專利名稱：漸進(jìn)的能量吸收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能量吸收器，及更具體地，涉及由片狀金屬沖 壓件構(gòu)造的能量吸收器，其漸進(jìn)地變形以吸收能量。
背景技術(shù)：
已知在汽車工業(yè)中采用能量吸收設(shè)備，特別用在機(jī)動車輛的前 面和后面上的沖擊緩沖器的裝配中。很多能量吸收結(jié)構(gòu)已發(fā)展，并 通常尋求在低成本及輕重量上提供有效的及可靠的能量吸收。
希望提供新的及改良的能量吸收器，其是輕量的、制造成本低 的，且其設(shè)計可以容易地調(diào)節(jié)，以達(dá)到希望的能量吸收等級。

發(fā)明內(nèi)容
能量吸收設(shè)備包括縱向延伸的管狀外殼組件，其從較小端至較 大端形成錐形，以便根據(jù)在其端部上縱向施加的作用力的強(qiáng)加，管
狀外殼將從較小端朝向較大端漸進(jìn)地塌陷。至少一個加強(qiáng)連結(jié)板(web) 位于管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并在長度上小于管狀結(jié)構(gòu)，并具有與首先塌陷 的管狀結(jié)構(gòu)的 一 個較小端間隔開的端部，以使僅在管狀外殼組件已 開始塌陷之后，連結(jié)板遭受漸進(jìn)的能量吸收塌陷?？蓱?yīng)用一個或多 個這種連結(jié)板，以便連續(xù)地并漸進(jìn)地塌陷和變形，以便以優(yōu)選的方 式吸收縱向施加的作用力。
本發(fā)明的更多的適用領(lǐng)域?qū)奶峁┯谝韵碌脑敿?xì)描述中變得顯 而易見。應(yīng)該理解，當(dāng)指示本發(fā)明的示例性實施例時，詳細(xì)描述和 特別的例子的意圖僅為舉例說明的目的，及不意味著限制本發(fā)明的 范圍。


從詳細(xì)描述和所附的附圖，將會更全面地理解本發(fā)明，附圖中
圖1為才艮據(jù)本發(fā)明的能量吸收器的立體圖2為從圖l的箭頭2-2方向獲取的截面圖3為圖1和圖2的能量吸收器的分解圖4為示出了經(jīng)受能量吸收塌陷和變形的能量吸收器的立體圖5為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的能量吸收器的分解圖6為圖5的能量吸收器的作用力相對于時間的曲線圖7為根據(jù)本發(fā)明的具有 一對連結(jié)板的能量吸收器的分解圖8為圖7的能量吸收器的作用力相對于時間的曲線圖9為根據(jù)本發(fā)明的具有一對連結(jié)板的能量吸收器的分解圖10為圖9的能量吸收器的作用力相對于時間的曲線圖。
具體實施例方式
下面的特定示例性實施例的描述實際上僅為示例性的，并不意 味著限制本發(fā)明、或是限制本發(fā)明的應(yīng)用或使用。
參照圖l、圖2及圖3，提供能量吸收器10以安裝于機(jī)動車輛上。 能量吸收器10的前端14處的前板12附接于前面的車輛緩沖器上，圖 中未示出，且能量吸收器的后端18處的后板16附接于車架橫梁上， 圖中未示出。各個車輛通常采用兩個能量吸收器IO,即， 一個在車 輛的前右側(cè)上，且一個在前左側(cè)上?？梢圆捎昧硪粚δ芰课掌?， 以將后緩沖器附接于車輛上。
能量吸收器10由多個沖壓金屬部件構(gòu)成，并包括上殼體20、下 殼體22、及加強(qiáng)連結(jié)板，加強(qiáng)連結(jié)板包括上連結(jié)板24及下連結(jié)板26。
最好地如示于圖2中的，上殼體20包括上壁30及側(cè)壁32和34。下 殼體22包括下壁38及側(cè)壁40和42。上殼體20和下殼體22組裝在一起， 以形成管狀結(jié)構(gòu)。尤其，上殼體20和下殼體22—起成為杯狀，且一 行點焊，如點焊46，形成于鄰接的側(cè)壁32和40之間，且一行點焊， 如點焊48,形成于鄰4妻的側(cè)壁34和42之間。
