用于正面防鉆撞保護裝置的混合式四分之一模塊設(shè)計的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開總體上涉及用于在車輛（例如，卡車）中使用的正面防鉆撞（underrun)保 護件，以在發(fā)生碰撞時，防止較低的車輛（例如，轎車）被推到卡車下面。特別地，本公開涉 及一種金屬聚合物混合式防鉆撞保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 防鉆撞保護裝置被設(shè)計為在碰撞中防止較小的車輛被擠入較大的車輛下。例如， 在轎車與沒有防鉆撞保護件的重型卡車之間發(fā)生正面碰撞時，由于卡車的高度差（從地面 到保險杠）迫使轎車的前部分（例如，引擎蓋和引擎室）并且可能甚至擋風玻璃和轉(zhuǎn)向柱 進入卡車下面。因此，致力于開發(fā)一種正面防鉆撞保護裝置，以在發(fā)生正面碰撞時阻止較矮 的車輛駛?cè)胼^高的車輛下。
[0003] 規(guī)定管理正面防鉆撞保護裝置的沖擊性能。例如，ECE-R93要求正面防鉆撞裝置滿 足某些性能標準。特別地，ECE-R93涉及在角落（Pl)和中心（P3)區(qū)域處縱向施加的60, 000 牛頓（N)準靜態(tài)載荷（車輛重量的50%或者對于大約16噸的車輛而言最大80千牛頓）以 及在支撐區(qū)域（P2)處縱向施加120, 000N準靜態(tài)載荷（車輛重量的100%或者對于大約16 噸的車輛而言最大160kN)的分析（見圖1)。最大許用變形是400毫米（mm)。
[0004] 通常，正面防鉆撞保護裝置由鋼制成，并且裝配在高大車輛（例如，從保險杠到地 面的距離大于400mm的車輛）的正面上。然而，這個裝置是重型和勞動密集型的。例如，鋼 裝置通常需要復雜制造，包括多個焊接。此外，鋼裝置通常包括需要復雜組裝的多個部件。
[0005] 因此，需要提供一種滿足確定安全規(guī)定的輕型、易于組裝且易于制造的正面防鉆 撞保護裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在各種實施方式中，公開了一種易于運輸和組裝的輕型正面防鉆撞保護裝置部 件。
[0007] 在一個實施方式中，一種用于防鉆撞保護裝置的部件可以包括：殼體構(gòu)件（10)， 該殼體構(gòu)件包括主體（100)和臂部（101)，該主體具有包括頂壁（103)、底壁（109)以及可 選的側(cè)壁（104)的基板（108)，該主體從所述基板（108)的一側(cè)延伸以形成殼體（115)，該 臂部從所述基板（108)的另一側(cè)延伸，其中，所述臂部（101)包括與所述基板（108)接觸的 基部（109)以及從基部（109)朝著連接區(qū)域（107)延伸的臂部側(cè)邊（105)，其中，所述臂部 側(cè)邊（105)形成臂部通道（113);主體聚合物嵌件（200)，包括主體嵌件肋部（202)和主體 嵌件通道（204)，其中，所述主體聚合物嵌件（200)位于所述殼體（115)內(nèi)；以及臂部聚合 物嵌件（300)，包括臂部嵌件肋部（302)和臂部嵌件通道（304)，其中，所述臂部聚合物嵌件 (300)位于所述臂部通道（113)中。
[0008] 在一個實施方式中，一種車輛可以包括：軌道；防鉆撞保護裝置；以及緩沖梁。
[0009] 通過說明性實施方式的以下詳細描述和附圖，使得前述特征和其他特征更加顯而 易見。
【附圖說明】
