Результат интеллектуальной деятельности: НАКОНЕЧНИК БАМПЕРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области машиностроения, а именно к конструкции бампера транспортного средства.

Уровень техники

Известные из уровня техники автомобильные бамперы раскрыты, например, в патенте США №6695368 «Опора бампера, образующая угловой элемент на конце балки»; патенте США №8414041 «Автомобильный бампер и модульная система бампера»; патентной заявке США №2009/0160204 «Угловая система энергопоглощающего устройства и бампера».

Раскрытие изобретения

В настоящем документе предложен V-образный наконечник бампера для транспортного средства, в котором бампер прикреплен к паре энергопоглощающих элементов (краш-боксов). Наконечник крепится к бамперу, а его опорный элемент отходит в сторону. Опорный элемент расположен под острым углом к краш-боксу и имеет внешний край, расположенный на расстоянии от краш-бокса. Опорный элемент соединен с краш-боксом с помощью по крайней мере одного разрушаемого крепления.

Опорный элемент и выступающий элемент могут быть расположены под углом примерно 90 градусов друг к другу.

Разрушаемое крепление включает в себя пару фиксирующих выступов, расположенных у края опорного элемента на некотором расстоянии друг от друга.

Разрушаемые крепления могут быть изготовлены из пластика.

Острый угол может составлять от 30 до 90 градусов.

Краш-бокс может включать в себя лонжерон, при этом при столкновении с малым перекрытием опорный элемент блокируется внутри лонжерона.

Разрушаемое крепление может быть выполнено таким образом, чтобы не разрушаться при столкновении с большим перекрытием на скорости менее 40 миль/ч.

Разрушаемое крепление может быть выполнено таким образом, чтобы разрушаться при столкновении с большим перекрытием на скорости более 40 миль/ч с отделением опорного элемента от краш-бокса.

Наконечник бампера может быть выполнен с возможностью сохранения края опоры на некотором расстоянии от краш-бокса при столкновении с малым перекрытием на скорости менее 40 миль/ч остается.

Наконечник бампера может быть выполнен таким образом, что при столкновении с малым перекрытием на скорости более 40 миль/ч край опоры ударяется о демпфирующий элемент, а V образный наконечник ударяется о демпфирующий элемент.

В другом варианте предложен наконечник бампера для транспортного средства с парой лонжеронов, на конце которых предусмотрены краш-боксы, и с прикрепленным к ним бампером, который имеет V-образную форму и содержит опорный элемент и выступающий элемент, причем выступающий элемент прочно прикреплен к первому концу бампера, а опорный элемент зацеплен за краш-бокс под острым углом таким образом, чтобы при столкновении с большим перекрытием опорный элемент отцеплялся от краш-бокса, а при столкновении с малым перекрытием опорный элемент перемещался внутрь краш-бокса.

Опорный элемент может иметь край, расположенный на расстоянии от краш-бокса, и сцеплен с краш-боксом с помощью разрушаемого крепления.

Разрушаемое крепление может иметь пару фиксирующих выступов, проходящих в сторону от края опорного элемента.

Разрушаемое крепление может быть выполнено таким образом, чтобы разрушаться при столкновении с большим перекрытием с отделением края опорного элемента от краш-бокса.

При столкновении с малым перекрытием край опорного элемента может ударяться о краш-бокс.

Опорный элемент и наконечник могут быть расположены под углом около 90 градусов друг к другу.

Краш-бокс может включать в себя лонжерон, который при столкновении с малым перекрытием зацепляется с опорным элементом и блокирует его.

В еще одном варианте предложен наконечник бампера для транспортного средства, в котором бампер, прикреплен к паре краш-боксов, который содержит выступающий элемент, прикрепленный к бамперу и линейно отходящий от него, и опорный элемент, проходящий от наконечника примерно под прямым углом; причем опорный элемент расположен под острым углом к краш-боксу, а его внешний край расположен на расстоянии от одного из краш-боксов и соединен с краш-боксом с помощью по крайней мере одного разрушаемого крепления.

