能在受冲击时变形的几何形状修改的车辆内面板

摘要

本发明涉及一种用于车辆的内面板，它具有朝车辆乘客间内部的突出区(2)，该面板带有一些在与突出区相邻的区域中在面板的后侧做出的槽(6)，该槽用于缓冲突出区对乘客的伤害。

说明书

本发明涉及能在受冲击时变形的几何形状修改的车辆内面板(内护板)，它用注射的塑料制造，具有全部修整的位于朝车辆乘客间内侧的可见的一侧和朝向车辆的门的不可见的另一侧。

这类面板通常有至少一个朝车辆乘客间的由扶手组成的突起，该突起为最接近司机的腹部的物体，并且通常在扶手与胸部之间有一7～10mm的距离。在多数情况下，这些物体作为连至面板上的面板嵌入物制造，虽然不排除这样的可能性，即面板为一装备有上述突起的单独部分。

本发明的正文涉及在侧面冲击的情况下对车辆乘客的保护性措施的贡献，更具体一些，则涉及对乘客的腹部区的保护。

在整个描述中，将用举例谈及装有面板嵌入物(镶嵌件)的面板，同时应当明白，这并不排除这样的可能性，即面板可能是未装有上述面板嵌入物的单个部件。

如所周知，一旦乘客位于车辆乘客间内，则在一侧为具有其面板嵌入物的门面板，在门面板上藏有不同的物体。扶手通常位于腹部的高度上，并且与面板中的面板嵌入物成一体。由于其用途和与其成一体的物体，扶手相对于面板本身突出约60mm，并且如上所述，在距离使用者的胸部7～10mm处经过修整。

在侧面冲击的情况下，一旦门已经塌陷，而且变形和冲击力到达内面板处，则此面板朝乘客移动，而乘客也朝面板移动，面且这个扶手区域就是正好在腹部的高度处首先到达上述乘客的区域。

具有一系列凹凸的面板嵌入物的几何形状相对于其余的面板有高水平的刚度，以致一旦它与乘客接触，它并不能吸收冲击，因为它不能吸收所要求的能级并且还传递大于乘客所能接受的水平的力。

由于上述原因，必须解决的是在侧面冲击的情况下扶手穿入乘客的胸腹区的问题，以使到达乘客的力和侵入的水平不超过某一阀值极限。

就所知的而言，已经有几种针对在侧面冲击的情况下，保护乘客的解决方案。

有些解决方案的目的是提高门单元的吸收冲击能的能力，以便能减少乘客与侧面板之间的相对加速度，从而减少作用在胸部上的冲击力。

在此方面的一个解决方案中，在面板的不可见的一侧和门的内金属板之间，在门的面板上包括至少一个附加的部分，采用这些由一组壁、肋或小室组成的附加部分，并且这些部分在冲击时塑性变形成收缩和弯曲，从而吸收能量。

在设计这些附加部分或物体时必须考虑，必须按力的水平吸收能量，而且其变形不超过允许的阀值。

这种做法受到限制，特别是考虑到需要制造附加部分并且进行局部装配。所有这一切不仅加大成本和所得到的单元的重量，而且还增加了取下时间(如果这是可能的话)，减少了其再利用性。

此外，肋的高度和肋可以放置的区域受到在门的面板和上述门的金属结构之间的可以利用的空间的限制。

另一已知的解决方案在于使用具有在某些力和变形的水平下借助塑性变形吸收能量的能力的材料，这种能力使它们对这种应用是理想的。

在这些材料中，有不同密度的聚氨酯泡沫塑料和发泡聚丙烯。做成块状的材料也放在门的内面板与内金属板之间，形成夹层结构，并且它的有效性将取决于在所加的材料中的开孔的密度。

这种做法的限制与以前的情况的一致。

另一已知的解决方案通过制造具有能量耗散物体的门的内面板而避免了上述制造和装配工序，该能量耗散物体已经被包括并形成一单个的部件。在此情况下，面板的不可见的一侧备有一系列的做成格状的肋，它们可以彼此相连或不相连，得到小室结构，该小室结构在冲击的情况下塑性变形。

虽然这一解决方案没有具有附加部分、局部装配、成本增加和再利用困难等缺点，但是它也受到在门的面板和门的金属结构之间存在的空间的限制，并受到所得到的部件的重量增加的限制。

在车辆乘客间有支柱的特别情况下，还可以用其它材料，如冲击改性的丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)和聚碳酸酯/PBT的混合物，其对温度变化的性能较为稳定。

采用这些材料的主要目的为，在冲击的情况下，零件不会受到不会受到脆性断裂，因此不会产生对车辆的乘客可能造成划伤的锐利边缘。

不过，它们有这样的缺点，即为此目的开发的材料有比那些常用的材料高的成本。

其它类型的解决方案通过缓冲(阻尼)作用在门的面板上的冲击，例如通过使用侧气囊或可膨胀的管形气囊保护车辆的乘客。

显然，这些系统的主要缺点在于它们的复杂性，因为为了使它们开始起作用，它们必须配以加速度传感器，它们的响应时间，外加它们的膨胀时间，必须非常短。此外，侧面板和整个门通常必须配备成能收藏该系统，由此引起的是随之而来的空间限制和设计复杂，所有这一切都造成比原有解决方案都高的成本。

本发明的目的为提供一门的面板，它在缓冲(衰减)对乘客的冲击的同时，不需要在上述面板中引入任何附加的物体，因此不受到在门的面板和内金属板之间形成的室中存在的空间的限制。

