带有可通过一个碰撞传感器控制的能量吸收零件的保险杠

摘要

用于汽车尤其是轿车的保险杠,具有一个保险杠基体(4),该基体带有一个缓冲梁(5),该基体通过一个支架(11)特别是通过一个能量吸收组件(11)与汽车上的一个横梁(10)连接。吸收能量的零件(9;32,33,41;52,60)或(17,20;38,46;64)安置在支架(11)的上方和/或下方,这些零件可通过一个碰撞传感器(6)控制,在通过碰撞传感器(6)致动后分别在保险杠基体(4)的上方及下方与保险杠基体(4)的前侧形成一个连贯的轮廓。

说明书

本发明涉及一种用于汽车尤其是轿车和货车的保险杠，其结构设计使得能够满足当时的行人保护检查的要求，例如按照EEVC的规定，同时又提供了如在传统保险杠系统中的外部构造的可能性。

公知的轿车和货车保险杠系统合理地尝试了各种各样的对低速及高速事故发生时能量吸收的要求，尽管如此，仍然存在着设计空间。从EP768 213 A2中可知的一种用于轿车前部或尾部的保险杠具有一个缓冲装置作为能量吸收零件，其通过一种可简单装配的固定与本身的保险杠和保险杠上的面板连接。

EP 839 690 A2公开了一种用于货车的保险杠系统，其基本上由组合的U形型条构成，具有特殊的加强件。该保险杠系统一方面用于吸收撞到另一辆汽车上时的能量，另一方面通过安装在现有的保险杠下方实现一种下部行驶保护。

EP 736 420 A2公开了一种用于轿车的保险杠系统，其具有一个保险杠，该保险杠基本上由一个吸收能量的缓冲器组成，该缓冲器被一个弹性的外罩包围并在碰撞时发生变形，从而吸收能量。

但是所有已知的保险杠系统都不能满足现代对有行人参与的碰撞情况下行人保护的要求。

具体说，期望保险杠系统能够满足例如EEVC(欧洲增强车辆安全委员会European Enhanced Vehicle Safety Committee)的规定。此外这里应说明，应当测试质量为13.6千克、速度为40公里/小时撞到汽车前部的腿形碰撞体(Legform-Impactor)-即人的腿部-的碰撞。测试中出现的加速度不应超过150g。碰撞体的弯曲角在测试中不超过15°，碰撞体部分剪切距离不大于6毫米。

另外理想的是，保险杠系统除了满足行人保护要求外也要满足4km/h碰撞试验和8km/h碰撞试验的要求。

另外，必须使设计自由度尽可能小地受因满足EEVC要求带来的限制，汽车的外观不应或仅很小地受到保护措施的影响。

业已发现，下述的新保险杠系统不仅满足4km/h试验(必要时也满足8km/h试验)，而且满足前述的行人保护要求。此外，本发明还尽可能保留了汽车前部和后部构型的设计自由度。

本发明的主题是用于汽车尤其是轿车的保险杠，其至少配备一个保险杠基体，该基体带有缓冲梁，该基体通过一个支架特别是通过一个能量吸收组件作为支架与汽车上的一个横梁连接，其特征在于，在支架上方安置吸收能量的零件和/或在支架下方安置吸收能量的零件，这些零件可通过一个碰撞传感器控制，在致动后通过碰撞传感器分别在保险杠上方及下方与保险杠基体的前侧形一个连贯的轮廓。

这里连贯的轮廓是指，在因碰撞触发致动了能量吸收零件时，能量吸收零件与保险杠基体的前侧构成一个整体的前部，其降低了弯曲角-对标准化的腿形碰撞体的碰撞而言，例如小于15°。由此满足前述的EEVC准则的规定。

在一种优选的实施形式中，设置在支架上方的能量吸收零件是一个气囊，其优选折叠在一个罩的下面、支架上或支架后面，其点火装置通过控制导线与碰撞传感器电连接。

在一种优选的变形中，设置在支架上方的能量吸收零件是一个气囊，其优选折叠在一个可动的上罩下面、支架上或支架后面，其点火装置通过控制导线与碰撞传感器电连接，并且该气囊在通过碰撞传感器致动后与开启的上罩一起与保险杠基体的前侧形成一个连贯的轮廓。

保险杠的另一种特殊变形的特征在于，设置在支架上方的能量吸收零件是一个上部的保险杠罩和一个位于其下面的滑板以及一个带有驱动装置的升降系统的组合，其中所述驱动装置通过控制导线与碰撞传感器电连接，在驱动装置通过碰撞传感器启动后，移出的上面的保险杠罩和移出的滑板与保险杠基体的前侧形成一个连贯的轮廓。

