一种保险杠横梁的限定有多凹部的横截面制造技术

一种保险杠系统包括主和副横梁，至少一个具有带有前向（或面向外）顶凹部的Ｓ形横截面。横梁包括在由Ｓ形横截面形成的凹部中的加强肋的不同布置以用于冲击和弯曲强度。在一种形式中，横梁由聚合材料制造。横梁可以包括用于附连到车架的一体形成的抗撞压罐状件，或者备选地可以通过独立金属抗撞压罐状件和托架附连到车架护栏末端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于提高弯曲强度、冲击阻力和行人安全的车辆保险杠系统，并且尤其涉及一种结构横梁，其具有在横梁的大部分长度上的限定有多凹部的横截面或S形横截面。所述横梁特别用于轻型车辆中的主横梁和/或在行人碰撞应用中作为车辆的主横梁的补充。本横梁不应当被认为仅仅限制于车辆前保险杠，也不仅仅限制于行人安全，而是应当被认为与任何结构冲击横梁相关，其中在碰撞/弯曲期间横梁的形状、弯曲强度和冲击能量吸收是重要的。
技术介绍
在过去，车辆前保险杠系统旨在保护车辆免于损坏，以及减小车辆乘客的受伤。近来，对行人安全，尤其是在被车辆碰撞时减小腿部受伤的关注增加。此外，一直有减小保险杠系统的总成本的很强竞争压力，以最小化部件的数量和重量并且在冲击行程上优化和分配能量吸收，同时保持设计灵活性和适应性。若干因素对于旨在用于冲击阻力和能量吸收的横梁是重要的。例如，为了提供最佳横梁强度而且最小化车辆重量，横梁的冲击强度与重量的比率是重要的。而且，能量吸收的“效率”是重要的，其中当被碰撞时横梁快速地达到预定值，并且然后保持该阻力水平一段时间，而且其中负荷的峰值和谷值被避免，并且其中使得能量吸收是可预测和一致的。
技术实现思路
在本专利技术的一个方面中，一种用于在车架上提供冲击阻力的保险杠系统，包括结构横梁，所述结构横梁带有被配置用于附连到车架的端部定位的安装件，所述横梁具有S 形横截面并且具有延伸大约等于车辆的宽度的长度。在本专利技术的另一个方面中，一种保险杠装置包括被设计用于与相对重的或固定的物体的主冲撞的主加强横梁，和被设计用于行人碰撞并且定位在主加强横梁之下的位置以充当用于提高行人安全的‘护腿’的副横梁。所述保险杠装置包括具有S形横截面和大体匹配车辆宽度的横截车辆宽度的主和副横梁中的至少一个。在本专利技术的另一个方面中，一种用于提高安全的横梁装置包括具有限定有至少两个相反朝向的凹部的横截面的塑料横梁、以及支撑横梁的端部并且适于安装到车架的位置以用于提高碰撞安全的一对独立抗撞压罐状件。在本专利技术的另一个方面中，一种车辆具有车架和用于与物体碰撞的保险杠系统。 一种改进包括所述保险杠系统具有塑料结构横梁，所述结构塑料横梁具有带有延伸大约等于车架的宽度的长度的中心部分、以及具有带有用于将横梁固定到车架的附连结构的端部，所述端部和中心部分中的至少一个包括加强肋组，所述加强肋组中的至少一个在横梁的凹部中限定三角形以用于分配应力。在本专利技术的另一个方面中，一种车辆包括车架和用于与物体碰撞的保险杠系统。 所述保险杠系统的改进包括塑料结构横梁，所述塑料结构横梁具有带有延伸大约等于车架的宽度的长度的中心部分、以及具有带有用于将横梁固定到车架的附连结构的端部，所述附连结构包括用于连接到车架的至少一个快接连接器，而不需要独立紧固器或工具用于装配。本领域的技术人员通过研究以下说明书、权利要求和附图将理解和体会本专利技术的这些和其他方面、目标和特征。附图说明图1-2，3-4，5-6，7-8和12_13是体现本专利技术的带有S形横截面的不同横梁的前视和后视透视图，并且图IA是沿着图1中的线IA-IA获得的横截面，显示了 S形横截面。图9是使用图5-6的横梁的刚性杆碰撞测试的透视图。图10是比较经测试的不同“S”横梁的质量的图表，横梁在高度和深度方面具有类似的横截面积。图11是用于图1-8中所示的各种横梁的杆测试中的力与变形的关系的图形。图12-13在上面被描述。图14是被设计用于改善行人碰撞的横梁的透视图。图15-16是安装在车辆保险杠系统中的图14的横梁的侧视图，图15显示了总组件，图16是穿过它的中心的横截面。图17是显示杆与图16的结构碰撞的侧视图。