能量吸收元件及其制造过程制造技术

本发明专利技术涉及一种用于吸收在车门上碰撞能量的能量吸收元件，该元件由中空棱柱单元被平行于它们纵轴线的两个底部限定的结构组成，通过导致连续的部件挤压制造，接着进行切割能够获得具有适于要被保护面积的形式设计的能量吸收元件。中空棱柱单元的排列是横向于碰撞力的方向，这导致非常接近最理想的能量吸收特性。也考虑泡沫的使用，其允许吸收元件的特性曲线更合适而不要求使用不同的挤压模。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于吸收车门上碰撞能量的能量吸收元件及其制造过程。本专利技术的特征在于，使用由平行于它们纵轴线的两个底部限定的棱柱单元结构，该结构可由集成在吸收元件中的壁构成，通过能产生连续部件的挤压加工来制造，从连续部件中利用切割获得的能量吸收元件具有适于要保护区域的形式的投影形状。根据本专利技术的能量吸收系统被容纳于车门的凹处中，考虑了在这种类型应用中所需的限制。柱状单元的排列是横向于碰撞力的方向，这导致非常接近最理想的能量吸收特性。本专利技术考虑了泡沫的使用，其允许吸收元件抵抗碰撞力的力值是可调节的而不完全改变改变特性的模式并且也不要求使用几种挤压模。
技术介绍
在车辆设计中最重要的问题之一是安全，特别是如果发生碰撞对车里面的人的保护。从纯物理的观点碰撞能够被解释为非常大的外力主要作用在车身的局部面积上。通过这些力的作用的变形甚至车身的断裂可能通过侵入到车内的空间和通过原始外力的传递而导致车里的人受伤，必须尽可能地减小受伤的可能。考虑在车身尤其在车门发生物质碰撞的情况。在碰撞期间，物质将它所有的运动能量主要转换为变形功和热功。在碰撞物质和接受碰撞的物质中都将发生变形。为了使碰撞物质不对车的内部产生损坏，必须将超过一定最大值的力不传递到最里面的结构，这用作元件吸收碰撞能量的基础。如果能量吸收元件能够吸收和释放尽可能多的能量，以更高的措施考虑这种情况；并且以可控的方式进行吸收。具有这个目的已知多个能量吸收装置，用于承受构成它们结构的变形和损坏。如已经提到的，传递的力必须不超过特定预设值，因为如果超过，在底部固定于能量吸收元件的地方就将传递力，其比车里面的人能承受的最大力更大。一种常用的解决方案包括使用由底部构成的弹性片，在底部上存在多个锥形，并且它们的主轴平行于碰撞力的方向。这种方案的例子在法国专利公开号FR 2784151中描述。在它们底部上的锥形的数量、高度和分布不必是规则的，而是被确定以取得靠近在设计标准中所建立的特性。公开号US4352484的专利公开了另一类型的能量吸收元件，其基于由蜂窝单元结构形成的层堆置的结构。叠加这些层，一层的壁不必与下一层的壁一致。然而，注意这些层的每一层，形成蜂窝结构的棱柱体具有与碰撞力作用的方向一致的轴线。在这个专利中，说明了聚亚安酯泡沫填充单元以增加能量吸收能力。泡沫填充能够占用单元内部的全部或者不是，如在欧洲专利公开号EP0744281中所公开的。在这个专利文件公开的专利技术中，使用具有蜂窝结构的底部，其中蜂窝结构的主轴与碰撞方向一致。在形成蜂窝结构的棱柱体端部中，加入泡沫填充它们的内部体积部分。在这种情况下，泡沫另外被用作噪声吸收介质。公开号US6245408和US6472043的专利是通过包括开口改变改变每个单元的特性的专利技术的实例。同样地作用力的方向与形成单元的棱柱体主轴的方向平行。壁的破碎通过存在能建立应力集中限定点的开口，以可控的方式发生。与为吸收能量而设计这些类型结构一样，存在特别的泡沫和传统的泡沫。传统泡沫具有特性，使得传递到支撑元件的力总是增加，因此它们不适合用于高能量级的碰撞。优点是，在制造和安置方面它们能提供简单性。另一方面，特别泡沫具有可收缩的结构特性并且象传统泡沫一样被制造。这些材料是在实验室中准备的特别的合成物。它们用在太空技术中，因此它们的成本很高并且很难在市场上得到。在提到的所有可收缩结构中，力的方向与形成单元的棱柱体轴线平行，并且它们具有与使能量吸收程度最优化的理想曲线在大部分情况下都偏离的特性曲线；并且如果获得的曲线是好的，当它是具有锥形类型元件的吸收体的情况时，它们具有其他严重的缺点，诸如不连续的介质，和它们的特性依据碰撞接收的面积，并且它们利用喷射制造并且任何改变都意味着制造工具的改变，制造工具上的改变相对于转化塑料的其他技术是非常昂贵的。