专利名称：用于车辆的挤压保险杠、具有车架的车辆所用保险杠结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于机动车辆的挤压的铝保险杠。更具体地，本实用新型涉及一种轻质的具有触发器的挤压的铝保险杠。本实用新型的挤压的铝保险杠具有等效于传统保险杠结构的性能。
背景技术：
保险杠安装在车辆的前端和后端，以保护车辆的底盘免于轻微的撞击。保险杠被安装至车辆底盘的用于支撑保险杠的底框支架，并用以通过倒坍来抵挡轻微的撞击，从而吸收通过撞击所产生能量。对于传统的保险杠，以加强插入件形式增强横截面的结构，对于保险杠的强化区域提供了更高的能量吸收质量，由此在保险杠结构的倒坍中实现了一些相对改进。传统地， 这种强化被置于保险杠结构和底框支架之间的连接点，以允许撞击能量在被传送到底框支架进入车辆底座之前由保险杠进行更大的吸收和分散。减轻重量和成本而不影响碰撞性能的最新发展是已经引入了挤压的铝保险杠。然而，已知的挤压的铝保险杠生成差异如此大的峰值和平均碰撞载荷，从而阻止工程师设计碰撞能量管理水平与支撑保险杠的纵向支架件的碰撞能量管理水平等级相同的最佳保险杠系统。如果保险杠梁的平均碰撞载荷承载能力可以增加到支撑纵向件的等级，则保险杠峰值碰撞载荷将使得支撑支架在触发保险杠梁碰撞之前倒坍。因为前端结构系统的非连续倒坍，这是不期望的碰撞模式。因此，期望提供一种轻质的保险杠结构，其能够达到利用加强插入件形成的较重的传统保险杠的碰撞性能特性，同时使得保险杠实现碰撞载荷等于支撑纵向支架的碰撞载荷的最佳碰撞能量等级，而不存在非连续倒坍的风险。此外，在不牺牲保险杠的性能的情形下，减小结构的重量可以节省制造成本。
实用新型内容针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于车辆的挤压保险杠、以及具有车架的车辆所用保险杠结构，以解决如果保险杠梁的平均碰撞载荷承载能力增加到支撑纵向件的等级，则保险杠峰值碰撞载荷使得支撑支架在触发保险杠梁碰撞之前倒坍的技术问题。本实用新型提供一种用于车辆的能量吸收挤压保险杠。挤压保险杠由轻质的金属形成，优选为铝基合金材料。挤压保险杠包括外壁、内壁、连接外壁和内壁的顶壁、以及连接外壁和内壁的底壁。在外壁和内壁之间延伸的两个或多个s曲线形触发器加强件(trigger stiffener)。触发器加强件包括连接外壁和内壁的上s曲线形触发器加强件、连接外壁和内壁的下S曲线形触发器加强件。下S曲线形触发器加强件与上S曲线形触发器加强件隔开。[0009]优选但不是必须地，上s曲线形触发器加强件相对于下s曲线形触发器加强件反向，使得每个触发器加强件的S曲线的向内弯曲部分相对，并且每个触发器加强件的S曲线的向外弯曲部分相对。此外，优选但不是必须地，S曲线的向内弯曲部分与外壁相邻，以及S 曲线的向外弯曲部分与内壁相邻。s曲线的向内弯曲部分具有一定厚度，并且触发器加强件的与向内弯曲部分相邻的区域具有一定厚度。优选但不是必须地，S曲线的向内弯曲部分的厚度大于相邻区域的厚度。类似且同样优选但不排他地，S曲线的向外弯曲部分具有一定厚度，并且触发器加强件的与向外弯曲部分相邻的区域具有一定厚度，S曲线的向外弯曲部分的厚度大于相邻区域的厚度。本实用新型的挤压保险杠提供了一种持久、轻质、易于装配且制造低廉同时不牺牲碰撞性能的结构。由于本实用新型的保险杠是挤压的，所以保险杠梁的截面结构沿着保险杠梁的整个长度可以是均勻制造的。此外，s曲线形触发器加强件可在诸如向内弯曲部分和向外弯曲部分处具有较厚的区域同时相邻区域较薄，由此仅在需要这种材料厚度的位置提供适当的厚度，而不要求使用加强插入件。另一方面，本实用新型还提供一种具有车架的车辆所用的保险杠结构，包括一对支撑支架，附接至车架；保险杠，包括外壁、内壁、顶壁、底壁、连接外壁和内壁的第一 s曲线形触发器加强件、以及连接外壁和内壁的第二 S曲线形触发器加强件，第二 S曲线形触发器加强件与第一 S曲线形触发器加强件隔开。优选地，保险杠由轻质金属挤压而成。