CN104203654B - 可恢复的能量吸收件 - Google Patents
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Abstract
一种能量吸收件包括一个基片和自该基片延伸的多个恢复性的挤压叶。这些挤压叶在车辆以及非车辆(例如,头盔)环境中通过对在多次重复冲击后的打击进行缓冲来保护一个邻近的物体。每个挤压叶包括一个侧壁,这个侧壁被定向以便在受冲击时吸收了能量后发生扭曲或弯折并且然后弹回。这个基片和至少一个挤压叶的端壁中的至少一者任选地包括数个(X)(其中0<=X<1000)一体成形的、伸出的对抗件,这些对抗件具有的直立强度低于这些挤压叶。在此还描述了与上述内容相关的方法。
Description
技术领域
本发明涉及可恢复的能量吸收件,如在汽车和非汽车应用中用于非破坏性地、可重复地吸收能量。由此可知,本披露不局限于机动车辆。相关技术领域可以包括各类保护头部的安全头盔和运动头盔。
背景技术
许多不同几何形状的热压成形的能量吸收件是已知的,如在美国专利6,017,084;6,221,292;6199,942;6,247,745;6,679,967;6,682,128;6,752,450;7,360,822;7,377,577;7,384,095和7,404,593中描述的那些。这些吸收件被说成是提供了多个动态反作用力特征,这些动态反作用力特征在随着偏转而观察到其反作用力特性时产生了相对的“方波”形状。
通常,这些成形的能量吸收件在汽车应用中位于可能承受撞击的A级表面(如保险杠面板、顶蓬衬里或者门内饰板)与一种刚性金属板结构(如车辆框架或者发动机缸体)之间。该能量吸收件典型地被设计成与一个表面具有3-5毫米的空隙并附接至另一个表面上。然而,在一些例子中有必要增加该能量吸收件的整体深度,而使得未被附接的表面在正常车辆运行中更加靠近另一个表面。另外,产品变化可能导致一些区域比最佳空隙距离更加靠近。当该能量吸收件轻微接触相对的表面时,由于车辆部件之间的相对运动,可能会听到嗡嗡声、喀啦声或者吱吱声,而这些声音是客户不喜欢或者觉得讨厌的。因为一个平的硬塑料表面可能会敲打相对的表面或者在该表面上滑动,所以可能产生噪音。
在努力解决这个问题时,有时候可以将材料添加或者放置在这些能量吸收件附近。例如,在过去,已经将布垫、泡沫垫或者其他种类的柔性材料添加到这些产生噪音的表面之一中,以努力减弱或者消除嗡嗡声或者敲打的严重程度、和/或消除一个表面平移到另一个表面中的可能性(或者一个表面平移跨过另一个表面从而产生吱吱声)。然而,这要求购买和组装至少一个分开的部件,从而引起复杂程度、成本增加以及质量增加。
发明内容
在本发明的一个方面,一个能量吸收件包括一个基片以及自该基片延伸的多个挤压叶。每个挤压叶包括一个侧壁,该侧壁甚至在受到多次冲击时发生偏转而同时吸收能量、并且在每次冲击后至少部分地恢复。该挤压叶包括一个端壁。该基片和至少一个挤压叶的端壁中的至少一者可以包括数个(X)一体形成的伸出的对抗件(“凸耳”),其中0 <= X <1000。这些突出的对抗件的直立强度低于这些挤压叶,因而这些伸出的对抗件抑制了该端壁与一个相邻结构之间的、否则可能产生嗡嗡声、吱吱声和/或喀啦声(“BSR”)的运动。
其中,该对抗件可以是一个拱形的端壁。
其中,该至少一个挤压叶可以在第一次冲击后恢复为一种压缩定形的构型。
其中,该至少一个挤压叶可以在多次冲击后恢复至该压缩定形的构型。
其中,该至少一个挤压叶可以在第一次冲击后朝向一种压缩定形的构型进行恢复。
其中,该至少一个挤压叶可以在多次冲击后朝向该压缩定形的构型进行恢复。
其中,该侧壁可以响应于冲击而弯曲并且进一步响应于多个冲击力而回弹至一种未偏转的构型。
其中,一个挤压叶的多个相反侧壁可以在冲击后至少部分地凸形地弯曲。