最好地如圖2所示，上連結(jié)板24包括連結(jié)板壁50及凸緣52和54， 凸緣52和54在連結(jié)板壁50的邊緣處向下折轉(zhuǎn)。上連結(jié)板24通過一行 焊點，例如形成于凸緣52和側(cè)壁32之間的焊點56,而附接于上殼體20 上，并通過一行焊點，例如形成于凸緣54和側(cè)壁34之間的焊點58， 而附接于上殼體20上。
圖2還示出下連結(jié)板26,包括連結(jié)板壁60及凸緣62和64，凸緣62 和64在連結(jié)板壁60的邊緣處向上折轉(zhuǎn)。下連結(jié)板26通過一行焊點， 例如形成于凸緣62和側(cè)壁40之間的焊點66 ，而附接于上殼體20上， 并通過一行焊點，例如形成于凸緣64和側(cè)壁42之間的焊點68，而附 接于上殼體20上。
如圖3所示，上連結(jié)板24和下連結(jié)板26在能量吸收器的前面處截 短，以短于上殼體20和下殼體22,并由此達(dá)不到與前板12相接觸。
上殼體的前面14具有裝配凸片(tab)70、 72和74,且下殼體22的前 面具有裝配凸片76、 78和80，其焊接于前板12上。相似的裝配凸片， 未示出，可以提供于上殼體20和下殼體22的后端處，以幫助附接至 后板16上。
圖4示出在能量吸收事件中，能量吸收器10經(jīng)受塌陷，其中，作 用于前板12和后板16的壓縮力超過能量吸收器10的柱形強(qiáng)度。如圖4 所示，能量吸收器10塌陷，且金屬變形開始于能量吸收器10的前面， 并朝向后面發(fā)展。再次參照圖1和圖3，見到上殼體20、下殼體22、 上連結(jié)板24及下連結(jié)板26的形狀和尺寸使得能量吸收器10具有管狀 形狀，管狀形狀為從前面14的較小截面至后面18的較大截面。尤其， 下殼體22的底部壁38在前面14上的寬度窄于后面18上的寬度。下殼 體22的側(cè)壁40和42在前面14上的高度小于后面18上的高度。相似地 形成上殼體20。另外，上連結(jié)板24和下連結(jié)板26在前面14上的寬度 窄于后面18上的寬度。而且，通過在上殼體20、下殼體22、上連結(jié) 板24及下連結(jié)板26中的目標(biāo)位置處預(yù)先形成縮進(jìn)處而提供多個塌陷
開始控制件82。這些塌陷開始控制件82與能量吸收器10的錐形形狀 協(xié)作，提供開始在前面14處的塌陷，及隨后在能量吸收事件過程中， 以可預(yù)知的前面至后面的發(fā)展引導(dǎo)受控制的塌陷。
圖5示出了一種能量吸收器，其包括上殼體20及下殼體22，但不 具有上連結(jié)板和下連結(jié)板。
圖6為圖5的能量吸收器的作用力相對于時間的曲線圖，并示出 作用力在曲線圖上的點90處快速地到達(dá)峰值，及隨后停止，直到當(dāng) 能量吸收器到達(dá)其塌陷的最后階段時，再次增高。然而，公知的是， 在機(jī)動車輛的能量吸收科學(xué)中，當(dāng)作用力和位移曲線圖是方波時， 得到最有效的能量吸收，即，作用力隨著能量吸收塌陷的時間和距 離而更接近一致。因此，希望作用力的曲線圖為更加大體水平的， 且峰值和谷值最小化。
圖7示出圖l-圖3的能量吸收器，其中， 一對截短的連結(jié)板包括上 連結(jié)板24和下連結(jié)板26,位于上殼體20和下殼體22的管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)。 如圖7可見，上連結(jié)板24和下連結(jié)板26彼此為相同的長度，但是比上 殼體20和下殼體22短，以使上連結(jié)板24和下連結(jié)板26的前端與前板12 間隔開。
