用于車輛的能量吸收組件的制作方法
【專利說明】用于車輛的能量吸收組件
[0001]相關(guān)串請的引用
[0002]本申請要求于2013年3月20日提交的第61/803，746號美國臨時(shí)申請的權(quán)益，該美國臨時(shí)申請的全部內(nèi)容通過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開總體涉及用于車輛的能量吸收部件，更具體地涉及耦接在車輛的保險(xiǎn)杠和車輛的車架之間的能量吸收部件。
【背景技術(shù)】
[0004]各種類型的能量吸收部件，例如碰撞吸能梁、端部、盒等，已經(jīng)用于并且設(shè)計(jì)成在車輛碰撞期間吸收能量。更具體地，能量吸收部件附接至車輛的前保險(xiǎn)杠和后保險(xiǎn)杠，以便在碰撞期間，一些相關(guān)能量或力可由部件吸收而不傳輸?shù)杰囕v的車艙。
[0005]在碰撞期間所吸收的能量的總量對于這樣的部件的設(shè)計(jì)是一個(gè)考慮因素，同時(shí)最小化能量分布曲線的峰值和谷值，從而使與可以是另一碰撞的碰撞相關(guān)的能量分布曲線平滑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)第一方面，提供了一種供車輛使用的能量吸收組件。能量吸收組件包括:第一軸端，用于耦接至車輛的保險(xiǎn)杠；第二軸端，用于耦接至車輛的車架；以及多個(gè)段，在能量吸收組件的第一軸端和第二軸端之間延伸并焊接在一起，所述多個(gè)段包括從第一軸端延伸的第一段、從第一段延伸的第二段、以及位于第一段和第二段的交界處并包括非線性部分的焊接接頭。非線性部分配置為在碰撞事件期間影響從第一段經(jīng)過焊接接頭至第二段的能量傳遞。
[0007]根據(jù)另一方面，提供了一種供車輛使用的能量吸收組件。能量吸收組件包括:第一軸端，用于耦接至車輛的保險(xiǎn)杠；第二軸端，用于耦接至車輛的車架；多個(gè)段，在能量吸收組件的第一軸端和第二軸端之間延伸并焊接在一起，所述多個(gè)段包括第一段、第二段、以及位于第一段和第二段的交界處并包括至少一個(gè)接合特征的焊接接頭；以及至少一個(gè)第二特征，形成在第一段或第二段中的一個(gè)中并與至少一個(gè)接合特征軸向地隔開。其中至少一個(gè)接合特征和至少一個(gè)第二特征沿著能量吸收組件對齊，以便彼此協(xié)作并在碰撞事件期間影響經(jīng)過能量吸收組件的能量傳遞。
[0008]根據(jù)另一方面，提供了一種在車輛的前保險(xiǎn)杠或后保險(xiǎn)杠處吸收能量的方法。該方法可以包括以下步驟:通過前保險(xiǎn)杠或后保險(xiǎn)杠在能量吸收組件的第一軸端接收外部碰撞力，能量吸收組件具有通過焊接接頭彼此接合的第一段和第二段，焊接接頭包括具有一個(gè)或多個(gè)接合特征的非線性部分；在距保險(xiǎn)杠最近的第一段中吸收外部碰撞力的能量的一部分；當(dāng)外部碰撞的能量從第一段經(jīng)過焊接接頭傳播至第二段時(shí)，減小能量分布曲線的峰值和能量分布曲線的谷值，其中能量分布曲線的峰值和谷值的減小至少部分地由非線性部分引起；以及在第二段中吸收外部碰撞力的能量的一部分。
【附圖說明】
[0009]下文將結(jié)合附圖對優(yōu)選的示例性實(shí)施方式進(jìn)行描述，其中相同的名稱表示相同的元件，并且其中:
[0010]圖1是車輛前端的一部分的立體圖，其中一對示例性能量吸收組件耦接或安裝于車輛的前保險(xiǎn)杠和車輛的車架之間；
[0011]圖2至圖6是能量吸收組件的不同示例性實(shí)施方式的立體圖；
[0012]圖7是傳統(tǒng)的或基準(zhǔn)的能量吸收組件的立體圖；以及
[0013]圖8和圖9是說明若干不同能量吸收組件的、與碰撞相關(guān)的性能分布曲線的、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的圖形，所述若干不同能量吸收組件包括來自圖2至圖6的能量吸收組件。
【具體實(shí)施方式】
[0014]公開了能量吸收組件或構(gòu)件10 (也稱為碰撞吸能端部組件)，能量吸收組件或構(gòu)件10可以附接或安裝到位于前保險(xiǎn)杠或后保險(xiǎn)杠后面的、車輛的車身框架，以便在碰撞期間能量吸收組件吸收能量。參照圖1，示出了載有安裝在前保險(xiǎn)杠14和車輛車架的一部分之間的一對能量吸收組件10的車輛前端12。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到的是，能量吸收組件10可以用于包括車輛前保險(xiǎn)杠和/或后保險(xiǎn)杠的、任意數(shù)量的不同設(shè)置或應(yīng)用，并且不限于本文所描述的示例。
