[发明专利]用于机动车辆的撞击吸收结构

说明书

技术领域

本发明涉及撞击吸收设备，更具体地，涉及将所述撞击吸收设备附接到机动车辆(前部或后部)结构的装置。这典型地包括形成一个轴的两个侧轨道，每个侧轨道通常由沿着该侧轨道的整个长度焊接的部分构成且用作用于保险杠梁的支撑件。在与本发明有关的撞击吸收设备中，一个撞击吸收器，也称为“冲撞盒”，插入在每个侧轨道的端部和保险杠梁之间，以在低速撞击的情况下保护所述轴的结构。在本文中冲撞盒是与保险杠横梁相关联的可变形的部分以形成低速撞击吸收设备，也称为“冲撞管理系统”(CMS)。

背景技术

实践中，当正面撞击速度小于4km/h时，保险杠和冲撞盒在弹性范围内变形并且无损坏地恢复到其最初位置。当撞击速度大于4km/h时，保险杠和冲撞盒承受能够至少部分地吸收撞击能量的塑性变形。当撞击的速度保持在大约15km/h以下时，所吸收的能量能够保护车辆的其余结构(可修复性阈值)。此外，当撞击速度在15km/h以上时，轴的结构被损坏，导致修理成本高。

通过多个现有技术文件诸如US 6003930、US 2004/0201254、US6258465、EP 1041165、EP 1688312、US 2003/0207143、US 2001/0037844已知，冲撞盒在纵向方向上具有细长的型材(profile)部分，所述型材部分通过在由撞击产生的压缩力作用下连续折叠而变形。称为“逐渐折叠(progressive folding)”的此种变形模式是导致型材部分的纵向壁局部弯曲的一组微不稳定性所造成的结果，所述壁塑性地变形，导致规律分布的裂片出现。有利地，型材部分为挤出的型材构件，典型地由铝合金制成，其截面设计成使得逐渐折叠可以沿着所述型材部分的整个有效长度发生并且吸收大部分动能。选择型材截面的形状和厚度、以及挤出的合金的类型以得到规则的逐渐折叠，防止主不稳定性(屈曲型)导致旋转节点(旋转)的突然形成，型材在能够吸收全部预期量的动能之前会由于所述旋转节点的突然形成而被快速折叠和压碎。

机动车生产商和保险公司已确定了“冲撞测试”协议，以改善应用于车辆上的安全条件。最初，这些测试模拟了正面撞击，即引起完全纵向力的撞击。最近，在这些“冲撞测试”、尤其是Euro-NCAP或RCAR依据的协议(例如参见“RCAR Low-speed structural crash test protocol”-2011年7月2.2版)中，撞击不再是完全正面的而是被偏移：如图1中例示的，经历测试的车辆(1)投射到被放置在驾驶员侧的墙壁(2)，以使得所述墙壁在大于车辆宽度的40％(U＞0.4*B)上提供障碍并且相对于车辆纵向轴线L的垂线P形成10°的角度(α)。

新的EuroNCAP和RCAR撞击测试协议所施加的撞击不再仅为正面的，还包含作用在吸收器上的横向力和扭矩。这些测试的新的条件增大了吸收器的屈曲型弹性不稳定性的风险。当此屈曲导致吸收器在水平平面内枢转时，使用术语“歪斜”。当此屈曲导致吸收器在竖向平面内枢转时，使用术语“竖向化”。

通常，如多个文件中例示的，诸如，GB 2304651、EP 0734908、WO97/03865、EP 0894675、US 2002/0113447、US 6003930和EP 1688312,吸收器的端部设置有横向板，该横向板附接至一个牢牢地连接至车辆的(前部或后部)结构的横向板。欧洲专利申请EP 1717107不同于现有技术，其描述一个吸收器，该吸收器在已经部分地插入到一个侧轨道的凹处中之后附接至所述侧轨道，所述侧轨道以中空型材构件的形式呈现。该吸收器具有保险杠横梁被附接在其上的第一端以及被插入到所述侧轨道的凹处中的第二端。一旦插入大体等于吸收器的横截面的一个特性尺寸(例如，所述横截面的外切圆的直径)的长度E0，用附接装置将该第二端附接到所述侧轨道，该附接装置固定冲撞盒和侧轨道的相向纵向壁。这些附接装置典型地是穿过冲撞盒和侧轨道的所述相向纵向壁的螺栓。

如EP 1717107中提及的，将吸收器的端部插入在侧轨道的内部相对于现有解决方案具有优势，其在于使用横向板将吸收器附接至侧轨道，减小吸收器在撞击时屈曲的风险。然而，通过在撞击期间引入侧向力和/或非对称力，测试已经发展且变得更严格。这些力显著增加冲撞盒在撞击时歪斜和竖向化的风险。

发明内容

本发明的目的在于寻找附接一个如下吸收器的条件，该吸收器可显著减小歪斜和竖向化的风险，特别是在涉及侧向力的撞击的情况下。