在本发明的一种优选实施形式中，设置在支架下方的吸收能量的零件是一个气囊，其优选折叠在保险杠最下部的下面，其点火装置通过控制导线与碰撞传感器电连接。

保险杠的另一种优选变形的特征在于，设置在支架下方的吸收能量的零件是一个气囊，其折叠在一个可动的下罩下面，其点火装置通过控制导线与碰撞传感器电连接，该气囊在通过碰撞传感器致动后与开启的罩一起与保险杠基体前侧形成一个连贯的轮廓。

在另一种特殊的实施形式中，设置在支架下方的吸收能量的零件是一个下部的保险杠罩和一个位于其下面的下滑板以及一个带有驱动装置的下面的升降系统的组合，其中驱动装置通过控制导线与碰撞传感器电连接，在驱动装置通过碰撞传感器启动后，移出的下保险杠罩和移出的下滑板与保险杠基体的前侧形成一个连贯的轮廓。

用于下面的或上面的升降系统的驱动装置是相互独立的，尤其是一个气压缸或一个液力缸。

不用上面的或下面的升降系统，也可以设置一个气囊系统，用于移动上保险杠罩或下保险杠罩。

所述的罩、上罩、上保险杠罩、下保险杠罩或下罩，从外观上遮蔽了吸收能量的零件并在传感器致动时打开，其相互独立地通过一个弹性塑料件，尤其是用TPE或TPU材料制成的塑料件与保险杠基体可动连接。也可以采用常用的铰链。

保险杠的支架最好是一个吸收能量的塑料泡沫体或塑料拱扶体。

吸收能量的塑料泡沫体特别优选用聚氨酯类泡沫或热塑性泡沫材料例如聚苯乙烯或聚丙烯泡沫制成。

当位于支架上方的能量吸收零件和/或位于支架下方的能量吸收零件通过一个附加的支撑杆与汽车前端连接时，在碰撞发生时在能量吸收方面有特别的优点。

本发明的主要特征是：改进传统的保险杠系统，使得不仅保留了设计自由度，而且满足了对行人保护的要求。

所述的保险杠的作用原理是：塑料制成的保险杠外壳连同具有一定构造的塑料或金属支架一起用于吸收能量。这可以是一种泡沫系统或一种塑料或金属拱扶体或者前者的结合。该系统应能满足最大加速度值的要求。

为了满足行人保护的进一步要求(弯曲角例如小于15°，剪切距离例如小于6毫米)，例如在支架的上方和/或下方在一个外部塑料壳内设置一个可打开的上部分和下部分。

该打开机构可通过一种适当塑料的“硬-软-结合”或仅通过外部塑料壳的构造上和/或材料技术上的可能性(铰链功能)来实现。

上下部分的打开例如通过基本公知的气囊系统、机械升降装置或压力缸来实现，其通过压力传感器和/或无接触式传感器(无线电、超声波、激光等)触发。这些传感器特别应当根据速度受控。例如在车速从0km/h到大约4km/h时，传感器不响应。这用来防止滥用气囊系统或一点点小损伤就启动系统。

打开机构可以这样设计，即有关部件(罩)能够可逆地多次打开和关闭。

可用于外部保险杠壳(前侧)的材料是具有尽可能小的壁厚并同时在很宽温度范围内保持机械性能的塑料。对于可打开的上罩机构和下罩机构的较软部件优选TPU(热塑性聚氨酯类)或TPE(热塑性弹性体)。

为了满足行人保护要求，可以除了已有的横梁外附加设置结构件用来支撑和加强。这些附加的结构件最好通过塑料-金属-复合件(例如聚酰胺+金属板)来实现。在过载时嵌入的理论弯曲位置用来避免碰撞损伤。

下面借助附图详述本发明。

图示为：

图1a根据本发明的保险杠实施形式的横截面

图1b图1a所示的保险杠在碰撞之后的横截面

图2a根据本发明的保险杠带有滑板的另一种实施形式的横截面

图2b图2a所示的保险杠在碰撞之后的横截面

图3a根据本发明的保险杠带有两个气囊的另一种实施形式的横截面

图3b图3a所示的保险杠在碰撞之后的横截面

实施例

三个例子示出了本发明的不同实施形式。

例1

保险杠系统

在图1a和1b中分别示出了保险杠的一个横截面。在轿车的引擎盖1下方，保险杠的外部边界一部分通过一个铰链2与罩3相连。铰链2使罩3可向引擎盖1的方向打开。连接件2也可不用铰链，而是选择一种弹性材料，例如一种双成分复合(热塑性聚氨酯类：TPU)。在罩3的下方安置了一个折叠的气囊9。该保险杠基体(保险杠外壳)4和缓冲梁5包围着能量吸收组件(支架)11、一个聚氨酯泡沫垫和一个位于下方的空腔，在该空腔中装了另一个气囊盒14和气囊15。

