，以便将该饰带支承在车辆上，能量吸收器22c的材料也使其它特征能够结合在能量吸收器22c内，例如，一个牌照板支承区域，该区域包括用于接纳将牌照板固定在保险杠系统上的螺钉的带孔凸台、用于支承牌照板照明灯、方向灯、外部车辆灯等的灯箱等。
保险杠系统20c(图12-13)包括一个下面将描述的挂钩和球头支承装置125。一个挂钩支承架126包括一个U形部分127，该部分朝下并接合横梁21c的中间部分102。在大约等于横梁21c的底壁106的高度上，一个第一腿部128从U形部分127的外侧凸缘的底缘向外延伸。一个第二腿部129从U形部分127的内侧凸缘的底缘向下延伸，并且可选择地包括在其下端上的一个垂直水平唇边130。一个支承架131包括一对间隔开来的三角形侧壁133，所述侧壁借助焊缝134焊接就位，其宽端在横梁21c的底壁106下面，放置在唇边130上。支承架131也可有选择地包括一个水平凸缘132，该凸缘连接侧壁133，并且抵靠及支承第一腿部128的下侧和/或抵靠支承架126的腿部129。支承架131也可包括孔AA，这些孔具有适当的尺寸，以便接受安全链钩，支承架131可提供安全支承以满足安全链负荷要求。
如图12-13所示，一挂钩支承管135在支承架126的腿部128下面水平延伸。挂钩支承管135的外端包括一个径向表面凸缘136，以便在支承管135上提供一个钝的端部。挂钩支承管135的内端137穿过向下延伸的第二腿部129上的孔138，挂钩支承管135的顶部接合横梁21c的底壁106，挂钩支承管135的底部接合并放置在唇边130上。一个L形定位器140焊接或用螺栓固定在挂钩支承管135的内端137上，和/或一个定位器螺栓穿过内端137中的孔141，以便可靠地、固定地将挂钩支承管135保持在横梁21c上，并防止挂钩支承管135从车辆被拉出。在外端上，一螺栓142垂向穿过分别在第一腿部128和挂钩支承管135中的对准的孔143和145，一个螺母旋在螺栓142上。如果需要，对准的孔143-145也可直接接纳一球头挂钩150以替代螺栓142，从而使球头挂钩设置在车辆的台阶上。通过这种布置，球头挂钩150可直接安装在腿部128上，用于类型III的牵引。例如，请参阅图14-15，其中未设挂钩支承管135，球头挂钩150支承在腿部128上。
在图12-13的布置中，一牵引杆146包括配合在挂钩支承管135中的一端，以及从车辆水平向外延伸，并下降一个短距离第二端。牵引杆146包括一个与用于接纳螺栓142的孔143-145对准的第一孔，以便将牵引杆146保持在挂钩支承管135上。牵引杆包括一个用于接纳球头挂钩149的螺柱148。这就将球头挂钩149设置得处于保险杠系统20c的台阶的后面并且也稍许降下，这在许多牵引情形中是需要的。
本布置的新颖性的一个要点在于，不需要牵引杆(146)。类型III及更高的牵引可以脱离(off of)台阶保险杠本身，如图14-15所示。
因此，这里公开的布置提供了很大的抗扭和抗拉强度，因而它们可以用于类型III的牵引，而无需使用增设的构件和托架。具体来说，提供了一种台阶保险杠布置，其中无需挂钩支承管(见图14-15)。特别是测试表明，本布置适于类型III的牵引，这需要500磅的舌状物重量(tongue weight)的支承，以及5000磅牵引重量(towing weight)的支承。应注意的是，这是比许多以前的台阶式保险杠设计更高的类型，所述以前的台阶式保险杠设计是类型II的，所支承的舌状物重量限于350磅，所支承的牵引重量只限于3500磅。
显然可对前述结构作各种修改和变化而并不背离本发明的构思，另外，本发明的构思是由权利要求书覆盖的，除非这些权利要求借助其语言用其它方式表述。
权利要求
1.一种保险杠系统，它包括一个管状保险杠横梁；以及一个挂钩支承架，它具有一个反向部分，其形状可向下配合在所述管状保险杠横梁上，还有一个侧向延伸部分，其上带有一个孔，该第二部分的形状可支承一个球头挂钩，以便牵引一拖车。
2.一种保险杠系统，它包括一个管状保险杠横梁；一个挂钩支承架，具有一反向部分，该反向部分的形状可向下配合在所述管状保险杠横梁上，还具有一侧向延伸的第二部分；以及一个挂钩支承管，固定在所述侧向延伸的第二部分上并具有一个孔，所述第二部分的形状可支承一球头挂钩以便牵引拖车。
