[发明专利]尤其用于汽车保险杠的变形元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种按照权利要求1前序部分所述的尤其用于汽车保险杠的变形元件。

背景技术

已知大量用于设计这种变形元件的建议，所述变形元件尤其布置在机动车车身的纵梁与保险杠横梁之间并且有针对性地化解机动车碰撞时的碰撞能量。大多由钢板制造的管状变形元件在此设计为，使得能够通过有针对性的薄弱部位如波纹、槽以及带有连接的管区段卷叠部分的直径突变部位等进行能量化解。因此，变形元件变形从而化解变形能量。

作为对此的备选，可以不通过变形而是通过变形元件的断裂而实现变形能量的化解。为此，变形元件可以配设额定断裂部位，在所述额定断裂部位上不发生材料变形，而是变形元件断裂为相互分开的断裂部段以化解变形能量。在这些断裂部段中，例如朝向碰撞的断裂部段可以在进一步的碰撞过程中移动，而远离碰撞的断裂部段位置固定地在机动车车身上保持固定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种按照本发明所述类型的变形元件，其能够在质量较小的同时实现类似的或者更好的能量化解。

该技术问题按本发明通过权利要求1的特征解决。本发明有利和特别适宜的扩展设计是从属权利要求的主题。

本发明涉及一种具有至少一个额定断裂部位的变形元件，在碰撞情况下所述变形元件在所述额定断裂部位处断裂为至少一个朝向碰撞的在碰撞过程中移动的断裂部段和远离碰撞的位置固定的断裂部段。本发明基于这样的事实，即只通过变形元件的断裂很难使事故造成的变形能量充分化解。在此背景下，按照权利要求1的特征部分，所述变形元件制造为具有至少一个材料层，所述材料层由具有嵌入垫层材料(基体)的纤维织物的纤维强化的塑料制成。所述纤维织物在所述变形元件断裂后区段性地暴露在所述断裂部段之间。因此所述断裂部段仍松弛地相互连接。由此形成一种新式的变形元件作用原理，其中在出现碰撞力时纤维织物从垫层材料(基体)中撕裂出来并且由此有针对性地化解碰撞能量。

在所述变形元件断裂后，所述朝向碰撞的断裂部段能够从所述远离碰撞的位置固定的断裂部段旁边移动经过，并且在进一步化解变形能量的情况下将其它的纤维织物材料从垫层材料撕扯下或撕裂出。

所述暴露在断裂部段之间的纤维织物区段在碰撞过程中受到拉应力。为了使暴露的纤维织物区段不撕裂，该纤维织物区段设计具有较高的抗拉强度。为了提高抗拉强度，所述纤维织物的纤维可以沿拉伸方向定向。所述暴露在断裂部段之间的纤维织物区段可以与变形元件的纤维塑料复合物相比在很大程度上是不具有形状稳定性而是柔软的，但是设计具有较高的抗拉强度。而所述垫层材料与纤维织物相比是脆性的。

在另一种实施形式中，所述变形元件的材料层与两侧的外部材料层共同构成三层结构。所述外部材料层同样可以由纤维强化的塑料制成。所述中间的材料层的纤维织物优选可以设计具有比外部材料层更高的纤维强度。此外，所述中间的材料层的纤维基本上沿纵向定向，并且所述外部材料层的纤维沿垂直于和/或倾斜于纵向的方向定向。

所述中间材料层的纤维可以由碳纤维、凯芙拉纤维、芳纶纤维或者硼纤维等构成。而所述外部材料层的纤维可以由玻璃纤维构成。所述材料层的纤维织物的垫层材料可以是环氧树脂、涤纶树脂和/或乙烯基树脂。

在一种特殊的实施形式中，所述变形元件是管状型材件或者多边型材件。所述额定断裂部位优选是直径突变部位，所述断裂部段在所述直径突变部位处这样相互过渡连接，使得在由于碰撞而导入力时所述断裂部段卷叠在一起。

此外业已证明特别适宜的是，纤维的中间层基本上沿纵向(即沿主要力作用方向)定向，并且外部纤维层沿垂直于和/或倾斜于所述纵向的方向定向。由此，沿拉伸方向抗拉伸的纤维只有针对性地翻卷而不会使变形元件完全断裂。

在变形元件的一种优选设计方案中，中间层的材料厚度可以大于或者等于各外层的材料厚度，以便由此有针对性地调节变形特性。在此，外部层的强度相关的纤维含量可以小于或者等于中间层的纤维含量。

在变形元件的另一种优选设计方案中，基体中的总纤维含量可以在37％至67％之间，外部层的纤维含量在17％至72％之间并且中间层的纤维含量在23％至63％之间，以便形成要求的强度性能。此外，纤维的纤维直径可以设计在5μm至17μm之间。

变形元件的其它在设计上有利的方案可以是集成的薄弱部位，如波纹、槽等(相应于以下的从属权利要求)。