При этом краш-бокс может включать в себя лонжерон, выполненный с возможностью при столкновении с малым перекрытием зацепляться с опорным элементом и блокировать его таким образом, чтобы V-образный элемент и краш-бокс деформировались совместно.

Краткое описание чертежей

На Фиг. 1 представлен первый общий вид наконечника бампера.

На Фиг. 2 представлен второй общий вид наконечника бампера, на котором показано разрушаемое крепление.

На Фиг. 3 представлен третий общий вид, на котором показан зазор между опорным элементом и краш-боксом.

На Фиг. 4 представлен вид сверху, на котором показано столкновение с большим перекрытием (40%-ное смещение).

На Фиг. 5 представлен вид сверху, на котором показано столкновение с малым перекрытием (25%-ное смещение).

На Фиг. 6 представлено схематическое изображение столкновения с большим перекрытием.

На Фиг. 7 представлено схематическое изображение столкновения с большим перекрытием, при котором опорный элемент отделяется от краш-бокса.

На Фиг. 8 представлено схематическое изображение столкновения с малым перекрытием, при котором опорный элемент перемещается в краш-бокс.

На Фиг. 9 представлено схематическое изображение столкновения с малым перекрытием, при котором опорный элемент блокируется в краш-боксе.

Осуществление изобретения

Следует понимать, что описанные варианты осуществления приведены исключительно в качестве примеров изобретения, представленного в приведенной ниже формуле изобретения. Чертежи необязательно выполнены в масштабе. Некоторые элементы могут быть увеличены или уменьшены с целью изображения деталей конкретных компонентов. Конкретные конструкционные и функциональные особенности, изложенные в данном описании, не должны рассматриваться как ограничение и приведены лишь в качестве иллюстрации для ознакомления специалистов в данной области техники с вариантами реализации изобретения.

В соответствии с одним вариантом осуществления, описанным в настоящем документе, представлен наконечник бампера, имеющий повышенную эффективность при различных типах столкновений транспортного средства. Контролируемые характеристики транспортных средств могут устанавливаться различными органами, занимающимися разработкой правил проведения различных испытаний. Одним из таких органов является Страховой институт безопасности дорожного движения (IIHS). Одним из типов испытаний, которыми занимается IIHS, является испытание при столкновении с жестким препятствием с малым перекрытием (SORB). Еще одним органом, занимающимся проведением испытаний, является Национальное управление безопасностью движения на трассах (NHTSA). NHTSA занимается испытаниями при фронтальных центральных столкновениях. Третьим органом является Международная организация по авторемонту.

В соответствии с требованиями испытаний на транспортные средства могут быть установлены энергопоглощающие элементы - краш-боксы. Краш-боксы позволяют обеспечить деформацию передней части рамы транспортного средства без повреждения лонжеронов транспортного средства. При этом существует необходимость обеспечения эффективности узлов бамперов при столкновениях с большим перекрытием и с малым перекрытием. В соответствии с настоящим описанием величина перекрытия, большого или малого, выражается в виде процентной доли. Столкновение, которое приходится на 100% или 50% ширины бампера (от центральной оси транспортного средства до внешнего края транспортного средства), будет классифицировано как столкновение с большим перекрытием. Аналогичным образом столкновение, которое приходится на 40% ширины бампера (при смещении на 10% ширины бампера от центральной оси в сторону внешнего края транспортного средства), будет классифицировано как столкновение с большим перекрытием. При этом столкновение, которое приходится на 25% ширины бампера (при смещении на 25% ширины бампера от центральной оси), будет классифицировано как столкновение с малым перекрытием.