图18是图14的横梁的顶视图。图19是包括附连结构的图18中的横梁的透视图。图20是图19中的横梁的端部的放大横截面图，显示了它的附连结构。具体实施例方式所示的横梁是用于车辆保险杠系统中的结构塑料横梁。结构塑料横梁具有限定有前向和后向凹部的S形横截面，但是各种横梁包括在由S形横截面形成的凹部中的不同类型横向加强肋。一些横梁包括用于附连到车架和用于在其上支撑横梁的一体形成的抗撞压罐状件。其他横梁附连到使用独立的金属抗撞压罐状件的车架，横梁的端部被构造为附连到抗撞压罐状件以用于安装到车架上。横梁大体纵向弯曲(即，“流线型”)以匹配现代客车的前部的空气动力学弯曲形状。可以预见本专利技术构思的范围包括是带有面前向(从车辆向外)凹部的结构横梁(主横梁或副横梁)的任何横梁，或具有S形横截面的横梁，或适于定位在车辆上的主保险杠加强横梁之下用作车辆上的“护腿”以用于提高行人安全的横梁。一些横梁包括可以直接附连到车架和用于支撑横梁的一体形成的附连部分。其他横梁在设计中附连到使用金属的或塑料的抗撞压罐状件的车架。在从横梁到这些附连部分的过渡区，具有包含肋结构的横截面，所述肋结构可以采用多种设计形式。这些肋允许来自横梁的力分配到附连部分或抗撞压罐状件。肋通过为水平壁提供附加结构和刚度，但是也通过在碰撞期间防止凹部的过早张开，来强化它们的各自横梁。带有不同横截面的各种横梁被测试，例如U形和I形和W形截面，但是带有横向肋的S形截面在冲击强度以及更轻重量和强度与重量比率方面优于它们。当质量和性能结果被组合时，照我们的观点，S形截面横梁明显地在单位重量的弯曲强度方面比所测试的其他塑料横梁提供更好的结果。值得注意的是，除了物理测试以外，执行理论计算。从这些计算， 横梁的最大弯曲力矩被算出。该算出的弯曲力矩表明S形截面横梁具有比W形截面横梁更高的值。当相对于W形截面横梁考虑S形截面横梁的重量时，该比较更加有利于S形截面横梁。金属抗撞压罐状件还提供和补充经测试的横梁的益处。特别地，测试表明塑料横梁的性能受到托架/抗撞压罐状件附连到横梁以及附连到塑料横梁的后板的运动影响。塑料抗撞压罐状件挠性很大，并且塑料抗撞压罐状件的后板被潜在地拉松，导致在冲击力偏转曲线期间的某些时候出现零阻力负荷的问题。数据表明与S形横梁相匹配的金属抗撞压罐状件具有最佳结果。然而，可以预见抗撞压罐状件可以由塑料制造，并且可以一体地形成，从而当将横梁安装到车架时具有用于特定应用的良好的能量吸收溃压特性和结构特性。然而必须多加小心以便使它们最佳地符合指定保险杠系统的特定功能要求。在指定S形截面的凹部中的肋的构造和取向影响了横梁强度和质量。特别地，直立的肋(即，垂直于S形截面的凹部延伸的肋)(质量645g)导致比带有倾斜肋的横梁(质量684克)更低的横梁总质量。而且，当比较等重量横梁时，带有直立肋的“S”横梁(质量 684克)比带有成倾斜肋的横梁(质量684克)(121J)更强(127. 5J)。应当注意在横梁设计中增加肋会增加了在碰撞期间横梁可吸收的力的大小。当横梁用作车辆保险杆系统中的主加强横梁时这会是重要的。同时，我们的测试表明，当横梁用作旨在用于符合行人碰撞标准以减小行人受伤的副横梁时肋并不同样重要。具体地，我们进行的测试和经验表明将肋加入具有S形横截面的“行人”横梁(即，被设计用于行人碰撞的横梁)对符合用于典型低伤害行人碰撞的目标标准的影响很小。换句话说，是否将加强肋加入带有S形的横梁或者将加强肋从带有S形的横梁中删除将对符合行人下部腿部碰撞标准影响较小，但是将肋加入带有S形的横梁对本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术的要求排他性权力或特权的实施例被限定如下：１．一种用于在车架上提供冲击阻力的保险杠系统，包括：结构梁，所述结构梁带有被构造成用于附连到车架的端部定位安装件，所述结构梁具有Ｓ形横截面并且具有大约等于车辆宽度地延伸的长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·K·阿格拉哈里，
申请(专利权)人：沙普公司，
类型：发明
国别省市：US