本专利技术建立了用于构成可变形芯或结构的堆置中的恒定截面的圆柱体的工作模式，并且特别地当使用与现有技术的该状态下已知不同的多边形截面时，棱柱体也通过挤压元件形成，挤压元件能够根据经验切割成最合适形状。本专利技术通过结合泡沫也允许改变，主要是缩放响应特性，其中避免使用例如多个挤压模。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于安装在门的凹处中吸收横向碰撞能量的能量吸收元件及其制造过程。吸收碰撞能量的元件以这样的方式安装在门的凹处中，它们通过一个底部固定到门贴脸看不见的表面并且另一底部靠在或者在门看不见的表面。吸收元件是用于对抗由门结构传递的力的部件。通过作用力与反作用力的原理它所抵抗的力是它传到它底部的力。这个力不应该超过车里面人的承受极限。由于变形包括一系列导致能量吸收元件逐渐变碎的结构，传递的力即时依据每一个结构。在能量吸收元件变形的研究中，把独立的力作为变量是方便的，位移d的值代替时间变量t。如果我们希望力F作用到吸收元件为F(d)，那么从积分的值中E=∫0dmaxF(d)δd]]>可以得到吸收能量值，其中dmax是最大位移值。表达式F(d)作为d的函数，允许在它的曲线下方的区域用于说明在F(d)作用下变形期间的吸收的能量。实际上，在碰撞中，一旦已经达到最大位移，一定程度的弹性复原是可能的。弹性变形能够利用曲线向后连续表示(总是具有非常小的力)导致曲线中滞后。在实际的关系中能够将复原曲线作为第二条曲线，其中与在它下面面积相关的能量被解释为没有消耗但是转化为弹性能量。希望与最后一段相关的区域尽可能地小。力F(d)必须被最大值Fmax所限制的事实意味着在图表中建立水平线，在任何时候F(d)都应该保持在该水平线的下面。结果，理想的吸收元件将会是那些特性曲线适于尽可能接近优化被覆盖的区域的Fmax值的元件。面积最大或者被吸收的能量最大而同时传递的力不超过力的最大值发生在 对碰撞力响应产生尽可能地快，导致明显的初始斜率， 当到达接近最大值的时候，它保持恒定并且适合最大值曲线(通常称之为“稳定”值) 当已经到达最大的变形时，没有弹性复原。吸收元件成功地满足了这些要求，通过使用两个平的底部，在它们之间通过规则地堆置连续的横截面、多面体或不是多面体的中空圆柱体构成的结构。即使中空圆柱体是多边形结构，它们在说明书中可被称为棱柱体。在整个说明书中，吸收元件的底部必须被解释为由平面组成的几何位置，该平面用作由堆置中空圆柱体形成的芯的基础或者主要支撑。作为几何整体的该平面能够相切于组成支撑的所有圆柱体，或者根据在堆置中使用的图形切割于它们中的所有或者一些。这两个底部中的一个或两个能够由平面的实体壁形成，实体壁是吸收元件的部分并且因此与构成芯的每个圆柱体的内壁的剩下部分挤压。通过例子，一个具有蜂窝结构，其具有六角形多面体横截面的棱柱体，或者圆形或椭圆形横截面的圆柱体的堆置，其中当然可以是既不是圆的又不是椭圆的横截面的其它凹处或者空间。这两个底部在元件的一侧和另一侧并且它们平行于组成芯的圆柱体的主轴。一个底部是靠在支撑上并且另外一个是接收碰撞力以压缩位于两个底部之间的芯。利用这种结构碰撞力垂直作用到底部并且因此垂直于圆柱体的轴。通过挤压得到连续的部件并获得这种结构，从连续挤压部件中利用切割获得能量吸收元件。切割可以是垂直或者倾斜的，例如排除一些表面，其定义在里面安装它的凹处。适合于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量吸收元件，其在能安装在车门凹处用于通过变形吸收碰撞的能量，其特征在于，它由端部不封闭的恒定截面的圆柱体规则堆置形成的蜂窝形芯构成，堆置被利用圆柱体的平面和切面限定的两个底部限制，所述平面和切面在芯的每一侧设置一个，根据在堆置中使用的模式限制或正割所有或一些圆柱体，其中底部之一用于安装在门的饰边的不可见的那一面上，另外一个对着门接收碰撞的不可见表面安装，芯的圆柱体的轴向的定向与支撑底部平行，并且两个底部支撑和芯的圆柱体的轴线本质上垂直于碰撞力的方向。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：佩德罗坎波巴拉索瓦因，阿尔贝托圣玛丽亚桑切斯，
申请(专利权)人：安托林工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：ES[西班牙]