[0010] 在結(jié)合示例性而非限制性的附圖閱讀時，通過下文詳細描述，使得所描述的正面 防鉆撞保護裝置的特征變得顯而易見，并且其中，在一些附圖中，用相似的標號表示相似的 部件。
[0011] 圖1是用于測試標準的沖擊位置的示圖；
[0012] 圖2是混合模塊（例如，四分之一模塊）的一個實施方式的展開的后立體圖；
[0013] 圖3是圖2的混合模塊的展開的側(cè)立體圖；
[0014] 圖4是圖2的混合模塊的偵U立體圖；
[0015] 圖5是圖2的混合模塊的側(cè)立體圖；
[0016] 圖6是形成單個半模塊的圖2的兩個混合模塊的后視圖；
[0017] 圖7是形成單個半模塊的圖2的兩個混合模塊的前視圖；
[0018] 圖8是組裝為形成整個正面防鉆撞保護裝置的圖2的四個混合模塊的后視圖；
[0019] 圖9是組裝為形成整個正面防鉆撞保護裝置的圖2的四個混合模塊的前視圖；
[0020] 圖10是可以形成半模塊的另一個實施方式的兩個混合模塊的一個實施方式的展 開的前立體圖；
[0021] 圖11是半個混合模塊的另一個實施方式的展開的前立體圖；
[0022] 圖12是附接至車輛軌道（vehicle rail)的防鉆撞保護裝置的局部后立體圖，其 示出了兩個組裝的半模塊；
[0023] 圖13是附接至車輛軌道的防鉆撞保護裝置的局部后立體圖，其示出了四個組裝 的半模塊；
[0024] 圖14是附接至車輛軌道的防鉆撞保護裝置的局部側(cè)立體圖；
[0025] 圖15是示出了組裝的半模塊的防鉆撞保護裝置的一個實施方式的展開的前視 圖；
[0026] 圖16a至圖16c是聚合物嵌件幾何圖形的示意性示圖。
【具體實施方式】
[0027] 目前趨勢是使用鋼系統(tǒng)，但鋼系統(tǒng)非常重，并且需要復雜的制造和組裝。然而，人 們已經(jīng)確定，純聚合物構(gòu)件將不滿足用于正面防鉆撞保護裝置（例如，ECE-R93)的所有標 準。在本文中公開了輕型（與鋼系統(tǒng)相比）混合式正面防鉆撞保護系統(tǒng)。在本文中使用的 混合表示多材料系統(tǒng)（例如，由兩種或更多種材料構(gòu)成）。這些系統(tǒng)可以是單個單元或者 可以由幾個部件構(gòu)成，這些部件可以用于組合形成防鉆撞保護裝置并且滿足確定的安全要 求。目前公開的部件可以被制造、運輸以及進而組裝到正面防鉆撞保護裝置中，以能夠更緊 湊、容易地運輸?？蛇x地，這些模塊可以是可互換的四分之一模塊，其中，每個四分之一模塊 可用作半模塊的左側(cè)或右側(cè)?？商鎿Q地，四分之一模塊可以不同，以便形成半模塊的左半部 分或右半部分。所公開的正面防鉆撞保護裝置部件提供的優(yōu)點為：簡化了制造和組裝工藝， 并且降低所組裝的正面防鉆撞保護裝置的總重量，同時超過確定的安全要求。
[0028] 下面，表1示出了確定的安全要求。使用撞錘縱向地施加載荷。在圖1中示出了 載荷應用的位置。
[0031] *這些測試載荷施加于具有大于16噸的GVM的車輛，對于其他車輛而言，允許較小 的值并且其是車輛GVM的函數(shù)。
[0032] **這些測試載荷施加于具有大于20噸的GVM的車輛，對于其他車輛而言，允許較 小的值并且其是車輛GVM的函數(shù)。
[0033] 現(xiàn)有防鉆撞保護裝置可以滿足或者甚至超過在表1中列出的每個標準。而且，與 也滿足相同車輛的相同標準的鋼防鉆撞保護裝置相比，當前裝置可以通過大幅減小重量來 滿足或者甚至超過這些標準。重量減小可以大于或等于20 %，并且甚至大于或等于30 %。
