用于车辆十字轴总成的二级能量控制装置制造方法及图纸

一种撑架，其结合到机动车的车辆十字轴总成作为二级能量吸收装置，用以协助控制能量以及控制碰撞引起的柱行程。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆十字轴总成的二级能量控制装置及方法
本专利技术总体上涉及用于机动车的能量吸收装置及系统。更具体地说，本专利技术涉及用于控制机动车转向柱内的能量的能量吸收装置。
技术介绍
在机动车中，转向柱设计为在碰撞过程中溃缩，以减少传递到操作方向盘的车辆驾驶者的碰撞力。然而，转向柱以及其上的驾驶员安全气囊也能够用于将车辆驾驶者约束为阻止车辆驾驶者接触车辆挡风玻璃的程度。提供这种能量耗散的公知的转向柱总成可变形碰撞特性和设计有许多变化。例如，许多转向柱总成设置为响应于转向柱的溃缩使转向柱从其支承结构中释放。当车辆驾驶者由于正面碰撞而对方向盘施加力时发生这种溃缩。在正面碰撞中，为减轻伤害，必须由作为约束系统一部分的任何或者全部约束器，例如安全带、安全气囊、以及转向柱，来控制乘员的能量。约束器必须针对车辆设计以减少不同速度下的碰撞伤害，并且为各种体量的乘员提供安全性，无论他们系或未系安全带。可变形和溃缩的转向柱总成是惯常的设计实例。这些总成的某些不同表现形式包括，例如，断开轴总成（breakawayshaftassembly）、破裂封壳（breakawaycapsules）、以及能量吸收带（energyabsorptionstraps）。参见专利号为5,052,715、4,627,306、5,820,163、5,070,741、5,085,467、4,086,825的美国专利，其皆已转让给本申请的受让人，其全部内容通过参考引用的方式并入本申请。在许多柱总成中，包括并入本申请的那些，上部耙状支架（upperrakebracket）或带片（straps）可以用作一级能量吸收和控制装置。在碰撞时，在施加到车辆十字轴总成（crosscarassembly）的外力传递来的负荷冲击下，上部耙状支架和/或带片将变形和弯曲。在正面碰撞时转向柱的移位或滑动称为柱行程（columnstroke）。具体地，柱行程是转向柱在被能量吸收和控制装置阻止前所滑动的距离量，这个距离可以在车辆方案与转向柱总成之间变化。柱行程可以受很多因素的影响，如车辆设计，车辆乘员在碰撞时系还是未系安全带，车辆驾驶者是第50百分位（约5英尺10英寸，185磅）还是第5百分位（约5英尺4英寸，105磅）的车辆乘员（基于一般人群的标准身高和体重的平均值的近似值）。如本领域技术人员可以理解的，给定车辆乘员的高度和重量，可知或者能够计算出在碰撞时平均水平的系安全带的乘员与平均水平的未系安全带的乘员相比施加到转向柱上多大力。当车辆驾驶者系安全带时，由于座椅安全带可以用于约束车辆驾驶者，生成大的柱行程以便与座椅安全带一起控制能量的车辆十字轴总成是理想的。可选地，当车辆驾驶者未系安全带并且因此没有被安全带约束时，理想的是限制柱行程以约束车辆驾驶者并且因此减小车辆驾驶者与车辆挡风玻璃的相互作用。例如，当在未系安全带碰撞模式下的碰撞测试中发生车辆驾驶者接触挡风玻璃时，这表示，相对于碰撞冲击以及其他间接因素，柱行程过大，以至响应于碰撞的最初正面碰撞的车辆驾驶者接触方向盘的力没有被有效地控制。这说明目前采用的现有能量吸收装置处于其设计极限。因此，在控制和限制柱行程的量以便更好地控制冲击能量的努力中，理想的是，在为第50百分比车辆乘员限制柱行程以及同时为第5百分比的车辆乘员保持胸部加速度和偏转之间达到平衡，并且控制冲击能量吸收以使其同时适合于系安全带和未系安全带的车辆乘员。因此需要提供二级能量吸收装置以进一步辅助控制和耗散车辆驾驶者与转向柱在碰撞过程中的动能。还需要提供二级能量吸收装置的设计，该设计适应于不同的车辆方案、易于制造和整合进车辆、并且制造和使用符合成本效益。
技术实现思路
在严重正面碰撞的情况下，使用二级能量吸收和控制装置提供额外的能量控制，以减轻车辆驾驶者与约束系统的抵接力量的冲击，这将是有益的。总体上，一级能量吸收和控制装置将首先变形，然后二级能量吸收和控制装置变形和弯曲，以进一步耗散车辆驾驶者抵接约束系统时的能量。根据不同的示例性实施实例，本专利技术的教导提供一种用于具有纵向轴线的车辆十字轴总成中的撑架（pencilbrace），该撑架具有足以抵接到车辆十字轴总成的组件的高度；足以跨越车辆十字轴总成预定部分的宽度；以及足以承受预定的冲击负荷的形状，该形状包括适于连接到车辆十字轴总成的车辆结构组件的一个或多个部分，其中撑架用于阻止车辆十字轴总成的第一组件沿纵向轴线移动。本专利技术的教导进一步提供一种撑架，其中车辆十字轴总成的第一组件是压缩支架（compressionbracket），车辆结构组件是一组车辆十字梁座（beamshoes），其中车辆十字轴总成进一步包含柱轴（columnshaft）、上部轴套、下部柱支架（lowercolumnbracket）、以及上部耙状支架，其中，上部轴和上部套筒部分地并且可旋转地围绕柱轴，并且可以相对于车辆十字轴总成下部套叠地溃缩，其中压缩支架连接到上部耙状支架以部分地围绕上部套筒，并且其中上部耙状支架固定到车辆十字梁座，并且其中下部柱支架固定到车辆十字梁座。本专利技术的教导进一步提供一种撑架，其中车辆十字轴总成包括一级冲击能量吸收结构，该结构配置为在柱行程中的负荷冲击下变形和弯曲，并且其中，撑架配置为当存在未被一级冲击能量吸收结构控制的过度柱行程时在负荷冲击下变形和弯曲。