汽车碰撞缓冲器的制造方法
【专利摘要】汽车碰撞缓冲器是一种用來控制汽车碰撞能量释放的特殊装置，它的外形很象一个阻尼缸，在一个金属圆筒内装有约干组(通常採用10组、15组、20组三种)具有对金属片進冲裁能力的单元体，每一组单元体由三个零件零件组成(即一个环形外刀片，一个环形内刀片，一个环形耗能金属片)。在汽车发生正面或首尾碰撞时，在外力的作用下，筒内的金属片被内外刀片一个接着一个的冲裁，直到无力冲切为止。撞车时产生的巨大能量在冲裁金属片的过程中被耗尽，由于缓冲器是安装在汽车底盘大梁的前端，汽车大梁上受到的冲击力被金属片的抗冲切能力限制在一个安全的泛围内，所以汽车大梁不会变形，装在汽车发动机舱里的发动机、水箱……等配件也都能得到保护，汽车驾驶室也就不会被撞坏，汽车和司乘人员得到可靠的安全保护。
【专利说明】汽车碰撞缓冲器
[0001](一 )【技术领域】:本发明是属于汽车防撞装置的改进。
(二)技术背景:
[0002]本人在2008年申请的实用新型专利技术(申请号:2008.20008906.8)授权后的，3年里，先后進行了数十次的反复试验，取得了圆满成功，针对撞车试验中暴露出來的问题和不足，又在原设计的基础上進行了多次的改進，制造出比较理想的样机，现在设计图纸已经定型，可以投入批量生产了，定型的产品比原设计有了很大的改進，为了确保这一科研成果不被他人盗用，有必要向国家专利局申请新的专利。
(三)
【发明内容】
:
[0003]本发明任务的实现方法与原发明相似，即提供一种能够保护各种类型的汽车(其中包括各种类型的轻型和重型汽车)撞车安全的通用装置，这一装置与汽车保险杠配套使用，可以从根本上解决汽车的正面和首尾相撞时的安全问题。本发明生产的产品在汽车上的安装位置和使用方法与原发明一样，在此略。本发明是一个比较简单的机械装置，是在对原实用新型進行撞车试验取得经验的基础上加以改进获得的，其结构特征与原发明的区别之处如下:
[0004]①、改用压配合的装配方法代替螺丝钉的紧固方式(即取消原专利说明书图中的6*两端的两个螺絲钉12*)，以消除因螺丝松动而造成故障的隐患。
[0005]②、将原专利说明书附图中的I*分解成两个零件(即改为本专利说明书附图中的I*和3*两个零件)，为内刀片的压缩活动提供条件。
[0006]③、将原设计中的外刀片比内刀片薄3毫米改为外刀片比内刀片厚3毫米(参看原专利说明书附图和现专利说明书附图)，以增加外刀片的承受涨力的能力，减少和克服潜在的外刀片裂纹和破损率。原设计中相邻的两个外刀片之间留有的3毫米的空隙被取消，将这一空隙移到内刀片的串接之中，在整个撞车过程中，靠内刀片的位移來切割金属片(参看原专利说明书附图和现专利说明书附图)。
[0007]④原设计中金属片的冲切顺序是从缓冲器的最右边的一个开始向左依次进行(系指专利说明书附图的图面布置而言)，而新设计正相反，是从缓冲器里的金属片最左边的一个开始，依次向右进行。
[0008]⑤、取消了原设计中的导向套(参看原专利说明书附图中的第10*)，改用外刀片自行导向，使缓冲器的长度减少了 37到82毫米，这样做不但有利于汽车的改装而且也减少了缓冲器的重量，降底了生产成本。在第三个金属片被切断之后，固定内刀片的芯杆开始外露，随后每多冲一个金属片外露杆就增长3晕米。
[0009]本发明的典型结构是按照能连续冲切15个金属片的功能设计的，外刀片和内环刀片的件数相同，外刀片的厚度比内刀片厚度大3毫米，在发生撞车事故时在外力的作用下，内刀片与外刀片错位，第一个金属片被切断，此时一个环形金属片被裁成两个环形金属片，撞车时产生的能量在冲切金属片的过程中被消耗了一部分，接着再进行第二个金属片的冲裁过程.........。撞车时产生的巨大能量就是这样在连续不断的冲切金属片的过程中被
逐渐消耗掉，直到无力冲切为止。由于缓冲器是安装在汽车受力大梁上，金属片是被一个接着一个的冲切，所以在整个的冲切金属片的过程中作用在汽车大梁上的力始终保持在冲切一个金属片产生的力的范围内。金属片的厚度是按不同车型的汽车大梁的承受能力而选定的，所以汽车大梁不会被冲坏，十分安全。在整个撞车事故中受到破坏的只是缓冲器里事先装进去的用以消耗能量的金属片，缓冲器里的其它构件不会被破坏。这种缓冲器中的外刀片设计比较单薄，在较为严重的事故中有可能出现裂纹或破碎现象，但它不会影响缓冲器的功能，撞车后换上新的即可恢复其原有使用功能，缓冲器仍可继续使用。所以其使用和维护费用很低，易被用户接受。
(四)【专利附图】
【附图说明】:
[0010]图1、缓冲器的结构示意图:表示撞车前缓冲器的内部结构状态。
[0011]图2、缓冲器的工作原理图:表示假设发生了较为严重的撞车事故，缓冲器里的15个金属片全部都被切开，缓冲器充分发挥作用后，各构件和金属残片的相对位置。
[0012](五)具体实施方法:
[0013]参照图1、2、所示，缓冲器是一个外形为圆柱体的机械装置，整个结构都装在筒形件8*里,其中外刀片5*和内刀片6*被金属片7*分割开来，15个外刀片和导向环3*与外筒8*采取滑动配合的组合形式，靠两端的弹性卡环2*固定其位，15个内刀片和15个金属片7*都是靠内孔定位，並用芯柱9*将其串在一起，用芯柱9*上的一个弹性卡环10*将其锁住，采用压配合的装配方法，将撞杆I*、内刀片4*和芯柱9*组合成一体，由于15个金属片的阻隔作用，内外刀片各就其位不会分离。
[0014]当两车发生正面或首尾相撞事故時，汽车保险杠将外力传给装在保险杆两端的缓冲器前端的撞杆I*，撞杠I*将外力P传给第一个内刀片4*,使其压向第一个金属片7*,因金属片被外刀片5*卡住，当作用在第一个金属片上的力超过金属片的承受能力时，这个金属片就被切断，第一个金属片被切断后，第一个金属片的残片压向第二个内刀片，並向第二个金属片施压，开始了对第2个金属片的冲切过程，依照这样的程序金属片一个接着一个的被切断，每切断一个金属片就消耗一部分能量，直到剩下能量小到切不开金属片为止。由于缓冲器安装在汽车受力大樑上，金属片又是一个接着一个的有序冲切，所以在整的撞车过程中，作用在汽车大樑上的力始终被控制在冲切一个金属片所产生的力的范围内，那些使汽车大梁变形而毁车的力不会发生，汽车被保护下來。这种缓冲器是一种被动安全的机械装置，专门在发生撞车事故后发挥作用，其安全性十分可靠。
[0015]通过撞车试验得知，同一金属片在不同的车速下，其抗冲切的能力不同，车速越高抗冲切的能力越差。这是因为汽车碰撞时的能量与汽车行驶速度的平方成正比(碰撞能量E = l/2m V2)。能量越大，冲切金属片所需要的力就越小。所以随着车速的提高金属片的抗冲击能力急聚下降，这一特性显明了用冲切金属片的手段制作缓冲器是非常明智之举，但是它又给这一技术的实施带來极大的困难。为解决高速行驶中的安全，增加冲切金属片的数量无疑是一种好方法，但是这将会使缓冲器变得很长，给使用代來无法克服困难，因此不可取。採用增加金属片的厚度的方法也可以弥补因速度提高而降低的抗冲剪力的损失，然而加厚的金属片会使其在低速行驶中撞车時的抗冲剪能力增大，威胁汽车大樑的安全，降低汽车碰撞缓冲器的安全性......。
[0016]採用不同厚度的金属片组合使用的方法可以解决上述矛盾，経过试验认为用1.5、
2.0、2.5三种厚度组合为宜，例如10片一组的用2个1.5、6个2.0、2个2.5的组合；15片一组的用3个1.5、10个2.0两个2.5的组合；20片一组的用3个1.5、14个2.0、3个2.5的组合。这种解决方案是考虑到撞车时的车速是未知的，当发生低速或中速撞车时，首先由薄的金属片先接触，一般低速碰撞時，前面的几个薄一点的金属片就够用的了，当前面薄一点的(1.5)的金属片全都被冲切了，这说明车速比较高了，進而冲厚一点的(2.0)金属片，如果2.0的全都被冲切了这说明车速过高了，在其后再加上几个更厚(2.5)的金属片加以阻拦，以减少对汽车的伤害，降低损失。
[0017]以使用最多的小型汽车为例，按其自重1500kg到2000Kg考虑，经过实车碰撞实验，认为实施的合理方式为:1个缓冲器里装15个金属片时(这15个金属片由3个1.5、10个2.0、2个2.5组合)，缓冲器的最大尺寸:Φ 70X292，净重:6.5Kg/只，一辆车用两只合计重量:13Kg金属片用2毫米的45冷轧钢板制作，缓冲器里的刀片用45号钢或T8A钢制作。
【权利要求】
1.一种利用冲切金属片的手段來消耗汽车碰撞事故中产生的能量，达到保护汽车碰撞安全的机械缓冲装置。
2.根据权利要求1所述的机械装置的工作原理与本发明人在2008年申请的实用新型(申请号:2008.20008906.8)相似。
3.根据权利要求1所述的机械装置里，撞车时金属片被冲切的顺序是从最左边的第一个开始向右依次進行(系指说明书附图里所示位置)。
4.根据权利要求1所述的机械装置中的外刀片比内刀片厚3毫米(原申请的2008.20008906。8 正相反)。
5.根据权利要求1所述的机械装置，在发生撞车事故时，仅靠内刀片的位移來完成冲切金属片的工作，工作中外刀片固定不动。
6.根据权利要求1所述的机械装置，套筒内配制的用于消耗撞车能量的金属片，根据不同车型配备件数不一样，分别为10件/组、15件/组、20件/组三种，每一组里的金属片的厚度都有三种，(即1.5mm ;2.0mm ;2.5mm三种)。
7.根据权利要求1所述的机械装置在发生撞车事故时，在第3个金.属片被冲开后，固定内刀片的芯杆开始外露，外露量按每多切一个金属片增加3毫米计算。
【文档编号】B60R19/34GK103661186SQ201210385305
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2012年9月25日
【发明者】孙丕祥 申请人:孙丕祥