专利名称：在汽车内部的、用于在头部碰撞时吸收能量的模块构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在汽车中的、用于吸收碰撞能量的模块构件，该模块构件设想成为汽车顶板的内衬的一部分，用于减小车辆乘客在撞上汽车顶板的内表面时受到伤害的危险。
背景技术：
本发明的构件可用于汽车内部的、容易与所述汽车的乘客发生头部碰撞(特别是在意外事故中)的所有部分。
直到今天，已经使用了用于在意外事故中保护乘客身体的不同方案，从而减小由于他们撞击汽车的任何部分而引起的伤害。
所有这些方案都通过控制在碰撞过程中产生和传递给乘客的动能(通过吸收所述能量的一部分或者通过使该能量分布到其它区域)来实现其目的。
为了实现这些目的，已知采用了不同特性或组成的结构，其中，可能提到泡沫塑料材料块、有肋塑料结构、基于可变形空心体的结构、可变形金属结构等。
泡沫塑料块是不同泡沫塑料材料的三维元件，具有不同组分、密度、刚性等，能够在压缩时通过破坏它们的开口小室或者通过压缩它们的封闭小室而吸收能量。在各个泡沫塑料块内部的性能均匀，因此不能形成具有不同响应或者具有渐进或顺序性能的区域，即它们不能通过在各吸收元件内部的区域或根据撞击的严重程度来进行不同控制。
对于有肋塑料结构，它们形成为这样，即肋能够通过使确定结构的壁变形或者通过压缩该肋而吸收能量，例如当受到压力时或当物体与它们碰撞时。原则上，肋的几何形状和空间布置方式确定了它们的性能。这种结构需要其上布置有肋的塑料基板，还需要与它将工作的表面连接，因此，有肋结构的设计取决于该表面和其自身的基板。这是因为，一方面，需要使所述塑料基座很好地布置在汽车或部件的支承表面上，另一方面，用于制造这种塑料结构的注射工艺决定和限制了它的几何形状。
基于可变形空心体的结构可以认为是有肋结构的发展形式，其中，通过以具有不同压缩方式的其它几何形状来代替壁或肋，从而增加能量吸收能力。这些结构也需要塑料基座，几何图形布置在该塑料基座上，且该结构还需要与它将工作的表面连接，结构自身的基板设计取决于所述表面的形状。因此，它们有着与有肋结构相同的问题，但是因为它们有着比肋的简单壁更复杂的几何形状，因此对可能的形状和设计的限制更大。
最后，可变形金属结构广泛用于其它被动安全领域，例如，可变形碰撞杆通常用于碰撞试验中。这些结构的几何形状可以与前面对于塑料所述的几何形状相同，或者可以有特定的形状。主要限制是它们的成本以及在制造任何类型的所述结构时的上述限制。
本发明的构件基于塑料材料的空心体，它有开口端部分，且能够采用截头圆锥形或截头棱锥形等，并有开口的较大底部。
所述类型的构件例如在日本专利56131849中公开。根据所述专利，该构件由至少两个本体组成，这两个本体可以采用空心圆锥形状，并与板形支承件连接，空心体还通过连接肋而连接。在文献EP0863056中介绍了类似构造，其中，该构件也由空心体组成，该空心体可以采用柱形或圆锥形，并从支承基座上凸出或与该支承基座连接，而且通过中间肋而连接。通过所述结构，该构件必须与表面连接，它们通过板或塑料基座而装配在该表面上，该构件取决于它所用于的表面以及基座板自身的设计条件，因为这些构件的布置需要使基座板很好地布置在它所布置的表面上。而且，如前所述，用于这种构件的制造工艺决定和限制了它的几何形状。因为空心体通过基座板以及通过中间肋和隔板连接，因此它们的适应能力和效果都降低。
在日本专利9150692中公开了所述类型的另一种构件。根据所述专利，构件由空心体组成，例如为具有开口的较大底部的截头圆锥形状，该空心体通过中间肋连接，该中间肋的基本特征是使得整个构件是单个部件。这种情况在必须针对各个特定情况和不同应用区域的需要而根据不同要求而对初始确定的结构进行改进时就会产生问题。在测试和确认阶段，该问题特别重要，其中，在设计时和制造测试样机的工具时，要验证的各种几何变化是昂贵和相对较慢的变化。另一方面，在所有的分析中，因为全部空心体固定在基座板上，该基座板有预定的刚性形状，因此不能吸收由于在加工时常有的工差而引起的几何形状扩散(geometric diffusion)，这使得该构件不能完全适合要保护的区域，并使得很难正确支承，从而降低了系统的效果。
