CN106184084B

CN106184084B - 能量吸收支架

Info

Publication number: CN106184084B
Application number: CN201610317713.XA
Authority: CN
Inventors: D·B·瓦斯基; J·M·米勒
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2016-05-12
Publication date: 2018-12-21
Anticipated expiration: 2036-05-12
Also published as: US9527531B2; CN106184084A; US20160347372A1; DE102016208911A1

Abstract

能量吸收支架可耦合至车体，并可从施加到车体的外力吸收能量。在一个实施例中，能量吸收支架包括至少部分地由刚性材料制成的支架主体。该支架主体包括限定第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘的可变形壁。第一边缘平行于第二边缘。支架主体限定延伸通过可变形壁的多个狭槽。每个狭槽沿着狭槽轴线延伸。此外，每个狭槽轴线相对于第一边缘成角度地倾斜。

Description

能量吸收支架

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的能量吸收支架。

背景技术

车辆有时会受到外力的作用。如果外力施加在车辆上，则一些车辆可以管理该外力的能量。例如，一些车辆可吸收施加到车体的外力的能量的至少一些。为了实现这一点，一些车辆采用，例如，具有充当物体与车辆发动机舱之间缓冲器的引擎罩保险杠。

发明内容

目前所公开的能量吸收支架可耦合至车体，并可从施加到车体的外力吸收能量。在实施例中，能量吸收支架包括至少部分地由刚性材料制成的支架主体。该支架主体包括限定第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘的可变形壁。第一边缘平行于第二边缘。支架主体限定延伸通过可变形壁的多个狭槽。每个狭槽沿着狭槽轴线延伸。此外，每个狭槽轴线相对于第一边缘成角度地倾斜。本公开进一步描述了一种包括能量吸收支架的车辆。

本教导的以上特征和优点以及其他特征和优点从当结合附图执行本教导的最佳模式的详细描述中显而易见。

附图说明

图1是包括根据本公开的实施例的能量吸收支架的车辆的示意性局部透视图；

图2是图1所示的车辆的示意性局部侧视图；

图3是图1所示的能量吸收支架的示意性透视图；

图4是图3所示的能量吸收支架的示意性正视图；

图5是图3所示的能量吸收支架的示意性顶视图；

图6是根据本公开的另一个实施例的能量吸收支架的示意性透视图；

图7是图6所示的能量吸收支架的示意性正视图；以及

图8是图6所示的能量吸收支架的示意性顶视图。

具体实施方式

参照附图，其中相同的参考数字在几个图中对应于相同或者相似的组件，且从图1和图2开始，车辆10包括车体12。车体12可包括翼子板14和耦合至翼子板14的车架16。此外，车体12限定在车辆10的第一或前后方向X之间延伸的水平或纵向轴线A。车辆10进一步包括耦合至车体12的能量吸收支架18。在所示的实施例中，能量吸收支架18焊接到车辆10的灯组件22上方的翼子板14的主体凸缘20。特别地，能量吸收支架18耦合至车体12，使得其在从主体凸缘20起的第二或垂直方向Z延伸。结果，能量吸收支架18适当地定位成接纳施加到车体12上的外力。第二方向Z垂直于第一方向X。可以想到的是，能量吸收支架18可耦合至车体12的其他部件。例如，能量吸收支架18可紧固(例如栓接、铆接)到车体12的引擎罩保险杠、头灯或任何其他适当部件。

参照图3至图5，能量吸收支架18包括全部或部分地由刚性材料(诸如刚性金属或刚性聚合物)制成的支架主体24，以便允许能量吸收支架18从倾斜外力F1或法向力F2吸收能量。支架主体24包括可变形壁26、耦合至可变形壁26的连接壁28，以及从连接壁28直接延伸的支架凸缘30。连接壁28可直接将可变形壁26与支架凸缘30互连。支架凸缘30可限定延伸通过其中的凸缘孔32。凸缘孔32可配置成、在形状上设置成、在尺寸上设置成接纳紧固件(诸如螺栓)，以便将支架凸缘30耦合至另一个车辆组件。支架凸缘30相对于可变形壁26垂直，以便适当定位成接纳倾斜外力F1或法向外力F2。连接壁28可全部或部分地弯曲，以便允许支架凸缘30相对于可变形壁26垂直。

可变形壁26限定第一或顶边缘34以及与第一边缘34相对的第二或底边缘36。连接壁28可沿着第一边缘34整体耦合至可变形壁26。在所示的实施例中，第一边缘34平行于第二边缘36。然而，可以想到，第一边缘34的至少一部分可以不平行于第二边缘36。可变形壁26进一步限定第三边缘38和与第三边缘38相对的第四边缘40。第三边缘38将第一边缘34与第二边缘36互连。第四边缘也将第一边缘34与第二边缘36互连。