其中,一个挤压叶的多个相反侧壁可以在冲击后至少部分地凹形地弯曲。
其中,一个挤压叶的多个相反侧壁可以在冲击后至少部分地中凸形地并且凹形地弯曲。
其中,该端壁可以包括在围绕该对抗件的一个支撑区域内的一个压陷的环。
其中,该拱形的端壁可以是由该侧壁的一个上部周缘来支撑并且向内偏转,由此吸收在冲击过程中发散的能量的一部分。
其中,一个对抗件可以形成在该基片中。
其中该端壁可以包括用于支撑该对抗件的一个支撑区段,并且其中该对抗件可以是由从该支撑部分取出的并且在该能量吸收件材料被成形的同时流动成为该对抗件的形状的材料形成的。
在本发明的另一方面,提供了一种能量吸收件,包括:一个基片;多个可重复使用的挤压叶,这些挤压叶从该基片上延伸,这些挤压叶中的至少一些包括:一个侧壁,该侧壁通过部分变形来吸收能量并且在相关联的挤压叶受到冲击后的一段时间(T)之内朝向一种未偏转构型进行恢复;以及一个端壁,该端壁包括数个(X)对抗件,其中0 <= X < 1000。
其中,该时间(T)可以小于90秒。
其中,该侧壁可以在一次冲击后恢复至一个压缩定形的位置。
其中,这些挤压叶可以在该侧壁与该基片的相交处具有一个周界。
其中,该周界可以具有选自下组的一种形状,该组由以下各项组成:圆形、卵形、椭圆以及多边形。
其中,这些对抗件中的一个或多个可以包括一个长形构件,该长形构件沿其长度可以具有一种基本上均一的截面。
其中,这些挤压叶中的至少一些可以在数次(N)冲击后、在一段时间(T)之内恢复至选自下组的一种构型或朝向该构型恢复,该组由以下各项组成:预冲击构型以及压缩定形的构型,其中数(N)是一次或多次,并且其中1 < T < 90秒。
在本发明的另一方面,提供了一种制作能量吸收件的方法,该方法包括基本上同时的以下步骤:由一个基片与从该基片上延伸的多个挤压叶一起形成一个能量吸收件;并且形成与这些挤压叶相关联的数个(X)对抗件,其中0 <= X < 1000,与这些挤压叶相比这些对抗件更弱,而这些对抗件延伸至相关联的挤压叶外部。
在本发明的另一方面,提供了一种对能量吸收件以及有待由该能量吸收件保护的质量块进行定向的方法,该质量块包括一个物体、或骨骼的一部分,该方法包括以下步骤:提供一个有待防护以免受冲击的质量块;形成一个能量吸收件,该能量吸收件包括多个冲击叶以及在这些冲击叶中的至少一个的一个末端中的至少一个对抗件,这些冲击叶在冲击后是不可破坏的并且在冲击后基本上恢复至一种未偏转的构型或朝向该构型进行恢复;并且对该能量吸收件以及有待防护的质量块在邻近位置中进行组装,这样使得该能量吸收件在多次冲击后保护该质量块。
一个目的是提供一种能量吸收件,该能量吸收件带有可重复使用的多个可恢复的挤压叶,这样使得所以在一次撞击后不需要该能量吸收件的重新安装(如,在足球赛或曲棍球比赛中磨损的头盔)来确保舒服或安全。
优选地,该能量吸收件不明显增加例如头盔或门饰板/能量吸收件/顶蓬组件的最终组件的重量。
另一个目的是提供一种BRS对抗件,该BRS对抗件不显著影响该吸收片自身的能量吸收特征。
在本发明的另一方面,一个能量吸收件包括一个基片以及自该基片延伸的多个截头锥形的挤压叶。每个挤压具有一个侧壁,该侧壁被定向成使得,在接收冲击力(“入射力”)时,该侧壁提供一些阻力、发生偏转并且恢复(弹回)至一个压缩定形点或者未偏转的预冲击初始构型、同时施加反作用力以抵抗该入射力。通过阻挡入射力朝向有待保护的质量块或物体(如解剖学肢体、一块金属板、发动机缸体或者乘客或者运动员的头部)传递,这一现象有效缓冲了该打击。
这个或这些侧壁在受到冲击时在偏转(如通过柱形屈曲)的同时吸收能量。如果存在以用于降低“BSR”,一个挤压叶可以具有一个端壁,该端壁带有直立强度低于该挤压叶的一体成形的对抗件。在一些应用中,该对抗件在背离该冲击力的方向或者与该冲击力相反的方向上延伸、并且被定向成使得它抑制在该能量吸收件与邻近的质量块或结构之间的、否则会产生BSR的运动。