V-образный наконечник бампера, раскрытый в настоящем документе, обеспечивает более полное соответствие транспортных средств требованиям различных испытаний. V-образный наконечник бампера включает в себя выступающий элемент и опорный элемент, которые в иллюстративном варианте осуществления расположены приблизительно под прямым углом друг к другу. Опорный элемент крепится к краш-боксу транспортного средства при помощи разрушаемого крепления. В иллюстративном варианте осуществления между опорным элементом и краш-боксом предусмотрен зазор. Кроме того, разрушаемое крепление может быть выбрано таким образом, чтобы обеспечивать уменьшение уровня шума, вибраций и неплавности движения (NVH). V-образный наконечник бампера позволяет бамперу вести себя по-разному при фронтальных столкновениях с большим перекрытием и при фронтальных столкновениях с малым перекрытием. При столкновении с большим перекрытием под действием достаточно большой силы происходит разрушение разрушаемого крепления, после чего опора отделяется от краш-бокса, позволяя ему полностью выполнить его предназначенную функцию. При столкновении с малым перекрытием под действием достаточно большой силы опорный элемент ударяется о краш-бокс и складывается под выступающий элемент таким образом, чтобы обеспечить необходимые показатели безопасности. За счет отделения от краш-бокса при столкновении с большим перекрытием и за счет удара о краш-бокс при столкновении с малым перекрытием узел бампера, раскрытый в настоящем описании, может работать в двух режимах и обеспечивать более полное соответствие разнообразным требованиям испытаний.

На Фиг. 1-9, на которых аналогичные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями, показано транспортное средство 10 с V-образным наконечником бампера, который может работать по-разному по крайней мере при двух типах столкновения: при столкновении с большим перекрытием и при столкновении с малым перекрытием. Транспортное средство 10 может иметь кузов типа седан, купе, минифургон или любого другого типа. Транспортное средство 10 может иметь несущую конструкцию 20 с лонжеронами 22, расположенными на разных сторонах относительно центральной оси 12 транспортного средства. Транспортное средство имеет переднюю часть кузова и колесные ниши 16. В передней части транспортного средства 10 от лонжеронов 23 отходит пара одинаковых краш-боксов 23. В случае фронтального столкновения происходит деформация краш-боксов 23 без существенного повреждения лонжеронов 23.

Бампер 24 крепится к краш-боксам 23 известным способом при помощи болтов. Бампер 24 может иметь любую подходящую конструкцию, однако в иллюстративном варианте осуществления представлена стальная конструкция с ребрами жесткости 26. Бампер 24 имеет первый и второй концы 28 и 29 соответственно. В иллюстративном варианте осуществления рядом с первым концом 28 и рядом со вторым концом 29 предусмотрены V-образные наконечники 30. Поскольку V-образные наконечники 30 рядом с первым концом 28 и рядом со вторым концом 29 идентичны, дальше будет рассматриваться только один наконечник бампера.

V-образный наконечник бампера состоит из двух соединенных частей: выступающего элемента 32 и опорного элемента 33. Опорный элемент 33 имеет внешний край 34, отделенный от краш-бокса 23 зазором 33А. Опорный элемент 33 и выступающий элемент 32 расположены под углом Θ друг к другу, который в иллюстративном варианте осуществления равен примерно 90 градусов. Угол Θ может составлять примерно от 45 до 135 градусов. Опорный элемент 33 расположен под острым углом α к краш-боксу 23, который в иллюстративном варианте осуществления равен примерно 51,5 градусов. Угол α может составлять примерно от 30 до 90 градусов.

В иллюстративном варианте осуществления опорный элемент 33 прикреплен к краш-боксу 23 при помощи пары разрушаемых креплений 40 и 42. В иллюстративном варианте осуществления разрушаемые крепления 40 и 42 могут быть изготовлены из пластика, однако в общем случае они могут быть выполнены из другого материала, который позволит разрушаемым креплениям 40 и 42 функционировать в соответствии с описанием, приведенным ниже. Как показано на Фиг. 2, разрушаемые крепления 40 и 42 могут быть установлены по периметру краш-бокса 23. Разрушаемые крепления 40 и 42 могут зацепляться за фиксирующие выступы 41 на опоре 33.