圖8為圖5的能量吸收器的作用力相對于時間的曲線圖，并示出 當(dāng)塌陷開始時，作用力在曲線圖上的點92處快速達(dá)到峰值，并開始 下降。然而，當(dāng)前板12與上連結(jié)板24和下連結(jié)板26的前端接合時， 連結(jié)板將抵抗，且隨后開始塌陷，以使作用力將再次到達(dá)在94處的 峰值，并隨后再次停止。因此，相較在圖5和圖6的例子中的情況， 作用力更加是幾乎不變的。
圖9示出能量吸收器，其中一對截短的連結(jié)板包括上連結(jié)板24和 下連結(jié)板26，位于上殼體20和下殼體22的管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)。如圖9可見， 上連結(jié)板24短于上殼體20和下殼體22。下連結(jié)板26更短于上連結(jié)板 24。因此，上連結(jié)板24的前端與前板12間隔開，且下連結(jié)板26的前 端與前板12間隔開得更遠(yuǎn)。
圖10為圖9的能量吸收器的作用力相對于時間的曲線圖，并示出 當(dāng)塌陷開始時，作用力在曲線圖上的點96處快速達(dá)到峰值，并開始 下降。然而，當(dāng)前板12與上連結(jié)板24的端部接合時，上連結(jié)板24將 抵抗，及隨后開始塌陷，以使作用力將再次到達(dá)在98處的峰值，并 隨后再次下降。隨后當(dāng)前板12與下連結(jié)板26的端部接合時，下連結(jié) 板26將抵抗，隨后開始塌陷，使得在當(dāng)塌陷達(dá)到其最后階段再次升 高之前，作用力將再次到達(dá)在100處的峰值，然后開始下降。
本發(fā)明的前面的描述實際上僅為示例性的，因此，其變型意味 著在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。例如，雖然附圖示出使用兩個連結(jié)板的例 子，^f旦可以使用單個連結(jié)板，或可以使用兩個或更多連結(jié)板。特定 連結(jié)板的前面與前板間隔開的距離將決定某一點，在該點處連結(jié)板 將開始抵抗板12的移動，并隨后開始塌陷，并由此影響能量吸收。 而且，通過使連結(jié)板為不同的材料強(qiáng)度或厚度，可以進(jìn)一步調(diào)節(jié)連 結(jié)板。在殼體和連結(jié)板上提供的變形發(fā)起件82的數(shù)量，及變形發(fā)起 件的位置還可改變，以使能量吸收器能夠調(diào)節(jié)。
可以理解，可以將前板12和后板16焊接于能量吸收器10上進(jìn)行 裝配，或者，汽車緩沖器可以作為前板12，及車架可以作為后板16。 如果希望，可以設(shè)置能量吸收器10以使變形開始于后端處，而不是 前端處。另外，殼體可以設(shè)置為左殼體和右殼體，而不是如附圖所 示的上殼體和下殼體。另外，連結(jié)板可以設(shè)置成或者如附圖所示的 水平延伸或者垂直延伸。
因此，可見通過選擇加于管狀結(jié)構(gòu)的多個截短的加強(qiáng)連結(jié)板， 及通過適應(yīng)長度及其它連結(jié)板的特性，能量吸收器可以設(shè)計成提供 符合特定能量吸收要求的作用力及位移特性。
權(quán)利要求
1.一種能量吸收器，包括第一殼體及第二殼體，各個殼體具有縱向延伸邊緣部分，與相應(yīng)的另一殼體的邊緣部分相接合，并附接于其上，以使所述殼體協(xié)作形成具有由所述殼體限定的對立壁的管狀結(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu)具有縱向間隔開的端部，所述端部適于接收縱向方向施加的作用力；至少一個位于所述管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)的連結(jié)板，并具有在縱向方向延伸的壁，并具有附接于所述管狀結(jié)構(gòu)的對立壁上的縱向延伸的邊緣部分；由此，所述管狀結(jié)構(gòu)和所述至少一個連結(jié)板遭受塌陷和變形，以吸收所述縱向施加的作用力。