在本发明的另一方面,一种方法包括形成一个能量吸收件的多个基本上同时的步骤,该能量吸收件具有一个基片和多个可恢复的、可重复使用的并从该基片延伸的挤压叶,该基片带有直立强度低于这些挤压叶的多个相关联的一体对抗件。
在本发明的另一方面,一种方法包括以下步骤:(1)提供一个有待保护的部件或者其他质量块,(2)基本上同时形成一个能量吸收件,该能量吸收件包括多个可恢复的、可重复使用的挤压叶和在这些挤压叶之一的端壁中的任选的至少一个对抗件,该对抗件被配置成在放置于邻近处时与该部件或质量块接界,这样使得该能量吸收件相对于该相邻的部件或者质量块的运动所产生的BSR将被消除,以及(3)将处于相邻位置的能量吸收件和该部件或质量块进行组装。
在本发明的又一方面,一种用于制作能量吸收件的热压成形设备包括:一个加热器,用于加热一种聚合物材料扁平片材;至少一个热压成形模具,用于将该片材成形为可重复地且无破坏性地吸收冲击力的一个三维能量吸收件,该吸收件具有一个基板和多个挤压叶;以及用于在该基片和这些挤压叶中的至少一者中形成一个任选的BSR对抗件的工具。
在研究以下说明书、权利要求书以及附图时,本领域技术人员将理解并认识到本发明的这些和其他的方面、目标以及特征。
附图说明
图1是多个对置的热压成形模具的截面视图,这些热压成形模具用于将一个片材形成为具有多个伸出的挤压叶的能量吸收件。这些叶中的至少一些具有一体的任选对抗件以减少安装时发出的嗡嗡声、吱吱声和喀啦声(BSR)。
图2是显示图1的热压成形的能量吸收件的截面视图;
图3是一个截面视图,示出了被安装在例如乘用车的顶蓬结构与顶蓬内衬之间或头盔与佩戴者的头之间的能量吸收件。
图4-6和图7-9是经修改的能量吸收件的截面视图。图4-6和图7-9分别类似于图1-3,但具有形成于这些挤压叶的顶端或端壁上的多个BSR对抗件;
图10-12是具有一个或多个挤压叶的一个热压成形能量吸收件的截面视图。图10示出了初始热压成形而成的能量吸收件,并且该吸收件针对一些应用做好了部署的准备;
图11描绘了二次冲头(或者在热压成形生产线上在下游定位的冲孔工具);
图12示出了图10的能量吸收件,但该能量吸收件包括一体的BSR对抗件;
图13-15是类似于图10-12的经修改的能量吸收件的截面视图,但具有一个替代性地成形的BSR对抗件;
图16-19展示了分别类似于图14-15的挤压叶,但具有替代性地成形的BSR对抗件;
图20-22、23-25、26-28和29-30是分别类似于图10-12的经修改的能量吸收件的截面视图,但具有替代性地成形的BSR对抗件;
图31和32是具有另一种替代性BSR对抗件的替代性的经修改的能量吸收件的俯视平面图和截面视图,该对抗件包括一块磁铁。
具体实施方式
在本发明的几个实施例中,所披露的能量吸收件具有一个基片以及多个挤压叶,这些挤压叶是在经受多次冲击后可重复使用的。这些挤压叶自该基片延伸。每个挤压叶具有一个端壁和一个侧壁,该侧壁在冲击后的一段时间(T)内至少部分地朝向一种未偏转构型形进行恢复,由此在受到冲击后非破坏性地吸收能量。可选地,这些挤压叶中的至少一个挤压叶的端壁包括数个(X)一体成形的对抗件,其中0 <= X < 1000。
在某些情况下,该挤压叶在第一次冲击后恢复至一种未偏转的或压缩定形的构型。在其他情况下,该挤压叶在多次冲击后恢复至该压缩定形的构型。
为了吸收冲击力,一个挤压叶的侧壁响应于冲击而弯曲并且进一步响应于多个冲击力而弹回至一种未偏转的构型。在某些情况下,一个挤压叶的多个相反侧壁在冲击后至少部分地凸形地弯曲。在其他情况下,一个挤压叶的多个相反的侧壁在冲击后至少部分地凹形地弯曲。有时,一个挤压叶的多个相反的侧壁在冲击后至少部分地凸形地并且凹形地弯曲。
在一个实施例中,该能量吸收件具有一个挤压叶,该挤压叶包括在围绕该对抗件的一个支撑区域内的一个压陷的环。如果存在,该拱形端壁是由该侧壁的上部周缘来支撑并且向内偏转,从而吸收在冲击过程中发散的能量的一部分。
