降低行人伤害的保险杠制造技术

一种汽车保险杠系统（２０）包括带有中央通道（５３、５４、５６、５７、６１）及末端部分（３４）的减能器（２２），该通道及末端部分吸收崩塌能量并用于对被碰撞的行人施加横向力（３１、３１’、３９’、３９”）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及载客汽车的保险杠，其用于降低碰撞时对行人的伤害，尤其涉及具有减能器的保险杠，该减能器被充分利用来在被撞击的行人起初被碰撞之后，由保险杠提供较柔和的初始碰撞以及“投掷”力。
技术介绍
在美国，已设计了自动保险杠系统，用于阻抗低车速及高车速所造成的损害，并用于在高碰撞速度情况下的高能量吸收。近年来，行人安全已开始受到越来越多的注意。然而，为行人安全所设计的保险杠，由于有许多互相冲突的功能上的要求而变得复杂。明显的问题是，人体不能经受高能量的碰撞，也经受不起实质上不伤害肌肉及骨骼组织的急速碰撞。然而，难以降低碰撞时从保险杠转移到行人身上的能量的量级和速率，尤其是难以降低由于“急速”碰撞而立即转移的能量，因为汽车保险杠通常被限制为被保险杠之后一些部件例如散热器及其他发动机部件相对柔和地撞击的，以及限制为被其他前端部件和支承结构所撞击的。这种情况在较小的及较为紧凑的汽车上尤其真实。另外，保险杠必须由坚固的材料制造，以便随着时间的流逝也保持其形状和外观，并提供其作为汽车“保险杠”的主要功能，即推开物件并防止汽车被损伤。由于空气动力学方面的设计考虑，也使问题变复杂了，在这种情况下，保险杠系统的角落被后掠而弯曲进汽车翼子板中，这样又进一步限制了保险杠的行程及保险杠崩塌或折曲的能力。还有，由于保险杠齐膝盖高，从而与行人有关的汽车事故往往牵涉到对行人膝盖的外伤，问题就更为复杂了。在碰撞时，关节和暴露着的骨骼尤其容易受伤。相应地，就要求保险杠系统解决上述问题，并具有上述优点。
技术实现思路
从本专利技术的一个方面来看，汽车所用保险杠系统包括适应于连接在汽车上的横梁，以及与横梁的表面相接合的减能器。减能器具有如下各部分顶部水平部分，此部分由上部前壁所连接的顶壁与上部中段壁所限定；底部水平部分，此部分由下部前壁所连接的底壁与下部中段壁所限定；以及中部水平部分，此部分由中部前壁所连接的上部中段壁与下部中段壁所限定。顶部及底部的水平部分包括顶部及底部的前部前端部分(front nose sections)，所述前端部分延伸在中部前壁前方，并在中部前壁前方限定着该前端部分之间的水平通道。前部前端部分被构造在初始碰撞冲程期间形成第一级别能量吸收的，所述这一冲程使一个或两个前部前端部分都崩塌，而顶部、中部及底部水平部分则在持续碰撞冲程期间形成较高的第二级别能量吸收，所述这一冲程使对着横梁表面的减能器崩塌。饰带镶条(fascia)覆盖着减能器和横梁。通过此种布置，在初始前部碰撞冲程期间，顶部及底部的前部前端部分就形成较低的能量吸收，以“抓获”被碰撞物体例如人的膝盖，并在接下来的进一步持续碰撞冲程期间，顶部、中部及底部水平部分挤压(crush)而形成增大的能量吸收。从本专利技术的另一个方面来看，汽车所用保险杠系统包括适应于连接在车上的横梁，并具有纵向弧度(curvature)，当从其安装在汽车上的位置上方看去时，所述弧度的形状被构造成与汽车前部的空气动力学曲线形状匹配的。保险杠系统还包括与横梁的表面相接合的减能器。减能器具有顶部水平部分，此部分由上部前壁所连接的顶壁与上部中段壁所限定；还具有底部水平部分，此部分由下部前壁所连接的底壁与下部中段壁所限定，从而使顶部及底部的水平部分包括向前延伸的顶部及底部的前部前端部分。顶部及底部的每个前端部分都是半刚性的，但都是能以把顶部前壁与底部前壁之一或二者垂直移动的平行四边形运动而崩塌的，从而在发生前部碰撞的初始冲程期间一旦接受水平的前部碰撞时，水平的碰撞力就至少部分地被转换成垂直力。通过这种布置，在第一部分前部碰撞期间，顶部及底部的前部前端部分就形成较低的能量吸收，以“抓获”被碰撞物体例如人的膝盖，并在接下来的进一步持续碰撞冲程期间，顶部、中部及底部的水平部分挤压而形成增大的能量吸收。从本专利技术的又一个方面来看，汽车所用保险杠系统包括适应于连接在车上的横梁，并具有从其安装在汽车上的位置上方看去时的弯曲的纵向形状，横梁包括处于横梁末端上的装配件(mounts)。减能器与横梁表面接合。减能器具有与所述横梁表面相接合的中部部分，还具有从所述中部部分朝外延伸并至少局部围绕着横梁相关末端的末端部分。