发明内容
本发明的目的是通过所述类型的构件来消除所述问题，该构件设置成这样，即它能够完美地适应要保护的表面，另外能够以通用方式引入不同形状。
本发明开发了由不同形状和尺寸的空心体形成的柔性和可改变构件，这些空心体通过柔性元件连接在一起，而不需要使用统一的基座板。除了可以提供很高的柔性，该结构还使得构件能够适应任何支承表面的几何形状。
如开始部分所述，本发明的构件由一组可变形空心体构成，这些空心体有开口端部分，并能够采用具有开口的较大底部的截头圆锥形状。
本发明的构件的特征在于所述空心体布置成独立的簇，在各簇中，所述空心体布置成使开口底部处于共面位置，并通过在相邻空心体的开口底部边缘之间延伸的柔性桥(bridge)而连接在一起。这些簇优选是有规则多边形轮廓，并有沿所述轮廓的柔性半桥，该柔性半桥提供有相互连接装置，该柔性半桥从占据所述簇的外侧位置的至少一部分空心体的开口底座的边缘伸出。
在各簇中的空心体将彼此相等，而在不同簇中，空心体可以有不同尺寸和形状。而且，在各簇中的空心体优选是沿两个垂直方向对齐，并将位于等间距位置。
这样，本发明的构件将为模块结构，根据相等或不同尺寸的簇轮廓，构件能够包括具有不同尺寸和/或形状的可变形空心体的簇。
这样，本发明的构件可以由几个簇或模块构成，这些簇或模块通过柔性半桥而连接在一起，因此可以使用具有不同尺寸的可变形空心体的不同模块组合，从而使各个形状适应在汽车内部的不同可能碰撞点的不同严重程度，或者适应不同几何形状。
一旦形成本发明的构件，从簇或模块开始，所有的空心体都通过柔性桥连接，从而保持所有可变形空心体在工作表面上的相对位置，不过，还保持各可变形空心体的性能的独立性。
柔性半桥的连接部件可以包括从一个半桥的端部垂直伸出的销以及修整互补半桥的自由端而形成的孔，为了进行相互连接，将确定半桥的销引导穿过互补半桥的孔。
组成本发明构件的空心体(优选是截头圆锥形状)提供有环绕开口部分或底座的外部缘边，在空心体之间的柔性连接桥和外部半桥从该外部缘边伸出。
本发明构件的优点如下该方案很容易地适应不同形状和/或不同规格，能够利用简单方式独立地改变可变形空心体的数目、结构和尺寸，并能够优化用于各汽车、用于各碰撞区域和用于各特定情况的构件。
可以通过有限数目的基本几何形状获得各种几何形状，从而覆盖各种不同情况。
构件的变化只是改变所使用的可变形空心体的组合，该可变形空心体的性能完全可知，并完全独立于构件的其余部分，与装配在板上的构件情况不同，当装配在板上时，各可变形空心体的性能并不独立，这意味着需要对各种新形状进行完全的研究。
系统的柔性使它能够完美适应于工作表面，吸收任何类型的几何偏差，而在已知系统中，因为构件为刚性，因此不能校正可能的几何形状扩散，因此连接总是较差，从而损害了它们在碰撞时的性能。
可以通过有限数目的基本几何形状获得各种几何形状，从而覆盖各种不同情况。
简单地说，本发明基本关注于获得可变形空心体的构件，该可变形空心体在由于受到确定力而压缩时能够吸收能量。在这些构件中，形成它们的空心体通过柔性肋连接在一起，从而使各可变形空心体能够独立于构件的其余部分而起作用。而且，构件由簇或模块组成，这些簇或模块可以有相等或不同尺寸，且这些簇还可以包括相等或不同尺寸的空心体，从而能够通过简单地改变装配元件的数目和类型而获得各种不同形状和结构。
而且，在相邻可变形空心体之间的所述连接肋有足够刚性，以便保持它们之间的相对位置，但是还有足够柔性，以便使构件能够适应不同形状的表面。
本发明的构件特别表示为处于汽车中的、用于吸收头部碰撞能量的部件结构中，它们通常布置在顶板内饰和汽车车顶结构之间。
为了更好地理解本发明的构件的特征和优点，下面借助于附图而更详细地介绍本发明的优选实施例，该附图表示了非限定实施例，其中，可变形空心体为截头圆锥形，它们在较大底部处打开，并在它们的较大底部处连接。
图1表示了根据本发明构成的构件的透视图。
图2表示了本发明的构件沿图1中的线II-II的局部剖视图。
