专利名称：应用于汽车前保险杠的能量吸收器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于汽车前保险杠的能量吸收器(absorber)，它安装在汽车前保险杠的内侧，尤其涉及一种用于汽车前保险杠的能量吸收器，其中能量吸收器被制造成分为三个密度区域的部件，在能量吸收器中有一个发泡部件，以便在碰撞事件中通过降低减速度初始值来保护行人。
背景技术：
如图1所示，一个汽车前保险杠区域包括一个前保险杠罩2’、一个能量吸收器1’、一个后梁3’、一个散热器4(radiator)和一个低刚性元件5’，所述低刚性元件5’用于顺序内联保险杠罩2’和散热器4的基座部分，以便当汽车与行人发生碰撞时减轻冲击以及保护行人。
图1显示具有被撞元件的腿状泡沫10’的汽车碰撞试验的状态，其中当汽车前部与腿状泡沫10’碰撞时，与保险杠罩2’结合的能量吸收器1’起到吸收碰撞并降低汽车速度的作用，由此减小对行人器官的伤害。
能量吸收器1’典型地由聚丙烯(polypropylene)制造。
当制造这种能量吸收器时，树脂材料利用蒸汽室(steam chest)方法喷射到在能量吸收器1’之后模制的模具上，接着给泡沫加热并使原始材料膨胀。
正如在本领域技术中已知的，树脂形式表现出如下趋势随着发泡倍率(foaming magnification)增加，粒子间距和膨胀程度增加，而密度和强度降低，反之当发泡倍率降低时，粒子间距和膨胀程度降低，而密度和强度增加。
然而，传统的能量吸收器1’包括具有80mm厚度的中间部件10’，和分别位于中间部件10’左右两侧、具有65mm厚度的左角和右角部件(corner part)12’，如图2所示，其中能量吸收器使用树脂泡沫制造，其发泡倍率是40。
能量吸收器的中间部件和角部件之间的厚度差值是确定的，由于汽车的设计必须将保险杠的角部件设计成圆形；为了这个目的，强加如下限制角部件应该制造成比中间部件薄大约15mm。
然而，当参考欧盟实施的行人碰撞保护法规中规定的标准而检查在使用能量吸收器的碰撞试验中获得的结果时，问题就在于当汽车前保险杠与较低的腿状泡沫部件碰撞时尽管能量吸收器的中间部件符合上述法规，但是角部件不能满足上述法规，因为当减速度初始值太高时减速度不能被适当控制。
考虑到上述结果是由于碰撞不能被能量吸收器有效吸收所引起的，因为角部件的厚度相对较薄，即使发泡倍率为40的聚丙烯泡沫在密度、抗拉强度和压缩强度方面相对较差聚丙烯泡沫的表观密度(apparent density)范围是0.023g/cm3到0.003g/cm3，抗拉强度下限是2.4kgf/cm2和压缩强度下限是大约0.85kgf/cm2(当压缩率为20％时)。
发明内容
因此，本发明被制成解决上述现有技术中出现的问题，本发明的目的是提供一种用于汽车前保险杠的能量吸收器，其特征在于，该能量吸收器安装在汽车前保险杠的内侧，且被制造成分为三个密度区域的部件，而且在能量吸收器中有一个发泡部件，以便在发生碰撞时通过降低减速度的初始值来保护行人。
为了实现这个目的，提供了一种用于汽车前保险杠的能量吸收器，其中能量吸收器安装在汽车前保险杠的内侧以吸收碰撞，能量吸收器包括一个中间部件，以及分别放置在中间部件左侧和右侧的角部件，其特征在于，中间部件制造得比角部件更厚，其使用以高倍率发泡的树脂泡沫，角部件制造得比中间部件更薄，其使用以低倍率发泡的树脂泡沫。
根据本发明的实施例，树脂泡沫是聚丙烯泡沫，中间部件的树脂泡沫的发泡倍率是40，角部件的树脂泡沫的发泡倍率是15。
另外，呈凹道(cancave channel)形式的发泡部件沿纵向形成于本发明的能量吸收器的前中间部件的下侧区域处。
本发明的上述和其它目的、特征与优势通过下面详细的说明书连同附图会更明显，其中图1显示汽车碰撞试验中传统汽车前保险杠的碰撞的横截面图；图2显示传统能量吸收器后侧的透视图；图3显示根据本发明的能量吸收器后侧的透视图；图4显示发明的能量吸收器的前中间部件的透视图；图5显示发明的在汽车碰撞试验中被碰撞的汽车前保险杠的横截面图；以及图6显示基于本发明与现有技术相比较的试验结果的屈膝角度与时间之间关系的曲线。
具体实施例方式
在下文中，参考附图描述本发明的优选实施例。在以下的描述和附图中，相同的附图标记被用于指示相同或相似的部件，所以有关相同或相似部件的重复描述会被省略。
图3显示本发明的能量吸收器1后侧的透视图，其总体结构与现有技术相同。
本发明的能量吸收器1包括中间部件10和分别放置在中间部件10相反侧的两个角部件12。