若干替代性的设计需要该对抗件被形成在该基片中。在其他设计中,该对抗件是形成在挤压叶的端壁中。
可选地,该端壁包括用于支撑该对抗件的一个支撑区段。在这种情况下,该对抗件是由从该支撑区段中取出的并且在该能量吸收件材料被成形的同时流动成该对抗件的形状的材料形成的。
在这些结构的辅助下,所披露的能量吸收件在单次或多次冲击后可以被再使用。例如,曲棍球或足球运动员不需要在每次击球后更换头盔。这是因为这些侧壁在相关联的挤压叶受到冲击后的一段时间(T)内朝向一种未偏转构型进行恢复。通常0 < T <约90秒。大部分恢复是在冲击后立即发生。剩余的恢复是在恢复时间过程中相对较晚时发生。
在一个给定的端壁中存在数个(X)对抗件,其中0 <= X < 1000。
关于这些叶片的形状,定义侧壁与基片的相交处的周界是有用的。该周界具有选自下组的一种形状,该组由以下各项组成:圆形、卵形、椭圆以及多边形。
优选地,这些对抗件中的一个或多个具有一个长形部件,该长形部件沿其长度具有基本上均一的截面。
因此可以理解的是,这些挤压叶中的至少一些在一次或多次之后在小于约90秒的时间(T)内恢复至预冲击构型或压缩定形构型、或者朝向该构型恢复。
如在附图中以及在下面的讨论中显示的几种变化所展示的,考虑到了一种可选的“柔软的”BSR对抗件结构可以一体成形到、或装饰到、或附接到可恢复且可再使用的能量吸收件的现有材料上、在可能的嗡嗡声、吱吱声或喀啦声的BSR噪音的一个或多个位置之处或附近。
在部署好时,该BSR对抗件具有比所关联的挤压叶更低的纵向/直立强度。相应地,它充当一个阻尼件,因此在最终组装好的产品中极大地减少了巨大BSR噪音的可能性(如机动车辆、摩托车驾驶员的安全帽,或滑雪者、曲棍球运动员或足球运动员的头盔)。此外,在工具加工和/或生产成本的增长极小或为零的情况下实现了显著的组装成本降低和质量减小,因为不再需要各种填塞或消音材料。
各种顶蓬内衬的构造如图所示。然而,本领域技术人员会明白,本披露不局限于顶蓬内衬、而是可以应用于很多其他的应用,包括但不仅限于车辆内的其他位置(例如,门、仪表板、用于车辆的A、B以及C柱和顶蓬支撑结构的装饰部件,以及其他部件),各种类型的保护头冒,以及其他防护装置;这些防护装置在一种解剖学肢体(例如,膝盖、肘部、胃部)与一个冲击物体之间进行缓冲。
在一实施例中,一种能量吸收件10(如图1-3所示)包括从一个基片12延伸的多个中空截头锥形、膨胀的截头锥形(例如,带有卵形或椭圆形足迹/下周界/上周界或截面)、杯状(一个壁是曲线状的,例如从侧面看是弓形、凸形或凹形的,或者是平坦的)、拱形、半球形或侧面平坦的金字塔状的三维挤压叶11的一个矩阵。这些挤压叶11中的至少一些具有一个可选的BSR对抗件15,该对抗件从挤压叶11的一个端壁16延伸。在一些情况下,该对抗件15可以在某种程度上被展平,从而好似在一个挤压叶11侧壁之间延伸的一个拱形端壁16。
这些挤压叶11可以按任何所希望的重复或不重复、均一或不均一的图案被安排在该能量吸收件10上,例如,以具有多行(平行或会聚)和多列(平行或会聚)的正交矩阵或对角矩阵,这将部分覆盖或全部覆盖有待保护的质量块、例如车辆顶蓬从一侧到另一侧的区域以及车辆乘客隔室的从前到后的区域。
进一步,这些挤压叶11可以彼此相似或者可以发生改变,以便具有不同的或相似的足迹、宽度、高度和/或截面形状(与基片平行或垂直)。这些挤压叶11可以具有均一或不均一的间隔和/或不同的侧向关系和/或发生改变以适应由使用环境对于组件的不同区域中的能量吸收所强加的空间限制,例如车辆顶蓬以及所需要的配合结构。例如,该能量吸收件10可以具有不同的区域,一些区域中的挤压叶是以第一方式安排或配置的,而其他区域的挤压叶则是用第二方式或不同方式安排或配置的。能量吸收件被用于例如车辆顶蓬结构中的情况通常是如此,如本领域技术人员将清楚的。热压成形之后,该基片可以是平坦的或者根据需要被弯折。