本专利技术的教导进一步提供一种撑架，其中一级冲击能量吸收结构包括至少一个固定封壳（mountingcapsule）和至少一个带片，该至少一个固定封壳配置为在柱行程中的负荷冲击下变形和弯曲。本专利技术的教导进一步提供一种撑架，其中撑架与柱轴的纵向轴线成角度地固定到车辆十字轴总成，并且其中该角度在碰撞时进一步促进撑架与车辆十字轴总成的第一组件的抵接。根据不同的示例性实施例，本专利技术的教导提供一种车辆十字轴总成，其包括位于上部轴套中的柱轴，上部耙状支架将柱轴安装到车辆支承结构；用于在车辆正面碰撞时变形以容许柱行程并控制碰撞能量的至少一个一级能量吸收和控制装置；用于作为二级能量吸收和控制装置并且用于在一级能量吸收和控制装置变形之后阻止或限制柱行程的撑架。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴总成，其中，在碰撞时，正面碰撞产生一个或者多个力，其中至少一个一级能量吸收和控制装置根据设定的负载和距离首先变形，然后撑架根据任何剩余能量变形。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴总成，其中，撑架直接或者间接地安装到车辆支承结构。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴总成，其中使用至少一个一级能量吸收和控制装置将压缩支架安装到上部耙状支架，并且其中，当乘员施加力时释放至少一个一级能量吸收和控制装置。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴总成，其中，一旦一级能量吸收装置已经达到与压缩支架的预定距离，撑架阻止压缩支架的移动并且撑架变形以容许压缩支架的有限移动，该预定距离限定压缩支架撞击撑架之前发生的柱行程。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴总成，其中，将撑架安装为与压缩支架间隔开预定距离，该预定距离限定压缩支架撞击撑架之前发生的柱行程。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴总成，其中，以一定偏斜角度安装撑架。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴总成，其中在柱行程中撑架仅撞击压缩支架。本专利技术的教导进一步提供一种车辆十字轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于具有纵向轴线的车辆十字轴总成中的撑架，其特征在于，该撑架包含：足以抵接到车辆十字轴总成的第一组件的高度；足以跨越车辆十字轴总成的预定部分的宽度；以及足以承受预定冲击负荷的形状，该形状包含适于连接到车辆十字轴总成的车辆结构组件的一个或者多个部分，其中，撑架用于阻止车辆十字轴总成的第一组件沿纵向轴线移动。

【技术特征摘要】
2012.02.15 US 13/397,6491.一种用于具有纵向轴线的车辆十字轴总成中的撑架，其特征在于，该撑架包含：足以抵接到车辆十字轴总成的第一组件的高度；足以跨越车辆十字轴总成的预定部分的宽度；以及足以承受预定冲击负荷的形状，该形状包含适于连接到车辆十字轴总成的车辆结构组件的一个或者多个部分，其中，撑架用于阻止车辆十字轴总成的第一组件沿纵向轴线移动；车辆十字轴总成的第一组件是压缩支架，并且车辆结构组件是一组车辆十字梁座，其中，车辆十字轴总成进一步包括柱轴、上部轴套、下部柱支架、以及上部耙状支架，其中，上部轴套部分地并且可旋转地围绕柱轴，并且可以相对于车辆十字轴总成的下部套叠地溃缩，其中，压缩支架连接到上部耙状支架以部分地围绕上部轴套，并且其中上部耙状支架固定到车辆十字梁座，并且其中，下部柱支架固定到车辆十字梁座。2.根据权利要求1所述的撑架，其特征在于，车辆十字轴总成包括一级冲击能量吸收结构，其配置为在柱行程中的负荷冲击下变形和弯曲，并且其中，撑架配置为当存在未被一级冲击能量吸收结构控制的过度柱行程时在负荷冲击下变形和弯曲。3.根据权利要求2所述的撑架，其特征在于，一级冲击能量吸收结构包括至少一个固定封壳和至少一个带片，至少一个固定封壳配置为在柱行程中的负荷冲击下变形和弯曲。4.根据权利要求1所述的撑架，其特征在于，撑架与柱轴的纵向轴线成角度地固定到车辆十字轴总成，并且其中，该角度在碰撞过程中进一步促进撑架与车辆十字轴总成的第一组件的抵接。5.一种车辆十字轴总成，其特征在于，包含：位于上部轴套中的柱轴，上部耙状支架将柱轴安装到车辆支承结构；安装到柱轴并且直接或者间接地安装到车辆支承结构的上部耙状支架；至少一个一级能量吸收和控制装置，其配置为在车辆的正面碰撞中变形以容许柱行程并控制碰撞能量；撑架，其用于作为二级能量吸收和控制装置，并且用于在一级能量吸收和控制装置变形之后阻止或限制柱行程；将撑架安装为与压缩支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖恩·格雷森·戈登，萨拉·贝斯·切特扎，埃尔文·马蒂，丹尼尔·布莱恩·博林杰，伦纳德·安东尼·谢恩，威廉·摩尔·舍伍德，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：