尽管中间部件10和两个角部件12之间的边界通过虚线表示，但是本发明不受边界线的限制，其可根据这种能量吸收器的制造设备和安装环境改变。
本发明的能量吸收器1与现有技术的能量吸收器相同的是，中间部件的厚度为80mm，角部件12的厚度大约为65mm，这与现有技术相同。然而，本发明的能量吸收器1不同于现有技术的能量吸收器的是，中间部件是用以相对高倍率发泡的树脂泡沫，例如，发泡倍率为40，角部件12是用以相对低倍率发泡的树脂泡沫，例如，发泡倍率为12。
当聚丙烯泡沫以发泡倍率12发泡时，聚丙烯泡沫在密度、抗拉强度和压缩强度方面相对较好表观密度在大约0.060g/cm3到0.005g/cm3的范围内，抗拉强度下限大约6.0kgf/cm2，压缩强度下限约大2.0kgf/cm2(当压缩率为20％时)。由此，如果聚丙烯泡沫被用于能量吸收器1，可以期望增加能量吸收器的刚性和碰撞吸收效果，特别是，在角部件处。
尽管上述的本发明的能量吸收器1以一个单件被制造，但是它由内部分成三个密度区域的部件组成，也就是，一个中间部件10和两个角部件12。
在中间部件10中因低强度和密度引起的不足通过增加中间部件10的厚度进行补偿，在角部件12中因厚度薄引起的不足通过增加角部件的强度和密度进行补偿，因此在能量吸收器1的整个长度上均匀没有变化地提供较好增强的结构以及碰撞吸收能力的平衡。
图4显示本发明的能量吸收器1的前中间部件的透视图，其总体构造类似但不同于现有技术的构造，因为发泡部件F以凹道形式设置在其下侧区域。发泡部件F相对于能量吸收器1的纵向中心向左右两侧延伸而形成，其中发泡部件F的长度依赖于车型和试验环境相应调整，甚至延伸到角部件。
发泡部件F的优势在于，发泡部件提供额外的空间以便在碰撞事件中允许被碰撞部件移动相应的空间，还在于发泡部件F增加能量吸收器10包围凹道形空间的碰撞吸收区域，因此碰撞可被更有效地吸收，发泡部件F可降低减速度的初始值，特别是，在碰撞之后。
图5显示类似图1的汽车碰撞试验中的汽车前保险杠的碰撞的横截面图，该试验测试的是本发明的能量吸收器1。
优选地，发泡部件F放置在上侧腿状泡沫部件和下侧腿状泡沫部件之间的中心线以下大约66mm的距离处。
这是因为传感器放置在该位置，该位置在保护行人腿的下侧部分非常重要，所述传感器用于测量在汽车碰撞试验中与下侧腿状泡沫碰撞时刻的减速度。
图6显示对比本发明与现有技术在图5所示的试验中下侧腿状泡沫处达到屈膝角所花费的时间(X-Y)的试验结果曲线。现有技术由实线表示，本发明由虚线表示。
正如从曲线中可看到的，与现有技术相比，在到达预定的弯曲角之前本发明要求更多的时间，这意味着根据本发明减速度的初始值被大幅降低。
另外，因为在本发明中弯曲角没有超过13度，所以可确定与传统吸收器相比在本发明的能量吸收器中碰撞吸收效果大幅改善。
如上所述，根据本发明，通过制造安装在气体前保险杠中的能量吸收器，所述能量吸收器是分成三个密度区域的部件，在能量吸收器中设置发泡部件，降低减速度的初始值以保护行人以及大幅改善能量吸收器的碰撞吸收效果和刚性是可能的。
尽管出于解释说明的目的描述了本发明的优选实施例，但是熟悉本领域技术的人员会意识到在不脱离如后附权利要求书所公开的本发明的范围和实质的情况下各种修改、添加和替代是可能的。
权利要求
1.一种用于汽车前保险杠的能量吸收器，其中能量吸收器安装在汽车前保险杠的内侧以吸收碰撞，能量吸收器包括中间部件，以及分别放置在中间部件左侧和右侧的角部件，其特征在于，中间部件制造得比角部件更厚，其使用以高倍率发泡的树脂泡沫，角部件制造得比中间部件更薄，其使用以低倍率发泡的树脂泡沫。
2.如权利要求1所述的能量吸收器，其特征在于，树脂泡沫是聚丙烯泡沫，中间部件的树脂泡沫的发泡倍率是40，角部件的树脂泡沫的发泡倍率是15。
3.如权利要求1或2所述的能量吸收器，其特征在于，发泡部件以凹道形式沿纵向形成于能量吸收器的前中间部件的下侧区域处。
全文摘要
本发明公开了一种用于汽车前保险杠的能量吸收器，其中能量吸收器安装在汽车前保险杠的内侧以吸收碰撞。能量吸收器包括中间部件，和分别放置在中间部件左侧和右侧的角部件，其特征在于，中间部件制造得比角部件更厚，其使用以高倍率发泡的树脂泡沫，角部件制造得比中间部件更薄，其使用以低倍率发泡的树脂泡沫，从而增加能量吸收器的碰撞吸收效果和刚性。
文档编号B60R19/22GK1944106SQ20051012491
公开日2007年4月11日 申请日期2005年10月9日 优先权日2005年10月9日
发明者李正灏 申请人:现代自动车株式会社