支架主体24限定延伸通过可变形壁26的至少一个狭槽42。在所示的实施例中，支架主体24具有四个狭槽42。然而，狭槽42的数量和尺寸可以取决于车体12的结构特征和倾斜外力F或法向外力F2的大小来调节。支架主体24限定水平或线性轴线B，其可能平行于第一边缘34和/或第二边缘36。狭槽42沿线性行布置，该线性行沿第三边缘38和第四边缘40之间的线性轴线B延伸。每个狭槽42具有狭槽宽度SW和狭槽长度SL，其是垂直于狭槽长SL的维度。狭槽长度SL从第一或顶狭槽端44延伸到与第一狭槽端44相对的第二或底部狭槽端46。每个狭槽42具有狭槽中心C(即，中心点)，该狭槽中心C位于狭槽长度SL和狭槽宽度SW的中间。线性轴线B可以与每个狭槽42的狭槽中心C相交。每个狭槽42沿着平行于狭槽长度SL的狭槽轴线S延伸(即，拉长)。每个狭槽轴线S与相应狭槽42的狭槽中心C相交。在所示的实施例中，狭槽长度SL可以在十毫米和二十毫米之间的范围内，从而当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1和/或法向外力F2时，允许可变形壁26变形(例如，弯曲)。例如，狭槽长度SL可以是约二十毫米。狭槽宽度SW的范围可以在五毫米和十五毫米之间的范围内，从而当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1和/或法向外力F2时，允许可变形壁26变形(例如，弯曲)。例如，狭槽宽度SW可以是约十毫米。然而，狭槽42的狭槽宽度SW和狭槽长度SL可以取决于车辆10的结构特征和倾斜外力F或法向外力F2的大小来调节。在所示的实施例中，狭槽42彼此平行并且大小相等，以便实现可变形壁26的均匀变形。

在可变形壁26中的所有狭槽42可以布置成基本上彼此平行。换句话说，当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1和/或法向外力F2时，所有狭槽42的狭槽轴线S彼此平行以便将变形壁26的变形最大化。当倾斜外力F1和/或法向外力F2施加到能量吸收支架18时，可变形壁26的变形应最大化以便允许能量吸收支架18从倾斜外力F1和/或法向外力F2吸收最大量的能量。狭槽轴线S中的至少一个相对于可变形壁26的线性轴线B、第一边缘34和/或第二边缘36成角度倾斜，以便当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1时最大化可变形壁26的变形。在所示的实施例中，所有的狭槽轴线S彼此平行，并相对于可变形壁26的线性轴线B、第一边缘34和/或第二边缘36成角度倾斜。在所示的实施例中，倾斜角θ限定在线性轴线B和每个狭槽轴线S之间。当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1时，倾斜角θ的范围可以在三十三度和七十三度之间以便最大化可变形壁26的变形。例如，当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1时，倾斜角θ的范围可以是约53度，以便最大化可变形壁26的变形。

如上所讨论的，能量吸收支架18可以焊接到车体12的一部分，诸如主体凸缘20(图2)。具体地，可变形壁26可以在点焊W处焊接到主体凸缘20(图2)。点焊W沿可变形壁26的第二边缘36以线性行布置。因此，点焊W距可变形壁26的第一边缘34比距第二边缘36更接近。此外，每个点焊W基本上与狭槽42中的一个对准。上述点焊W的位置和取向可帮助可变形壁26主要在狭槽42附近变形，从而抑制力通过变形壁26的第二边缘36转移到车体12的另一部分。

当倾斜外力F1和/或法向外力F2施加到能量吸收支架18时，可变形壁26围绕狭槽42变形。具体地，当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1和/或法向外力F2时，狭槽42的大小可以变化(例如，扩大)，以便允许可变形壁26变形并吸收能量。因此，当倾斜外力F1和/或法向外力F2施加到能量吸收支架18时，应力在狭槽42附近集中。可变形壁26的变形防止或至少抑制力转移到车体12的其他部分。

图6至图8示意性地示出了根据本公开的另一实施例的能量吸收支架118。能量吸收支架118的结构和操作基本上类似于上述能量吸收支架18的结构和操作。为了简明起见，能量吸收支架118和能量吸收支架18之间的差异在下面描述。狭槽42在可变形壁26的第三边缘38和第四边缘40之间以阶梯状配置来布置，而不是沿着平行于第一边缘34的线性轴线B来布置。当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1时，狭槽42的阶梯状配置帮助最大化可变形壁26的变形。在该实施例中，水平或线性轴线B可被称为第一线性轴线B。第一线性轴线B可平行于可变形壁26的第一边缘34和/或第二边缘36。由于阶梯状配置，狭槽42沿着与狭槽42中的每个的狭槽中心C相交的第二线性轴线D来布置。第二线性轴线D相对于第一线性轴线B成角度地倾斜。第一线性轴线B与仅仅一个狭槽42的狭槽中心C相交，而第二线性轴线D与狭槽42中的每个的狭槽中心C相交。倾斜角度α限定在第一线性轴线B和第二线性轴线D之间。倾斜角度α的范围可在十七度至五十七度之间，以便当能量吸收支架18接纳倾斜外力F1时最大化可变形壁26的变形。例如，倾斜角度α可为约三十七度。