[0015]為了在碰撞事件期間吸收能量并使對車輛乘員的傷害最小化，能量吸收組件10可以設(shè)計(jì)成沿著其縱軸潰縮或變形。能量吸收組件10是多件式組件，該多件式組件可以設(shè)計(jì)成在碰撞期間影響或控制在組件中能量的吸收和/或傳遞，并且能量吸收組件10大體上包括具有第一段20、第二段22和第三段24的主體18。根據(jù)本【具體實(shí)施方式】，能量吸收組件10沿著它的從第一軸端30到第二軸端32的縱軸具有大體上一致的截面形狀和尺寸(例如矩形形狀)。能量吸收組件10的不同段可以具有不同的軸向長度，它們可以由不同規(guī)格金屬制成，和/或它們可通過不同類型的具有不同強(qiáng)度和其他性質(zhì)的金屬制成，舉例說明幾個(gè)可能性。該多件式布置允許自定義的或定制的組件，其中每個(gè)段的特性可以單獨(dú)選擇。在以下描述中對“軸向的”或“軸向地”的任何引用意在指示能量吸收組件10的縱軸或中心軸。
[0016]根據(jù)圖2中所示的示例性布置，第一段20布置成最靠近車輛的保險(xiǎn)杠，并因此第一段20是多件式組件10的若干段中第一個(gè)經(jīng)受碰撞的相關(guān)力或能量的段。在一個(gè)示例中，第一段20從近端20a延伸至遠(yuǎn)端20b，由相對薄的金屬制成(例如大約1.75mm_2.0mm厚的、一些類型的高強(qiáng)度鋼或超高強(qiáng)度鋼)，并且設(shè)計(jì)成首先彎曲，并因此吸收碰撞事件的一些初始力或沖擊。第一段20可包括或可連接至固定法蘭40，固定法蘭40位于組件10的第一軸端30并且設(shè)計(jì)成緊緊附接至車輛的保險(xiǎn)杠14。
[0017]第二段22連接至第一段20且從第一段20延伸，并包括近端22a和遠(yuǎn)端22b。近端22a在第一焊接接頭42連接至遠(yuǎn)端20b，其中第一焊接接頭42橫向地或徑向地延伸了組件的整個(gè)寬度，并且可以是激光焊縫或其他類型的焊縫，從而將兩個(gè)段20、22接合在一起。在本【具體實(shí)施方式】中，第二段22可以由比第一段20的金屬稍微厚些的金屬制成(例如大約2.0mm-2.25mm厚的高強(qiáng)度鋼或超高強(qiáng)度鋼)，并且第二段在軸向長度上比第一段稍微長些。在碰撞事件期間，通常期望能量被吸收到組件10的每個(gè)段中并且能量平穩(wěn)地傳遞或傳播經(jīng)過位于各個(gè)段之間的焊接接頭。例如，當(dāng)來自碰撞事件的能量被吸收且沿著第一段20的軸向長度傳遞時(shí)，優(yōu)選的是，能量盡可能平穩(wěn)地過渡經(jīng)過第一接頭42并進(jìn)入第二段22。如以下將更詳細(xì)地描述的，這可以幫助減小可以在能量分布曲線中看見的、與力或沖擊相關(guān)的尖峰和瞬變現(xiàn)象。短語“碰撞事件”可包括將足夠的力施加到車輛致使組件10的一個(gè)或多個(gè)段至少部分地潰縮的任何事件。圖1示出了以下示例，其中第二段可以設(shè)計(jì)成容納支架44，支架44隨后可附接于一些其他構(gòu)件或裝置，如所示出的。這是可選特征。
[0018]第三段24連接至第二段22且從第二段22延伸，并包括近端24a。類似地，近端24a在第二焊接接頭46連接至第二段22的遠(yuǎn)端22b并且也可以是激光焊縫或其他類型的焊縫。根據(jù)一個(gè)示例，第三段24由比第一段和第二段20、22的金屬材料稍微厚些的金屬材料組成(例如大約2.25mm-2.75mm厚的高強(qiáng)度鋼或超高強(qiáng)度鋼)，并且其長度也可以比前面的段20、22稍微長些。另外，第一段、第二段和第三段20、22、24的金屬或其他材料可以單獨(dú)選擇并且可以彼此不同，以便呈現(xiàn)某種能量吸收性能。根據(jù)一種可能性，第一段20由較薄或較弱的金屬制成和/或其軸向長度比第二段22短，以及第二段22由較薄或較弱的金屬制成和/或其軸向長度比第三段24短。這種布置不是必須的，但是在碰撞期間其可以有益于能量吸收組件10像手風(fēng)琴一樣彎曲或變形，其中第一段20首先彎曲，隨后是第二段和第三段22、24彎曲