作为一个实例,所展示的能量吸收件10由对置的成形模具17、18(参见图1)从一个经加热的聚合物材料片热压成形而成、并且接着冷却而形成一个三维功能部件(参见图2)。展示的是对置的成形模具17、18,但已考虑了,本发明的构思可以使用其他成形工艺实现,例如,只使用单面模具的热压成形工艺(例如,真空热压成形)。而且,本发明的构思可以使用其他成形工艺实现,例如,注塑模制、压缩模制等。
一旦成形,所展示的能量吸收件10被适配成配合在例如车辆顶蓬内衬13与顶蓬14(参见图3)之间的空隙中并且大体上桥接该空隙。在上述的示例性应用中,这些挤压叶11和基片12大体上配置成占据该顶蓬内衬13与顶蓬14之间的至少部分空间。这些挤压叶11的外端16(在此也称为“端壁”)和基片12大体上匹配顶蓬内衬13和顶蓬14上的带轮廓的匹配表面。
所展示的能量吸收件10具有不同形状的挤压叶11,这些挤压叶被配置成满足审美需求并且遮盖住伸出的螺栓和其他配件、并同时优化能量的安全吸收以及冲击荷载的分布,以便至少在车辆应用中减少乘客头部的伤害(例如在车祸或翻车事故)、或在其他非车辆应用中(例如头部或四肢保护装置)。
如上所述,所展示的能量吸收件10还任选地包括一种嗡嗡声、吱吱声和喀啦声声(BSR)对抗件15(此处也称为“凸耳”或“柔软结构”),该对抗件是一体成形到其基片12中或这些挤压叶11的一个或多个外端16中。能量吸收件10可以具有以下挤压叶11,这些挤压叶带有总计一定数量(X)的与该能量吸收件10相关联的凸耳15,其中0<=X<1000。一个给定的挤压叶11可以没有或具有多个对抗件15。
这些对抗件15的直立强度比这些挤压叶11的直立强度更低。这些对抗件的“柔软度”起作用来减小由该能量吸收件10抵靠例如顶蓬内衬13和顶蓬14上的相邻刚性表面而进行的反复的产生噪音的振动和/或周期性运动所导致的BSR噪音的可能性。
车辆制造商在消除BSR噪音方面花费了大量的时间和努力,因为噪音对于车辆司机以及乘客来说很烦人,特别当BSR噪音来自接近乘客头部位置、和/或来自车辆中乘客隔室中任一部件时,尤其是噪音是在有效形成回音室的部件旁产生或被其放大时。
如若存在于基片12或端壁16中,所展示的BSR对抗件15(图1)是由从顶部模具17伸出到下部模具18中的匹配凹陷之中的多个销20形成的。这些销20包括一个直径逐渐减小的截头锥形的轴以及一个圆化的尖端,因而它们不刺穿该片材、而是将该片材拉长而形成一个凸耳或指状、薄壁、中空的长形BSR对抗件15。例如,这些对抗件15可以定义一个极窄的中空指状物。其大小、形状和长度基本上与从一个表面伸出的图钉轴大致相同。
在某些情况下,一个挤压叶11的基部16(或是顶部,取决于其取向)本身可以为拱形而形成一个对抗件15,以便有效地与相邻结构相互作用,从而减少两者之间的接触面积并降低或消除BSR噪音。
所展示的BSR对抗件15在长度和强度方面足够在基片12的材料冷却后维持其一般的长形形状(参见图2)。但是这些BSR对抗件15具有相对低的梁强度,这样使得它们在被接合时容易弯折(参见图3)。具体而言,这些BSR对抗件15结合多个挤压叶11的长度比顶蓬内衬13与顶篷14之间的任何预计空隙都大(在车辆应用中),这样使得BSR对抗件15在组装进车辆中的过程中接触该顶蓬内衬13(或者顶篷14)而且被弯折。
BSR对抗件15还对由于部件公差变化、组装层叠变化和导致空隙不一致的其他工艺和部件变量而出现的空隙尺寸变化进行补偿。这导致了BSR对抗件15起作用来减弱能量吸收件10的周期性运动或振动运动,这进而消除了大部分BSR噪音。
举例而言,在此考虑了这些BSR对抗件15可以为1/8到1/2英寸长(或者更典型地1/4到3/8英寸长),而且其基部的直径约为1/32到1/4英寸(或者更优选地直径约为1/6到1/8英寸)。