图3表示了根据本发明构成的构件的示意剖视图，该构件装配在汽车的顶板内饰的内表面上。
具体实施例方式
如前所述，本发明的构件由一组具有开口端部分的可变形空心体构成，这些空心体能够采用具有开口底部的截头圆锥形状。
图1表示了根据本发明构成的构件，该构件包括两种尺寸的截头圆锥形空心体，较小的空心体表示为标号1，较大的空心体表示为标号2。圆锥体1和2形成两个不同的簇或模块。在各个簇中，圆锥体(在一个簇中的参考标号为1，在另一簇中的参考标号为2)通过中间的柔性桥而连接，该柔性桥总体表示为标号3。
在两个簇或模块中，截头圆锥形空心体2由外部缘边4从开口的较大底部环绕，柔性桥3从该外部缘边4凸出。
而且，根据本发明的另一特征，终止于相互连接装置(表示为标号6和7)的柔性半桥5从各簇或模块中伸出。这些柔性半桥5从占据簇或模块的外侧位置的截头圆锥空心体1的外部缘边4伸出，该柔性半桥5位于与特定柔性桥3径向相对的位置。
优选是，固定装置6和7分别由凸形和凹形元件构成。凸形元件6包括从半桥5垂直伸出的销，而凹形元件7由形成于相应半桥端部的孔构成，且截面与销6的截面相符。这样，如图1所示，簇或模块8的销6穿过簇或模块9的孔插入。
在图1所示的实例中，模块9包括四个截头圆锥空心体，而模块8包括两个。不过，各簇或模块可以包括更多数目的空心体，这些空心体优选是根据两个垂直方向而对齐，从而使簇或模块有优选的规则多边形轮廓，例如正方形或矩形。
对于所述结构，构件可以由两个或更多模块组成，根据构件的特定用途，各构件具有相同或不同尺寸的圆锥形空心体。
另一方面，空心体可以采用与图中所示不同的形状，例如截头棱锥形状。
对于所述结构，如图3所示，可以提供覆盖汽车的顶板10的内表面的构件，该构件由一系列簇或模块组成，包括不同尺寸的、以参考标号11、12和13表示的圆锥形空心体，它们分别适应于要覆盖的确切点。
可以获得能够在各点适应于要覆盖表面的构件意味着有很大的优点，这可以通过独立的簇或模块来形成构件而实现，这些独立的簇或模块通过柔性桥连接在一起。
另外，如图所示，本发明的构件在用于汽车碰撞试验时具有很大的优点。
另外，应当知道，在连续簇或模块之间的连接装置可以与图1和2中所示的销6和孔7不同。
权利要求
1.一种在汽车内部的、用于在头部碰撞时吸收能量的模块构件，由一组具有开口端部分的可变形空心体构成，其特征在于所述空心体布置成相互连接的独立簇，在各簇中，所述空心体首先布置成使开口底部在单个平面上，并通过在相邻空心体的开口底部之间延伸的柔性桥而连接在一起，这些簇沿它们的轮廓提供有柔性半桥，该柔性半桥提供有相互连接装置，该相互连接装置从占据所述簇的外侧位置的至少一部分空心体的开口底部的边缘伸出。
2.根据权利要求1所述的构件，其特征在于在各簇中的空心体沿两个垂直方向对齐，并等间距布置。
3.根据前述权利要求所述的构件，其特征在于空心体环绕开口端部分提供有外部缘边，在空心体之间的柔性连接桥和外部半桥从该外部缘边伸出。
4.根据权利要求1所述的构件，其特征在于各簇的所有空心体彼此相同。
5.根据权利要求1所述的构件，其特征在于它由簇组成，各簇包括不同数目的空心部件。
6.根据权利要求1所述的构件，其特征在于它包括簇，该簇的空心部件为不同尺寸。
7.根据权利要求1所述的构件，其特征在于柔性半桥的相互连接装置包括可连接在一起的孔和销，各对可连接的柔性半桥有在其自由端的该孔和销。
全文摘要
一种在汽车内部的、用于在头部碰撞时吸收能量的模块构件，由一组具有开口端部分的可变形空心体(1和2)构成，这些空心体布置成相互连接的独立簇。在各簇中的空心体通过在相邻空心体的开口端之间延伸的柔性桥(3)而连接。这些簇环绕它们的轮廓提供有柔性半桥(5)，该柔性半桥提供有相互连接装置(6、7)。
文档编号B60R21/04GK1629012SQ20041010113
公开日2005年6月22日 申请日期2004年12月13日 优先权日2003年12月19日
发明者阿图罗·索托·拜隆, 胡利奥·塞萨·阿巴约·阿隆索 申请人:安托林工程集团股份有限公司