在该实施例中，狭槽42从第三边缘38至第四边缘40依次被指定为第一狭槽42a、第二狭槽42b、第三狭槽42c和第四狭槽42d。因此，第一狭槽42a和第二狭槽42b距可变形壁26的第三边缘38比距第四边缘40更接近。第三狭槽42c和第四狭槽42d距可变形壁26的第四边缘40比距第三边缘38更接近。第一狭槽42a比第二狭槽42b更接近可变形壁26的第三边缘38。第四狭槽42d比第三狭槽42c更接近可变形壁26的第四边缘40。

由于阶梯状配置，狭槽42在不同高度处与可变形壁26的第二边缘36间隔开。在所示的实施例中，从第二边缘36到第二狭槽42b的第二狭槽端46的距离(例如，第二高度H2)大于从第二边缘36到第一狭槽42a的第二狭槽端46的距离(例如，第一高度H1)。从第二边缘36到第三狭槽42c的第二狭槽端46的距离(例如，第三高度H3)大于从第二边缘36到第二狭槽42b的第二狭槽端46的距离(例如，第二高度H2)。从第二边缘36到第四狭槽42d的第二狭槽端46的距离(例如，第四高度H4)大于从第二边缘36到第三狭槽42c的第二狭槽端46的距离(例如，第三高度H3)。

虽然已经详细描述了用于执行本教导的最佳模式，但是本公开所涉及领域的技术人员将认识到在所附权利要求书的范围内用于实践本教导的各种替换设计和实施例。

Claims

1.一种能量吸收支架，其包括：

支架主体，所述支架主体包括可变形壁；其中所述支架主体限定第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘，所述第一边缘平行于所述第二边缘，所述支架主体限定延伸通过所述可变形壁的多个狭槽，并且所述多个狭槽布置在所述第一边缘和所述第二边缘之间，并且所述多个狭槽彼此平行且大小相等，且所述狭槽中的每个沿着狭槽轴线延伸，且所述狭槽轴线中的每个相对于所述第一边缘成角度地倾斜。

2.根据权利要求1所述的能量吸收支架，其中所述可变形壁进一步限定互连所述第一边缘和所述第二边缘的第三边缘，以及与互连所述第一边缘和所述第二边缘的所述第三边缘相对的第四边缘，所述支架主体限定在所述第三边缘和所述第四边缘之间延伸的线性轴线，所述线性轴线平行于所述第一边缘，其中所述狭槽中的每个沿着在所述第三边缘和所述第四边缘之间的所述线性轴线来布置，使得所述线性轴线与所述狭槽中的每个的中心点相交。

3.根据权利要求1所述的能量吸收支架，其中所述支架主体至少部分由刚性材料制成。

4.根据权利要求3所述的能量吸收支架，其中所述狭槽中的每个具有第一狭槽端和与所述第一狭槽端相对的第二狭槽端，所述第二狭槽端限定从所述第一狭槽端延伸至所述第二狭槽端的狭槽长度，所述狭槽长度基本平行于所述狭槽轴线且为二十毫米。

5.根据权利要求1所述的能量吸收支架，其中所述可变形壁进一步限定第三边缘、以及与所述第三边缘相对的第四边缘，所述第三边缘互连所述第一边缘和所述第二边缘，所述第四边缘互连所述第一边缘和所述第二边缘，且所述多个狭槽在所述第三边缘和所述第四边缘之间以阶梯状配置来布置。

6.根据权利要求5所述的能量吸收支架，其中，所述支架主体限定在所述第三边缘和所述第四边缘之间延伸的第一线性轴线和第二线性轴线，其中所述狭槽中的每个沿着所述第一边缘和所述第二边缘之间的所述第二线性轴线来布置，使得所述第二线性轴线与所述狭槽中的每个的中心点相交，且所述第二线性轴线相对于所述第一线性轴线成角度地倾斜。

7.根据权利要求6所述的能量吸收支架，其中所述第一线性轴线与所述狭槽中的一个的所述中心点相交。

8.根据权利要求7所述的能量吸收支架，其中所述狭槽中的每个具有狭槽宽度，且所述狭槽宽度为十毫米。