下面的额外实施例、特点和特征使用相同的参考数据、但用附加字母“A”,“B”,“C”等来标明。
能量吸收件10A(图4-6)与能量吸收件10(图1-3)相似,例外之处在于,在能量吸收件10A的挤压叶11A(图4-6)中,BSR对抗件15A是形成于挤压叶11A的外部平坦尖端或端壁中。在能量吸收件10中,BSR对抗件15是通过模具17A和18A形成于基片12内(图2)。能量吸收件10B(图7-9)与能量吸收件10A相似,因为其BSR对抗件15B是形成于挤压叶11B的外端上。然而,BSR对抗件15B为套筒状并且具有沿其长度均一的直径以及一个开放的(或非常薄的)外端。由于这些套筒状的BSR对抗件15B非常薄,它们具有相对低的纵向强度和较低的弯曲强度,从而使得它们以手风琴形式进行折叠或者在侧向上扭曲。但是,它们的强度足够提供与BSR对抗件15和15A类似的阻尼作用。
一种特定的能量吸收件10可以包括带有不同形状/大小/位置的BSR对抗件的多个挤压叶11。在一些情况下,一个挤压叶11的顶部或者底部(取决于取向)可以有效充当对抗件15。例如,一种特定的能量吸收件可以具有这些BSR对抗件15、15A或者15B各自的一个或多个(或者以下BSR对抗件中的任一者)。换句话说,不是每个单一的挤压叶11都设置有或者需要一个BSR对抗件15。
图10-25展示了感兴趣的额外实施例。能量吸收件10的与匹配部件相接触的区段被裂开并且然后被向上(或者向下)推从而产生一个柔性构件,该柔性构件的表面积是相对小的并且具有低的弯曲强度。例如,这可以在形成了带有挤压叶11的能量吸收件10之后、在模制过程中或者在某个位置处的二次加工中完成。在挤压叶11C(图10-12)中,BSR对抗件15C是由在一侧从末端16C出发通过加工17C和18C而裂开的一个材料区段形成的,这样使得BSR对抗件15C相对于末端16C以一个角度延伸。BSR对抗件15C与末端16C的厚度相似。挤压叶11D(图13-15)与挤压叶11C相似,例外之处在于,BSR对抗件15D是一个由劈开的材料区段形成的,这样使得BSR对抗件15D从末端16D的两侧朝末端16D中的一个公共(中心)点延伸。值得注意的是,BSR对抗件15D的一个实施例可以包括两个相对的、指状的、向外成角度的接片,或者可以包括多个向内延伸形成一个环的指状接片,或者可以在一个末端16D中形成一个柔软的拱形的伸出的环(图15)或一个闭合环。
挤压叶11E(如图16-19所描绘)的一个实施例包括形成于外端(底部或者顶部)16E中并延伸到挤压叶11E的空腔之中(图16-17)的一个倒置的井、柱体或锥体22E。在二次步骤中(图18),二次工具例如冲头23E从挤压叶11E内向上延伸穿过锥体22E而形成一个BSR对抗件15E,该对抗件在挤压叶11E的末端16E上方延伸。通过这样的安排,末端16E围绕BSR对抗件15E的区域24E被轻微压陷而形成一个凹陷的或压陷的环,这影响了它的纵向强度。重申,通过形成一个锥体22E(即,凹状特征)而且然后机动地或者气动地将其反转(即,使用冲头23E),可以实现比传统表面更具顺性的柔软顶部特征(即,BSR对抗件15E)。更一般而言,挤压叶11E展示了,BSR对抗件15E的强度可以受到BSR对抗件15E周围的支撑区域的形状和形成过程的影响、并且受到该BSR对抗件本身的形状和形成过程的影响。
挤压叶11F(图20-22)以及挤压叶11G(图23-25)分别展示了BSR对抗件15F和15G,它们与BSR对抗件15C和15D相似、但是分别位于基片12F和12G中(而不是挤压叶的末端、顶部或者底部上)。值得注意的是,BSR对抗件15F和15G具有与基片15F和15G相似的厚度,这样使得它们的弯曲强度潜在地大于BSR对抗件15C和15D。在此考虑到了,BSR对抗件也可以位于挤压叶的一个侧面中,但典型地这不是产生BSR噪音的区域。