[0034] 特別地，部件被設(shè)計為組裝在一起，以形成防鉆撞保護裝置。部件還被設(shè)計為與金 屬棒組合地使用以形成正面防鉆撞保護裝置。在一個實施方式中，部件被制造為單個防鉆 撞保護裝置，例如，不能分離地彼此連接（即，不損壞殼體構(gòu)件，就不能分開）。在另一個實 施方式中，部件被制造為該裝置的一部分，例如，防鉆撞保護裝置的八分之一、六分之一、四 分之一或一半。
[0035] 部件可以包括殼體構(gòu)件（例如，外殼）以及插入在殼體構(gòu)件內(nèi)的區(qū)域中的一個或 多個聚合物嵌件。殼體構(gòu)件向系統(tǒng)提供結(jié)構(gòu)完整性，并且能夠允許該系統(tǒng)通過更嚴格的測 試標準，例如，ECE-R93。殼體構(gòu)件可以包括金屬、聚合物等材料，例如，增強熱塑材料、增強 熱固性材料或者包括前述中的至少一個的組合。增強材料可以包括由碳、玻璃、塑料、金屬 以及包括前述中的至少一個的組合構(gòu)成的纖維（連續(xù)的、短切的、編織的等）。例如，殼體構(gòu) 件可以是例如由金屬或金屬合金構(gòu)成的金屬。在另一個實例中，殼體構(gòu)件可以包括碳纖維 增強聚合物。殼體構(gòu)件可以包括玻璃纖維增強聚合物。殼體構(gòu)件具有與在殼體構(gòu)件中的至 少一個嵌件不同的成分。
[0036] 可以使用各種模制工藝（例如，注射成型、熱成型、擠出成型等）制造的聚合物嵌 件具有肋部，以提供期望的剛度，同時有效地減少部件的總重量。聚合物嵌件可以具有肋部 結(jié)構(gòu)，例如，肋部和通道陣列。該結(jié)構(gòu)的蜂巢部可以是具有大于或等于5個側(cè)邊的形狀，例 如，五邊形、六邊形、七邊形、八邊形、諸如此類幾何圖形、以及包括至少一個上述幾何圖形 的組合，并且具體地，是六邊形幾何圖形。可選地，該結(jié)構(gòu)（例如，具有六邊形幾何圖形的蜂 巢部）具有壁部，該壁部延伸該結(jié)構(gòu)的長度，但是不在形成在其中的通道（例如，該通道可 以在兩端打開）之上延伸（例如，阻塞）?？蛇x地，肋部（多個肋部）可以設(shè)置在單獨的蜂 巢部內(nèi)。通過將擠出的塑料管結(jié)合在一起（將塑料蜂窩注射成型，擠出蜂窩結(jié)構(gòu)，或者通過 其他方式形成）可以制成聚合物蜂窩。例如，元件可以是共擠部件，其具有相同或不同材料 的蜂巢部，例如，相鄰的蜂巢部可以具有不同的材料成分?？蛇x地，在一些或所有蜂巢部中 具有泡沫。換言之，蜂巢部可以單獨地是中空的或者填充的，這樣使得通過填充特定的蜂巢 部、通過使用用于特定的蜂巢部的不同的材料、或者通過包括前述中的至少一個的組合，可 以改進結(jié)構(gòu)完整性。一種可能的填充材料是泡沫。
[0037] 聚合物嵌件的總尺寸取決于其在防鉆撞保護裝置內(nèi)的位置以及在殼體構(gòu)件中的 相關(guān)開口的尺寸。而且，增強材料的特征取決于在特定區(qū)域中期望的能量吸收特征，例如， 每個單位面積的蜂巢部的數(shù)量、蜂巢壁部的厚度以及塑料增強材料的特定材料。蜂巢部的 密度（每個單位面積的蜂巢部的數(shù)量）取決于期望的剛度、擠壓的特征以及所使用的材料。 在一些實施方式中，密度可以是每IOOmm 2具有1到20個蜂巢部，具體地，每IOOmm 2具有1 到10個蜂巢部，并且更具體地，每IOOmm2具有1到5個蜂巢部。根據(jù)期望的擠壓特征，蜂 巢部的直徑可以大于或等于12_，具體地，大于或等于15_。在不同的實施方式