2. 如權(quán)利要求l所述的能量吸收器，其特征在于所述至少一 個連結(jié)板比所述第一殼體和所述第二殼體短，使得所述殼體最初變 形，以開始吸收所述縱向施加的作用力，并隨后在所述第一殼體和 所述第二殼體繼續(xù)變形過程中，所述至少一個連結(jié)板開始變形。
3. 如權(quán)利要求1所迷的能量吸收器，其特征在于'.所述第一殼 體和所述第二殼體成形為具有一個最初變形的縱向端，且所述至少 一個連結(jié)板比所述第一殼體和所述第二殼體短，并具有相應(yīng)的縱向 端，所述相應(yīng)的縱向端與最初變形的所述管狀結(jié)構(gòu)的所述一個縱向 端間隔開，以使最初變形和能量吸收經(jīng)由所述第一殼體和所述第二 殼體而發(fā)生，然后接下來的變形和能量吸收經(jīng)由所述第一殼體和所 述第二殼體和所述至少一個連結(jié)板的變形而發(fā)生。
4. 如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，其特征在于多個連結(jié)板 位于所述管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并彼此為各種長度，且所述多個連結(jié)板中 的每一個與所述管狀結(jié)構(gòu)的所述縱向端間隔開，以使根據(jù)所述能量 吸收器漸進(jìn)的塌陷，所述第一殼體和所述笫二殼體最初塌陷，然后 所述多個連結(jié)板連續(xù)地接合并變形，以連續(xù)地促進(jìn)能量吸收。
5. 如權(quán)利要求4所述的能量吸收器，其特征在于所述多個連 結(jié)板中的至少一個與所述多個連結(jié)板中另外中的至少一個相比為不 同的金屬厚度。
6. 如權(quán)利要求4所述的能量吸收器，其特征在于前板和后板 分別附接于所述第一殼體和所述第二殼體的前端和后端，且所述多 個連結(jié)板間隔開并脫離與所述前板的接觸，但是在所述第 一 殼體和 所述第二殼體的塌陷過程中，變成由此而接合。
7. 如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，其特征在于所述塌陷開 始控制件在所述第一殼體和所述第二殼體和所述至少一個連結(jié)板中 形成。
8. 如權(quán)利要求1所述的能量吸收器，其特征在于前板和后板 分別附接于所述上殼體和所述下殼體的所述前端和所述后端。
9. 如權(quán)利要求4所述的能量吸收器，其特征在于塌陷開始控 制件在所述第一殼體和所述笫二殼體中形成，且前板和后板分別附 接于所述笫一殼體和所述第二殼體的前縱向隔開端和后縱向隔開 端。
10. 如權(quán)利要求9所述的能量吸收器，其特征在于所述塌陷 開始控制件還在所述多個連結(jié)板的至少一個中形成。
11. 一種能量吸收器，包括縱向延伸的管狀外殼組件，其從較小端至較大端形成錐形，以 使根據(jù)縱向施加的作用力在其端部上的強(qiáng)加，所述管狀外殼體將從 所述較小端朝向所述較大端漸進(jìn)地塌陷；至少一個連結(jié)板，其位于所述管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)；所述至少一個連 結(jié)板在長度上短于所迷管狀結(jié)構(gòu)，并具有與首先塌陷的所述管狀結(jié) 構(gòu)的一個較小端間隔開的一端，使得在所述管狀外殼組件已開始塌 陷之后，所述連結(jié)板遭受漸進(jìn)的能量吸收塌陷；由此，所述管狀結(jié)構(gòu)和所述至少一個連結(jié)板遭受連續(xù)的和漸進(jìn) 的塌陷及變形，以吸收所述縱向施加的作用力。
12. 如權(quán)利要求ll所述的能量吸收器，其特征在于所述至少 一個連結(jié)板包括縱向延伸的壁，和附接于所述管狀結(jié)構(gòu)上的縱向延 伸的邊緣。