每个所述末端部分均具有扩大的自由端部，以及使自由端部与中部部分的末端相连接的过渡部分。减能器末端部分的每个过渡部分均被构造成在角落碰撞所引起的第一部分保险杠冲程期间形成较低能量吸收的，并被构造成扭转挤压的，从而扩大的自由端部就向后摆动并“抓获”被碰撞物体例如人的膝盖，并在接下来的进一步持续部分保险杠冲程期间，过渡部分形成增大的能量吸收以及反作用力，从而由于减能器中所产生的与碰撞路线(a line of impact)不平行的抵抗力，以及由于被碰撞物体沿着自由端部的斜面滑动的缘故，就使自由端部推开被碰撞物体。从本专利技术的又一个方面来看，一种方法包括几个步骤，即构造保险杠系统，该系统包括坚硬横梁以及处于横梁表面上的减能器。减能器具有顶部、中部及底部几个部分，顶部部分及底部部分限定着从中部部分向前延伸的前端部分。在中部部分前方，前端部分限定着其自己之间的空间，顶部及底部的前端部分被构造成一旦发生碰撞时就以平行四边形运动而偏移的，并以平行四边形运动而垂直地移动前端部分中的至少一个部分，以回应水平指向保险杠系统前部的碰撞，从而指向被碰撞的人膝盖上的能量，就被转换成顺着基本上垂直于碰撞线路并背离汽车保险杠系统而指向该人的投掷力。本专利技术的目的包括提供一种适应于在碰撞初始阶段期间起初“抓获”某人的保险杠系统，其在初始阶段期间把较小的能量及力传递给该人和/或以较慢的速率传递力，并因此而很可能只造成较小的伤害。本专利技术的目的还包括使传递给人的碰撞力重新定向，使该力从平行于碰撞方向的线路变为朝上或朝下的方向(在前方碰撞的情况下)或变为横向的(在角落碰撞的情况下)。通过这些行为，被碰撞的人起初被“抓获”，且接着顺着与碰撞线路相背离的方向而被“投掷”，因此就降低伤害，并降低对汽车保险杠系统的损伤。专业人员只要研读下文的说明、权利要求书及附图，就会理解及重视本专利技术的这些及其他的方面、目的及性能。附图说明图1的侧视正视图，显示实施本专利技术的汽车上的保险杠系统；图2的透视图，显示图1所示保险杠系统；图3至图5的放大视图，显示图1所示保险杠系统，其中，图3显示还未前部碰撞到人的膝盖和腿上时的保险杠系统，图4显示初始部分前部碰撞到膝盖和腿期间的保险杠系统，以及图5显示持续部分前部碰撞期间的保险杠系统；图6的平面图，显示图1所示保险杠系统，图中所包括的假想线(phantom line)显示减能器前端部分的初始崩塌/偏移，短划线显示减能器的次级挤压，且点划线显示减能器变形而伸直的情况，图6还显示点线，该点线描画出使用本减能器的结果，该减能器带有高度硬化的横梁，该横梁既不会崩塌，基本上也不会变形；图7的力偏移曲线图(force-deflection curve)，显示对图1所示保险杠系统发生碰撞时减能器的情况；图8至图10的示意平面图，显示角落碰撞的顺序，其中，图8显示角落即将被碰撞之前的保险杠系统的角落，图9显示初始部分角落碰撞期间的角落，且图10显示持续部分角落碰撞期间的角落。具体实施例方式汽车保险杠系统20(见图1至图2)包括横梁21以及减能器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种汽车所用保险杠系统，包括：与汽车相连接的横梁，且该横梁具有纵向弧度，当从其安装在汽车上的位置上方看去时，所述弧度的形状被构造成与汽车前部的空气动力学曲线形状匹配；与横梁表面相接合的减能器，该减能器具有：顶部水平部分，此部 分由上部前壁所连接的顶壁与上部中段壁所限定；底部水平部分，此部分由下部前壁所连接的底壁与下部中段壁所限定；顶部及底部的水平部分包括顶部及底壁的前部前端部分，这些部分向前延伸；每个顶部及底部的前端部分均为半刚性的，但均能以平行四边形运 动而崩塌，该平行四边形运动使顶部前壁与底部前壁中的至少一个垂直移动，从而在前部碰撞的初始冲程期间一旦接受水平的前部碰撞时，水平碰撞力就至少被部分地转换成垂直力；以及据此，在第一部分前部碰撞期间，顶部及底部的前部前端部分形成与被碰撞物 体接触的较低能量吸收，且接着在进一步的继续碰撞冲程期间，顶部及底部的水平部分挤压而形成增大的能量吸收。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D伊文思，
申请(专利权)人：奈特夏普能源管理有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]