挤压叶11H(图26-28)具有一个BSR对抗件15H,该对抗件与位于挤压叶11B(图7-9)中的BSR对抗件15B的相似之处在于,它的形状是筒状或柱状的,但是在挤压叶11H中,BSR对抗件15H是由基片12H形成并且在与挤压叶11H相反的方向上延伸。
挤压叶11I(图29-30)包括一个BSR对抗件15I,该对抗件包括一个薄的实心材料指状物。所展示的BSR对抗件15I比在热压成形之前的初始塑料片的基础材料更薄(参见基片12I)。所展示的“实心指状物”(即,BSR对抗件15I)呈锥形并且呈角度,但是在此考虑了它可以被制成直壁的或者沿其长度方向呈锥形,并且它还可以在垂直方向或者成角度的方向上延伸。通过选择所需的形状和方向,可以提供适当的灵活度来制作一种将组件的BSR噪音最小化的“柔软”结构。
所展示的加工模具17I以及18I(图29)包括对置的压印模具部分。具体而言,所述这些压印模具部分包括一个套管30I,该套管被配置成用于在工具18I的凸出部分顶部捕获一块塑料材料。一个柱塞32I延伸穿过套管30I并且在其尖端中包括一个为BSR对抗件15I形状的空腔限定区域。柱塞32I可以通过充气或者其他手段伸展、并且可以通过相似手段或者一个复位弹簧(未明确示出)被缩回。当工具17I和18I移动到一起时,套管30I在能量吸收件10I被成形时在原始聚合物片材中捕获一块经加热的材料。一经接合,柱塞32I就在套管30I内部伸展而使所捕获的材料流动(即“压印”)到柱塞32I的末端中限定的空腔之中。这个过程有时被称为“压印”。因此,BSR对抗件15I准确地呈现该空腔区域的形状,该空腔区域被展示为长形的三角形的指状物。
值得注意的是,对抗件15I不是仅仅局限于末端16I的厚度(取决于该BSR对抗件的位置,也不局限于基片12I的厚度)。该BSR对抗件也不局限于任何最终的体积上或尺寸上的限制。而是,BSR对抗件15I的形状和厚度仅受到构成它的材料体积的限制,该材料必须取自BSR对抗件15I周围的区域中。进一步,应当注意的是,环绕对抗件15I的环(即,从中取出材料以形成对抗件15I的区域)变薄,由此使BSR对抗件15I的轴向扭转强度变弱或降低。
值得注意的是,本发明包括与将对抗件15形成到能量吸收件10之中有关的方法和设备,包括在该部分被热压成形之后(例如在热压成形生产线的末端)形成所述对抗件15、和/或在该能量吸收件组装到车辆上的过程中或之后形成这个或这些对抗件、和/或在现场形成这个或这些对抗件15,比如基于消费者投诉进行现场/服务维修。
图31-32披露了另一种能量吸收件10J,该能量吸收件具有一个挤压叶11J,其中一个磁体40J位于挤压叶11J的末端16J上。所述磁体16J足够强而能提供透过挤压叶11J的端壁16J的磁性吸引。因此,磁体40J用于磁性吸附至相邻的金属片上,例如顶蓬结构14J上。这种安排可以用作附接件来将一个部件固持在位、并且用作附接件来将一个部件的柔性中央部分固持在相邻金属片上,而在该部件的其他位置使用其他固位件。
并且,这种安排可以用来消除噪声,例如当该金属片足够靠近而能抵靠所述挤压叶11J振动从而导致BSR噪声时,由此产生磁性吸引,这消除了任何移动并且因此消除了噪声。所展示的磁体40J被保持在该挤压叶的一个末端中,这是通过挤压叶的一个末端充分变形而使一个固位脊42J环绕该磁体形成,由此将所述磁体保持在固位脊42J与挤压叶的末端16J之间。该固位脊可以按多种不同方式形成。考虑到了可以用足够的力将该磁体压入该末端之中从而使该挤压叶的侧壁在邻近于该端壁处暂时变形,由此通过暂时拉伸所该端壁的材料而基本上形成一个固位脊。并且,提供在挤压叶的材料仍相对暖(或者很热)时将一个磁体定位在该挤压叶中,该材料收缩至该磁体上,由此将该磁体摩擦性保持在位并且还一体形成该固位脊。若希望的话,该挤压叶可以向下变形而使该挤压叶变形成一种包括所述脊的形状。还考虑到了,该磁体可以摩擦配合到该挤压叶中,因此使得该脊非常小或者基本上不存在。