优选地，保险杠由铝基合金材料挤压而成。优选地，第一 s曲线形触发器加强件相对于第二 s曲线形触发器加强件反向，使得每个触发器加强件的S曲线的向内弯曲部分相对，并且每个触发器加强件的S曲线的向外弯曲部分相对。优选地，s曲线的向内弯曲部分与外壁相邻，以及s曲线的向外弯曲部分与内壁相邻。优选地，s曲线的向内弯曲部分具有厚度，并且触发器加强件的与向内弯曲部分相邻的区域具有厚度，s曲线的向内弯曲部分的厚度大于相邻区域的厚度。优选地，s曲线的向外弯曲部分具有厚度，并且触发器加强件的与向外弯曲部分相邻的区域具有厚度，s曲线的向外弯曲部分的厚度大于相邻区域的厚度。再一方面，本实用新型还提供一种用于车辆的挤压保险杠，包括第一壁；第二壁；第三壁，连接第一壁和所述第二壁；第四壁，连接第一壁和第二壁；第一 s曲线形触发器加强件，连接第一壁和第二壁；以及第二 s曲线形触发器加强件，连接第一壁和所述第二壁，第二 S曲线形触发器加强件与第一 S曲线形触发器加强件隔开。优选地，保险杠由铝挤压而成。优选地，第一 s曲线形触发器加强件相对于第二 s曲线形触发器加强件反向，使得每个触发器加强件的S曲线的向内弯曲部分相对，并且每个触发器加强件的S曲线的向外弯曲部分相对。[0024]优选地，s曲线的向内弯曲部分与第一壁相邻，以及s曲线的向外弯曲部分与第二壁相邻。优选地，s曲线的向内弯曲部分具有厚度，并且触发器加强件的与向内弯曲部分相邻的区域具有厚度，s曲线的向内弯曲部分的厚度大于相邻区域的厚度。优选地，s曲线的向外弯曲部分具有厚度，并且触发器加强件的与向外弯曲部分相邻的区域具有厚度，s曲线的向外弯曲部分的厚度大于相邻区域的厚度。本实用新型的有益效果在于，能够达到利用加强插入件形成的较重的传统保险杠的碰撞性能特性，同时使得保险杠实现碰撞载荷等于支撑纵向支架的碰撞载荷的最佳碰撞能量等级，而不存在非连续倒坍的风险。此外，在不牺牲保险杠的性能的情形下，减小结构的重量可以节省制造成本。虽然示出和公开了根据本实用新型的示例性实施例，但这种公开不应解释为限制权利要求。预期可以在不背离本实用新型的范围的情况下进行各种修改和可选设计。
为了更完整地理解本实用新型，现在将参见在附图中详细示出并通过以下本实用新型的实例描述的实施例，其中图1是以部分截面示出的现有技术挤压保险杠在其初始、预撞击条件下的一部分的局部透视图；图2是与图1相同但示出了当施加载荷时现有保险杠的早期变形的示图；图3是与图2相同但示出了当施加载荷时现有保险杠的后期变形的示图；图4是示出了负载对现有挤压保险杠的位移特性和本实用新型的挤压保险杠的位移特性的撞击研究结果的图表；图5是以部分截面示出的本实用新型的挤压保险杠的第一优选实施例在其初始、 预撞击条件下的一部分的局部透视图；图6是与图5相同但示出了当施加载荷时本实用新型的保险杠的早期变形的示图；图7是与图6相同但示出了当施加载荷时本实用新型的保险杠的后期变形的示图；以及图8是以部分截面示出的本实用新型的挤压保险杠的第二优选实施例在其初始、 预撞击条件下的一部分的局部透视图。
具体实施方式
在以下附图中，相同的参考标号将用于表示相同的部件。在以下描述中，针对不同构造的实施例描述各种操作参数和部件。这些特定的参数和部件被包括作为实例但不意味着对本实用新型的限制。参见图1，示出了总体上示为10的现有技术的挤压保险杠的一部分的局部透视图。以部分截面示出的保险杠10被示为处于初始、预撞击的情形中。如现有技术已知的，挤压保险杠10通过一对支撑纵向支架(示出了一个纵向支架 12)附接至车辆(未示出)。