罩3、保险杠基体4和缓冲梁5用一种塑料材料(聚碳酸酯-聚对苯二甲酸丁二酯-混合物；PC/PBT)或者一种多烃基化合物(Polyolformulierung)制造。在缓冲梁5的后面有一个传感器6，其在保险杠受到碰撞时通过一个电子信号经导线12触发气囊9和15的点火装置(这里未示出气囊9和15的点火装置)。在传感器6的下方有另一个罩16，该罩16与上罩一样通过第二铰链7与基体4相连，并可向下打开。在罩6处也可通过一个气囊15触发打开。折叠的气囊17与罩16(图1b中20)和构件13以及必要时22一起承担保险杠下部区域的能量吸收任务，从而减小了轿车前部的弯曲角和剪切距离。

气囊15通过一个塑料-金属-复合构件13和14(聚酰胺/钢板)支撑，该构件又集成在横梁10中或汽车前端21上。

中部的能量吸收是通过由基体4和吸收能量的泡沫垫(EA泡沫)11完成的。

折叠的气囊19在碰撞时用于保险杠上方区域的能量吸收，大大减小弯曲角。

通过下部的打开机构和气囊19，17，弯曲角保持在15°以下，剪切距离小于6毫米(见图1b)。

为了另外支撑气囊15和传递碰撞能，可从气囊15到汽车前端21安装另一个连接梁22。

连接梁22的过载保护在碰撞事故中防止损坏或损伤构件。弯曲位置可以在结构上设置成凹槽。另一种可能性是通过缺口减少梁的横截面或减少壁厚。

例2

图2a和2b分别示出了另一种保险杠的横截面。图2a示出了一种保险杠系统，其中在碰撞过程中通过上面的和下面的升降系统41或46将一个上罩32和一个下罩38向上(罩49)或向下(罩47)推动。

能量吸收器11的上方安置一个升降装置41，其支承一个上滑板33。该上滑板33位于罩32下面，通过弹性铰链2与保险杠基体4可动地连接，并在其上端碰撞到引擎盖1上。

在保险杠基体4上有带有碰撞传感器35的缓冲梁5。在能量吸收器(支架)11的下方安置一个下面的升降装置46，该升降装置支承下滑板47。传感器5通过电传感器导线12与一个上气压缸和下气压缸39或44相连，这些气缸使升降装置41和46移动。

罩32和38的移动是通过缓冲梁5内的传感器35触发，与例1中保险杠系统中的气囊点火装置触发类似。

触发信号通过传感器导线12传到可动气压缸39或44。这使升降系统41或46迅速运动。也可用垂直安装的气压缸(未示出)代替升降系统41或46。另一种可能性是滑板33和38通过膨胀的气囊(未示出)移动。

保险杠中部的能量吸收类似例1。

通过下罩32和上罩38的移出，碰撞物体的弯曲角小于15°，剪切距离小于6毫米(见图2b)。

保险杠基体4和罩32和38的材料与例1中所述(PC/PBT混合物和多烃基化合物(Polyolformulierung))相应。铰链2由TPU制成。

例3

图3a和3b分别示出了保险杠另一种变形的横截面。图3a示出了一种保险杠系统，其中在碰撞过程中通过一个上气囊系统和一个下气囊系统60或64开启一个上罩68(52)，并构成一个统一的碰撞前部。

在能量吸收器11的上方安置一个上气囊系统60，其位于上罩68的下方。上罩68通过弹性铰链2(由TPU制成)与保险杠基体4(由PC/PBT混合物制成)可动地连接，并在其上端限定在引擎盖1下面的装饰条58上。

在保险杠基体4上有带有碰撞传感器6的缓冲梁5。在能量吸收器11下方安置一个下部气囊装置64，其布置在保险杠基体4的下面的回弹部分下面。传感器5通过电传感器导线12与上部的气囊系统60和下部的气囊系统64相连。下部的气囊系统64安装在托架63的下端部上，该托架托住整个保险杠和保险杠的下面的外部可见的部分57。在部分57上方是一个进气口。

为了附加地支撑气囊66和传递碰撞能，可以从气囊66到汽车前端21安装另一个连接梁22。

上部气囊系统60和下部气囊系统64的点火装置的点火是通过缓冲梁5中的传感器6触发的，与例1中保险杠系统中的气囊点火触发类似。

触发信号通过传感器导线12传给气囊系统60和64。

保险杠中部的能量吸收如例1中所述。

通过上部气囊67的膨胀打开罩52-与例1中上罩的打开类似。

在下部，膨胀的气囊66实施为保险杠轮廓，从而产生一个统一的无转弯的前部。因此，通过上部气囊67连同罩52使整个碰撞前部的弯曲角保持在15°以下，剪切距离小于6毫米(见图3b)。

下部气囊66的支撑与例1类似，通过一个塑料-金属-复合结构(聚酰胺/钢板)结合到横梁10上或前端21上。

必要时附加安装的连接梁22的过载保护在碰撞发生时避免损坏或损伤结构件。