13. 如權(quán)利要求12所述的能量吸收器，其特征在于所述管狀 外殼包括焊接在 一起的第一殼體和第二殼體。
14. 如權(quán)利要求11所述的能量吸收器，其特征在于多個連結(jié) 板位于所述管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并彼此為各種長度，且所述多個連結(jié)板 中的每一個與所述管狀結(jié)構(gòu)的縱向端間隔開，以使根據(jù)所述能量吸收器的漸進(jìn)的塌陷，上殼體和下殼體最初塌陷，然后所述多個連結(jié) 板連續(xù)地接合并變形，以連續(xù)地促進(jìn)能量吸收。
15. 如權(quán)利要求ll所述的能量吸收器，其特征在于所述管狀 結(jié)構(gòu)包括焊接在一起的第一殼體和第二殼體，且所述連結(jié)板具有縱 向壁，和悍接于所述管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的縱向延伸的邊緣部分。
16. —種能量吸收器，包括第一殼體及第二殼體，各個殼體具有縱向延伸的邊緣部分，與 另一殼體的相應(yīng)的邊緣部分相接合，并附接于其上，以使所述殼體 協(xié)作形成具有由所迷殼體限定的對立壁的管狀結(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu) 具有縱向間隔開的端部，所述端部適于接收縱向方向施加的作用力， 并配置成最初在所述管狀結(jié)構(gòu)的一端處塌陷，隨后朝向所述管狀結(jié) 構(gòu)的另一端漸進(jìn)地塌陷；第一連結(jié)板，其具有附接于所述管狀結(jié)構(gòu)的所述對立壁上的縱 向延伸的邊緣部分；第二連結(jié)板，其具有附接于所述管狀結(jié)構(gòu)的所述對立壁上的縱 向延伸的邊緣部分；至少一個所述連結(jié)板，其具有與最初塌陷的所述管狀結(jié)構(gòu)的所 述一端間隔開的端部，使得在所述管狀結(jié)構(gòu)的塌陷開始之后，所述 至少一個連結(jié)板開始塌陷。
17.如權(quán)利要求16所述的能量吸收器，其特征在于所述笫一 連結(jié)板和所述第二連結(jié)板都具有與所述管狀結(jié)構(gòu)的 一端間隔開的端 部，使得在所述管狀結(jié)構(gòu)的塌陷開始之后，所述第一連結(jié)板和第二 連結(jié)板都開始塌陷。
18.如權(quán)利要求17所述的能量吸收器，其特征在于所述第一 連結(jié)板和所述第二連結(jié)板彼此為不同的長度。
全文摘要
一種能量吸收設(shè)備包括縱向延伸的管狀外殼組件，從較小端至較大端形成錐形，以使根據(jù)縱向施加的作用力在其端部上的強(qiáng)加，管狀外殼體將從較小端朝向較大端漸進(jìn)地塌陷。至少一個加強(qiáng)連結(jié)板位于管狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，并在長度上小于管狀結(jié)構(gòu)，并具有與首先塌陷的管狀結(jié)構(gòu)的一個較小端間隔開的端部，以使僅在管狀外殼組件已開始塌陷之后，連結(jié)板遭受漸進(jìn)的能量吸收塌陷?？蓱?yīng)用一個或多個這種連結(jié)板，以連續(xù)地并漸進(jìn)地塌陷和變形，以優(yōu)選方式吸收縱向施加的作用力。
文檔編號B62D21/15GK101177149SQ200710168299
公開日2008年5月14日 申請日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者G·D·布賴爾, J·E·里奇, S·A·譚 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司