5[0041]根据已知设计，保险杠10包括顶壁14、底壁16、前壁18和后壁20。前壁18和后壁20之间的延伸是上加强件22和下加强件M。如现有技术已知的，上加强件22和下加强件对不具有触发区域。参见图2和图3明显看出通过已知方式获得的具有加强件但不具有触发区域的挤压保险杠的难度，其示出了作用于保险杠上的撞击力的结果。首先，参见图2，示为F的撞击力被示出作用在挤压保险杠10上。图2所示的变形示出了在力F的撞击之后大约17毫秒保险杠如何表现。如图所示，上加强件22和下加强件M开始变形。在图3中，示出撞击力F进一步作用于挤压保险杠10。图3所示的变形示出了在力F的撞击之后大约34毫秒保险杠如何表现。如图所示，上加强件22和下加强件M充分变形。图1至图3所阐述的现有技术的保险杠示出了这种设计固有的急待解决的问题。 如图4所示，没有触发器的挤压保险杠10 (典型的挤压的铝保险杠)的峰值碰撞载荷(示为虚线沈)比其平均碰撞载荷高大约90%。在前支架中心线处获得峰值和平均碰撞载荷。 如图所示，在y轴上示出载荷(单位为千磅力)，以及在χ轴上示出位移(单位为英寸)。本实用新型的挤压保险杠通过提供具有双触发的挤压的铝保险杠克服了已知挤压的保险杠的问题。在图5至图8中阐述了本实用新型的挤压保险杠的第一优选实施例。 应该注意，在这些图中所示出的保险杠是示例性的而不是限制性的，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下可以对所公开的保险杠进行变化。参见图5，示出了总体上示为30的挤压保险杠。如参见图1至图3所示以及参见图1至图3所讨论的现有技术的保险杠10，挤压保险杠30通过一对支撑纵向支架(示出了一个纵向支架12)附接至车辆(未示出)。挤压保险杠30优选由铝基合金组成，尽管可以预想到保险杠30还可以由本领域技术人员已知的可挤压、轻质但坚固的其他材料形成。保险杠30包括顶壁32、底壁34、前壁36和后壁38。本实用新型的双挤压双触发机构由在前壁36和后壁38之间延伸的上触发器40、以及在前壁36和后壁38之间延伸的下触发器46形成。如图5所示，上触发器40和下触发器46都具有大致为s曲线的横截面。具体地， 上触发器40具有向内弯曲部分42和向外弯曲部分44。下触发器46具有向内弯曲部分48 和向外弯曲部分50。优选但不是必须地，向内弯曲部分42和48可以与保险杠30的前壁 36相邻，以及向外弯曲部分44和50可以与后壁38相邻。在所示设计中，可以结合附加的触发器。在图6和图7中示出了撞击力的有利结果。首先，参见图6，示为F的撞击力被示出作用在挤压保险杠30上。图6所示的变形示出了在力F撞击之后大约17毫秒保险杠如何表现。如图所示，上触发器40和下触发器46开始变形。在图7中，示出撞击力F进一步作用于挤压保险杠30。图7所示的变形示出了在力F撞击之后大约34毫秒保险杠30如何表现。上触发器40和下触发器46充分变形。作为图5至图7所示以及参见图5至图7所讨论的挤压保险杠的变型，在图8中阐述了本实用新型的第二优选实施例。参见图8，示出了表示为30'的挤压保险杠。根据该可选实施例，挤压保险杠30'包括顶壁32'、底壁34'、前壁36'和后壁38'。与图5至图7所示的第一优选实施例类似，第二优选实施例的双挤压双触发机构包括在前壁36' 和后壁38'之间延伸的上触发器40'以及在前壁36'和后壁38'之间延伸的下触发器 46'。与本实用新型的第一优选实施例相同，第二优选实施例的上触发器40'和下触发器46'都具有大致为s曲线的横截面。上触发器40'具有向内弯曲部分42'和向外弯曲部分44'。下触发器46'具有向内弯曲部分48'和向外弯曲部分50'。如图8所示，向内弯曲部分42'和48'以及向外弯曲部分44'和50'中的一个、一些或所有可以比弯曲部分的相邻区域厚。如果较厚，则厚度值可以从一个弯曲部分到另一弯曲部分而变化，或者可以在各个弯曲部分中保持恒定。不管是哪个实施例，本实用新型的挤压保险杠都使得保险杠可以实现碰撞载荷等于支撑纵向支架的碰撞载荷的最佳碰撞能量等级，而不存在非连续倒坍的风险。在没有图5 至图8所示以及参见图5至图8讨论的嵌入的双触发加强件机构的情形下，不可能有这个结果。如图4所示并参见实线60，没有现有技术的非触发保险杠10的相关碰撞峰值(线 26)的、本实用新型的保险杠中的平均碰撞载荷具有两个优点。第一，碰撞载荷结构使得本实用新型的挤压保险杠在低速刚性屏障测试中可以实现最佳的等径程(square stroke) 0 第二，该碰撞载荷结构使得保险杠在高速、完全正面和偏移撞击下可以管理更高碰撞能量。因此，图5至图8所示以及结合图5至图8描述的所公开的具有双触发加强件机构的挤压保险杠的优点是，低速刚性屏障撞击下的最佳等径冲程、高速撞击下的较高碰撞能量管理、以及可控的峰值碰撞载荷对平均碰撞载荷的比率。前面的讨论公开和描述了本实用新型的示例性实施例。本领域的技术人员可以根据这种讨论、附图和权利要求容易地意识到，在不背离由以下权利要求限定的本实用新型的真正精神和范围的情况下，可以进行各种改变、修改和变化。