应当理解的是,在不偏离本发明的概念的情况下可以对上述结构进行更改和修改,并且进一步要理解的是,这些概念旨在被以下权利要求覆盖,除非这些权利要求用它们的语言另外明确说明。
Claims (15)
1.一种能量吸收件,包括:
一个平面的基片,以及
多个挤压叶,这些挤压叶是可重复使用的,这些挤压叶自该基片延伸,每个挤压叶包括一个端壁和一个侧壁,该侧壁在冲击后的一段时间T内至少部分地朝向一种未偏转构型进行恢复,由此在受到冲击后非破坏性地吸收能量,
该多个挤压叶中的至少一个挤压叶的端壁包括X个一体形成的中空的对抗件,该对抗件用于抑制能够导致嗡嗡声、吱吱声或喀啦声的在该端壁和邻近的结构之间的运动,其中1<=X<1000且0<T<90秒,该端壁还包括在用于支撑该对抗件的一个支撑区域内的一个压陷的环,并且其中该对抗件包括来自支撑区段并且采取该对抗件的形状的材料。
2.如权利要求1所述的能量吸收件,其中,该对抗件中的一个或多个对抗件是拱形的端壁。
3.如权利要求1所述的能量吸收件,其中,该至少一个挤压叶在第一次冲击后恢复为一种冲击前的构型。
4.如权利要求3所述的能量吸收件,其中,该至少一个挤压叶在多次冲击后恢复至该冲击前的构型。
5.如权利要求1所述的能量吸收件,其中,该至少一个挤压叶在第一次冲击后朝向一种冲击前的构型进行恢复。
6.如权利要求3所述的能量吸收件,其中,该至少一个挤压叶在多次冲击后朝向该冲击前的构型进行恢复。
7.如权利要求1所述的能量吸收件,其中,该侧壁响应于冲击而弯曲并且进一步响应于多个冲击力而回弹至一种未偏转的构型。
8.如权利要求2所述的能量吸收件,其中,该拱形的端壁是由该侧壁的一个上部周缘来支撑并且向内偏转,由此吸收在冲击过程中发散的能量的一部分。
9.如权利要求1所述的能量吸收件,其中,该对抗件中的一个是形成在该基片中。
10.一种能量吸收件,包括:
一个平面的基片,以及
多个挤压叶,这些挤压叶是可重复使用的,这些挤压叶自该基片延伸,每个挤压叶包括一个端壁和一个侧壁,该侧壁在冲击后的一段时间T内至少部分地朝向一种未偏转构型进行恢复,由此在受到冲击后非破坏性地吸收能量,
该多个挤压叶中的至少一个挤压叶的端壁包括X个一体形成的中空的对抗件,该对抗件用于抑制能够导致嗡嗡声、吱吱声或喀啦声的在该端壁和邻近的结构之间的运动,其中1<=X<1000且0<T<90秒,其中该端壁包括在围绕该对抗件的一个支撑区域内的一个压陷的环。
11.一种能量吸收件,包括:
一个平面的基片;
多个可重复使用的挤压叶,这些挤压叶从该基片延伸,这些挤压叶中的至少一些包括
一个侧壁,该侧壁通过部分变形来吸收能量并且在相关联的挤压叶受到冲击后的一段时间T内朝向一种未偏转构型进行恢复;以及
一个端壁,该端壁包括X个中空的对抗件,该对抗件用于抑制能够导致嗡嗡声、吱吱声或喀啦声的在该端壁和邻近的结构之间的运动,其中1<=X<1000且0<T<90秒,该端壁还包括在用于支撑该对抗件的一个支撑区域内的一个压陷的环,并且其中该对抗件包括来自支撑区段并且采取该对抗件的形状的材料。
12.如权利要求11所述的能量吸收件,其中,该侧壁在一次冲击后恢复至一个冲击前的位置。
13.如权利要求11所述的能量吸收件,其中,这些挤压叶在该侧壁与该基片的相交处具有一个周界。
14.如权利要求13所述的能量吸收件,其中,该周界具有选自下组的一种形状,该组由以下各项组成:圆形、卵形、椭圆以及多边形。
15.如权利要求11所述的能量吸收件,其中,该对抗件中的一个或多个包括一个长形构件,该长形构件沿其长度具有一种基本上均一的截面。
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