本发明的另一目的为提供一不涉及任何成本和重量的增加的门的面板。

本发明的又一目的为提供一门的面板，它就像传统的面板一样，没有任何困难就可以再利用。

为了达到这些目的，本发明提供一面板，它在冲击时象一个弹簧那样作用，以致它能缓冲或吸收对乘客的由在允许的阈值内的力引起的冲击。

特别是，本解决方案用在装在面板嵌入物上的扶手的区域中，该面板嵌入物通常是朝车辆乘客间的里面最突出并与乘客最接近的部分，虽然不排除将其用至可能产生问题的面板的其它突出区段上。

从上述面板嵌入物出发，并采用特殊的几何形状和材料，面板在受侧向冲击时的最具决定性的区域位于其结构刚度防止扶手例如变形并向回移动并与乘客接触的区域中，因为，如果此冲击未被缓冲，则乘客在胸腔下部会受到比现有法规所允许的力大的力。

在与扶手接近的区域中，这部分的刚度起源于其特殊的设计，起源于具有大的惯性模量的截面，起源于壁厚和起源于所用的材料的类型。

由此可以得出，所需要的使上述重要区域开始变形的冲击力是大的，而所达到的变形水平则是低的。

如同前面所提出的那样，最从面板嵌入物突出的区域通常是扶手，它被刚性的而且是在冲击时受到压缩力和弯曲力的区域包围，这意味着，它们的坚固不允许这些区域翘曲。

从本发明的观点，如果这些与扶手相邻的刚性区如此生产，以使它们在冲击时弯曲成翘曲的，则就允许扶手弹性地位移，从而吸收上述冲击能的一部分。

这一情况经过试验，得到非常好的结果，以致通过在大致平行于扶手的轨迹的区域中减少面板的截面或厚度，这部分重要的刚性区的坚固度就减小，并且这有助于出现弯曲和翘曲。

像这样修改面板镶嵌件的几何形状，就有可能用这种扶手附近的区域的刚度的减少和将面板嵌入物的刚度减少至一极限而减少对乘客作用的冲击力，这一极限是由这部分必须具有的要满足在其正常使用过程中所提出的其他要求的最小刚度来规定的。

材料必须在冲击时在弹性性能的范围内，这意味着，一旦作用在其上的力停止，这部分的几何形状将回至初始状态。

变形的恢复在乘客受到已经减小的冲击以后并在乘客开始从面板嵌入物移离时开始发生。

在靠近扶手的重要的区域中最好做出一组槽或缝，这些槽或缝沿与进行最需要的冲击试验的方向垂直的方向做出，该方向本身是与门的竖直平面垂直的方向。

假设在这些试验中，最迫切的是沿垂直于这部分的平面的方向的正面冲击试验，在每个位置上，都沿垂直于前述方向的方向做出上述槽，并且在任何情况下都沿着扶手或所讨论的突出物体的轨迹。

槽只在内侧朝着门做出，其可见的一侧保持原样而且没有任何可能表明该槽存在的可见的痕迹或迹象。

照例，当扶手有一定的轨迹线时，随着此轨迹的改变，在与此线相邻的重要区域中所做出的槽要调整，以便处于与其平行的方向。

槽的数目和深度要根据材料，其厚度和其所应用的面板而变化。

槽沿其路径经过面板的长度可以连续或不连续，在各种情况下采用最合理的解决方案。

本发明的所有这些细节和其它细节都可以在附图中看到，附图所示如下：

图1为用于门的面板的面板嵌入物的平面图，在该门的面板中应用了本发明的技术；

图2为沿图1所示的剖面I-I的视图的结果；

图3和4示出朝门的面板嵌入物的侧面的两个图；

图5为按照本发明的槽在重要区域中的细节。

按照图1，从其面朝乘客间的一侧8看去的面板1中的面板嵌入物有一长约630mm、高约340mm的尺寸。在其上示出一扶手2连同与扶手相邻的重要的刚性区3、4、5，扶手在面板上顺着一特殊的曲线设置。

如图2所示，扶手2从面板嵌入物的可见的一侧8突出。也可以看到，在其中做出槽的面板嵌入物的后侧7。

按照图3和4，可以看到在门的面板上在面板嵌入物1的后侧7做出的槽6，并且还可以看到，这些槽的走向几乎平行于扶手的轨迹，执行抗冲击的弹簧的功能，通过它们，对乘客作用的冲击力在乘客开始移离门的面板的面板嵌入物时，通过变形和从此变形的恢复而减少。

现在参看图5，可以指出在面板嵌入物1的后侧7切出的槽6，连同其完美地修整的可见的侧面8，在该可见的侧面中可以看出扶手2。

在图1所示的部分上作了试验，其中，这部分用注射的聚丙烯制造，有20％的滑石粉，壁厚为2.5mm。

这部分，连同图3所示的细节，例如在位于突出的扶手2上方的区段中做有5个槽或缝，在位于此扶手的下方的区段中做有另外5个槽，在上述扶手的上方的侧面位置做有2个槽。

这些槽的深度约为2mm，两个邻接的槽的底之间的距离约为6.5mm。

在没有槽的这种面板嵌入物上进行的可变形的摆锤击碎试验在腹部上提供一个1660N的峰值力。

在刚性区域做有槽的同样的面板嵌入物上的同样的试验所得到的结果为峰值力为1100N，相对于设有槽的面板嵌入物，该峰值力大大减少约三分之一，而这就是本发明的目的。

如前所述，本发明用于带有面板嵌入物或没有面板嵌入物的内面板。在第一种情况中，在面板所备有的面板嵌入物本身中切出槽，而在第二种情况下，这些槽在面板本身的体部中切出。

按同样的方式，为了合适的目的，应当指出，本发明可用于任何类型的车辆的内面板，该内面板带有朝上述车辆的乘客间的里面突出的区域，而且对乘客的人身安全意味着危险。