3.如权利要求1或2所述的保险杠系统，其特征在于所述反向部分是U形的，并且其形状可骑跨在保险杠横梁上。
4.如权利要求3所述的保险杠系统，其特征在于所述第二部分包括一个板，该板在处于车辆安装位置上时水平延伸。
5.如权利要求4所述的保险杠系统，其特征在于所述反向部分包括一个长的腿部。该长的腿部在所述板的高度下面向下延伸，还包括一个挂钩支承管，该挂钩支承管垂直于所述保险杠横梁延伸，该挂钩支承管在所述保险杠横梁下面从所述长的腿部延伸并支承在所述板下。
6.如权利要求4所述的保险杠系统，其特征在于所述反向部分包括一个长的腿部，该长的腿部在所述板的高度下面向下延伸，而且所述挂钩支承管固定地支承在所述板下面。
7.如权利要求5或6所述的保险杠系统，其特征在于所述长的腿部在其自由端包括一唇边，所述挂钩支承管包括一个放置在所述唇边上的一端。
8.如权利要求5或7所述的保险杠系统，其特征在于挂钩支承管的端部穿过所述长的腿部中的一个孔，并包括一个穿过长的腿部的后侧上的端部的保持器，以便尽管有大的牵引力作用在挂钩支承管上仍可将挂钩支承管保持在托架上。
9.如权利要求5或8所述的保险杠系统，其特征在于所述板和挂钩支承管包括对准的孔，所述孔的形状可接纳球头挂钩的杆部。
10.如权利要求5或8所述的保险杠系统，其特征在于包括一个支承托架，该支承托架设置在挂钩支承架的下面并接合所述长的腿部和所述板，所述支承托架的形状可在水平的取向上相对于挂钩支承架支承所述板，并包括孔，所述孔的形状可提供足够强度的安装点以接合和支承一安全链。
11.如权利要求1或2所述的保险杠系统，其特征在于包括一个能量吸收器，该能量吸收器基本覆盖横梁和挂钩支承架，并且在横梁两端的外侧延伸。
12.如权利要求1或2所述的保险杠系统，其特征在于所述保险杠横梁包括一个中间部分、端部和弯曲的使每个所述端部与中间部分的一端相连的连接部分，所述中间部分为保险杠横梁长度的至少25％并限定一纵向主中心线，所述端部为保险杠横梁长度的至少15％，并且每个所述端部限定一条与所述主中心线平行延伸的副中心线。
13.如权利要求12所述的保险杠系统，其特征在于包括安装在保险杠横梁的所述端部上的支座，所述副中心线在车辆安装位置上时与主中心线水平地间隔开来。
14.如权利要求2或13所述的保险杠系统，其特征在于包括一个能量吸收器，该能量吸收器设置在保险杠横梁的表面上，所述挂钩支承架的至少一部分位于所述能量吸收器的中心下面。
15.一种车辆保险杠系统，它包括一个狭长的加强横梁，具有一个表面，并具有相对的端部，所述端部适于安装在车架上的支座上，以便支承所述保险杠系统；以及一个用于在碰撞中吸收作用在横梁上的冲击力的、由结构工程聚合物材料制成的能量吸收器，所述能量吸收器包括构成角部的部分，所述构成角部的部分以悬臂形式从横梁所述端部向外延伸，所述构成角部的部分包括在车辆的相对角部形成台阶的顶面，以便在一个人踏上时支承这个人。
16.如权利要求15所述的保险杠系统，其特征在于一个挂钩支承结构，安装在横梁上的中间位置，以便支承拖车挂钩；所述能量吸收器包括一中间部分，该部分被构制成提供至所述挂钩支承部分的通路。
17.如权利要求16所述的保险杠系统，其特征在于所述挂钩支承结构包括一个挂钩支承架，该挂钩支承架的形状可向下接合所述横梁。
18.如权利要求17所述的保险杠系统，其特征在于所述挂钩支承结构包括一个由所述挂钩支承架支承的挂钩支承管。
19.如权利要求15所述的保险杠系统，其特征在于所述构成角部的部分的顶面相对较平并限定一水平面。
全文摘要
一种保险杠系统包括带有扁平端部的一管状横梁，还包括具有一后表面的能量吸收器，该后表面带有一凹槽，该凹槽能以嵌套关系配合地接纳管状横梁，该凹槽也包括接合所述扁平端部的平的配合表面。支座接合扁平端部的后部，紧固件将管状横梁和能量吸收器固定在支座上。在一个变型的保险杠系统中，能量吸收器上的角部被成形成在车辆角部冲击时滑动地接合支座侧面，同时接合横梁的一端。在另一变型的保险杠系统中，管状横梁的偏置的两端配合在能量吸收器中的凹槽内，其角部处于车辆支座之间。
文档编号E02F3/84GK1907743SQ200610109140
公开日2007年2月7日 申请日期2003年6月6日 优先权日2002年6月6日
发明者达林·伊万斯 申请人:奈特夏普公司, 沙普公司