权利要求1.一种用于车辆的挤压保险杠，其特征在于，包括外壁；内壁；顶壁，连接所述外壁和所述内壁；底壁，连接所述外壁和所述内壁；上S曲线形触发器加强件，连接所述外壁和所述内壁；以及下s曲线形触发器加强件，连接所述外壁和所述内壁，所述下s曲线形触发器加强件与所述上s曲线形触发器加强件隔开。
2.根据权利要求1所述的挤压保险杠，其特征在于，所述保险杠由轻质金属挤压而成。
3.根据权利要求1所述的挤压保险杠，其特征在于，所述保险杠由铝基合金材料挤压而成。
4.根据权利要求1所述的挤压保险杠，其特征在于，所述上s曲线形触发器加强件相对于所述下s曲线形触发器加强件反向，使得每个触发器加强件的s曲线的向内弯曲部分相对，并且每个触发器加强件的s曲线的向外弯曲部分相对。
5.根据权利要求4所述的挤压保险杠，其特征在于，所述s曲线的所述向内弯曲部分与所述外壁相邻，以及所述s曲线的所述向外弯曲部分与所述内壁相邻。
6.根据权利要求4所述的挤压保险杠，其特征在于，所述s曲线的所述向内弯曲部分具有厚度，并且所述触发器加强件的与所述向内弯曲部分相邻的区域具有厚度，所述s曲线的所述向内弯曲部分的厚度大于所述相邻区域的厚度。
7.根据权利要求6所述的挤压保险杠，其特征在于，所述s曲线的所述向外弯曲部分具有厚度，并且所述触发器加强件的与所述向外弯曲部分相邻的区域具有厚度，所述s曲线的所述向外弯曲部分的所述厚度大于所述相邻区域的所述厚度。
8.一种具有车架的车辆所用的保险杠结构，其特征在于，包括一对支撑支架，附接至所述车架；保险杠，包括外壁、内壁、顶壁、底壁、连接所述外壁和内壁的第一 s曲线形触发器加强件、以及连接所述外壁和内壁的第二 s曲线形触发器加强件，所述第二 s曲线形触发器加强件与所述第一 s曲线形触发器加强件隔开。
9.根据权利要求8所述的保险杠结构，其特征在于，所述第一s曲线形触发器加强件相对于所述第二 S曲线形触发器加强件反向，使得每个触发器加强件的S曲线的向内弯曲部分相对，并且每个触发器加强件的S曲线的向外弯曲部分相对。
10.一种用于车辆的挤压保险杠，其特征在于，包括第一壁；第二壁；第三壁，连接所述第一壁和所述第二壁；第四壁，连接所述第一壁和所述第二壁；第一 S曲线形触发器加强件，连接所述第一壁和所述第二壁；以及第二 S曲线形触发器加强件，连接所述第一壁和所述第二壁，所述第二 S曲线形触发器加强件与所述第一S曲线形触发器加强件隔开。
专利摘要本实用新型公开一种用于车辆的挤压保险杠，包括外壁；内壁；顶壁，连接外壁和内壁；底壁，连接外壁和内壁；上s曲线形触发器加强件，连接外壁和内壁；下s曲线形触发器加强件，连接外壁和内壁，下s曲线形触发器加强件与上s曲线形触发器加强件隔开。还提供具有车架的车辆所用保险杠结构，包括一对支撑支架，附接至车架；保险杠，包括外壁、内壁、顶壁、底壁、连接外壁和内壁的第一s曲线形触发器加强件、连接外壁和内壁的第二s曲线形触发器加强件，第二与第一s曲线形触发器加强件隔开。本实用新型能达到利用加强插入件形成的较重传统保险杠的碰撞性能，同时使保险杠实现碰撞载荷等于支撑纵向支架的碰撞载荷的最佳碰撞能量等级，而不存在非连续倒坍风险。
文档编号B60R19/04GK201998933SQ20112005090
公开日2011年10月5日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月25日
发明者穆罕默德·里达·巴库什, 赛义德·努斯尔 申请人:福特环球技术公司