На Фиг. 4, 6 и 7 показано столкновение с большим перекрытием. Столкновение с большим перекрытием, изображенное на Фиг. 4, приходится на 40% ширины бампера (так называемое 40%-ное смещение), в частности, удар приходится на участок, смещенный на 10% от ширины бампера в сторону от центральной оси 12 транспортного средства. Следует понимать, что 100% полностью фронтальное центральное столкновение будет также относиться к столкновениям с большим перекрытием. После столкновения с большим перекрытием на бампер будет действовать продольная сила 62. В данном случае разрушаемые крепления 40, 42 будут разрушены, а опорный элемент переместится от краш-бокса 23 на расстояние 35, как показано на Фиг. 7. Другими словами, произойдет увеличение расстояния между опорным элементом 33 и краш-боксом 23. Длина опорного элемента 33 должна быть выбрана для каждого случая таким образом, чтобы когда разрушаемые крепления 40, 42 разрушаются или иным образом отцепляются от опорного элемента 33 и когда сам опорный элемент 33 отсоединяется, он не ударялся о конструкцию с большими размерами и жесткостью, которая в качестве неограничивающего примера может представлять собой колесную нишу 16 транспортного средства. При отцеплении опорного элемента 33 от краш-бокса 23 краш-бокс работает в своем нормальном режиме. При проведении некоторых испытаний скорость столкновения составляет 40 миль/ч. Таким образом, при столкновении с большим перекрытием на скорости 40 миль/ч или выше разрушаемые крепления могут разрушаться таким образом, чтобы опорный элемент 33 смог отделиться от краш-бокса 23.

На Фиг. 5, 8 и 9 показано столкновение с малым перекрытием. Столкновение с малым перекрытием, показанное на Фиг. 5, представляет собой столкновение с 25%-ным перекрытием. Как показано для столкновения с 25%-ным перекрытием, на V-образный наконечник 30 через опорный элемент 33 действует по существу поперечный вектор силы 64. Поперечная сила 64 перемещает опорный элемент 33 внутрь краш-бокса. В частности, в данном варианте осуществления при столкновении с малым перекрытием V-образный элемент 30 загибается за краш-бокс, а край 34 опоры зацепляется за лонжерон 36 или другой элемент таким образом, чтобы V-образный элемент 30 перемещался вместе с краш-боксом 23 и разрушался вместе с ним. В иллюстративных вариантах осуществления элемент зацепления может представлять собой либо отверстие на лонжероне 36 для блокировки перемещения края 34, либо небольшой выступ на лонжероне 36, имеющий достаточную высоту для того, чтобы заблокировать перемещение края 34 при столкновении с малым перекрытием. Элемент зацепления также может представлять собой элемент с самоблокировкой. Лонжерон 36 выполнен с возможностью деформации таким образом, чтобы при столкновении с малым перекрытием деформироваться в таком положении, что его форма блокирует перемещение края 34. При столкновении с малым перекрытием блокировка опорного элемента внутри краш-бокса через лонжерон 36 позволит обеспечить дополнительную жесткость бампера. В иллюстративном варианте лонжерон 23А выполнен с возможностью блокировки краш-бокса 33 при столкновении со скоростью 40 миль/ч.

Таким образом, следует понимать, что описание приведено в целях наглядности, а не ограничения. Многие дополнительные варианты реализации и применения, отличные от показанных примеров, станут очевидны при ознакомлении с вышеприведенным описанием. Объем не должен быть определен на основании приведенного выше описания, но, напротив, должен быть определен на основании прилагаемой формулы изобретения наряду с полным объемом эквивалентов, для которых данная формула является основанием. Предполагается и имеется в виду, что описываемые технологии могут быть развиты и усовершенствованы в будущем, причем раскрытые системы и способы будут включены в подобные будущие варианты реализации. Таким образом, следует понимать, что применение изобретения может быть изменено и модифицировано.

Все термины, применяемые в формуле изобретения, следует понимать в их наиболее широких разумных толкованиях и их обычных значениях, как это понимают специалисты в данной области техники, если иное явно не указано в описании изобретения. В частности, использование слов «какой-либо», «данный», «вышеуказанный» и т.д. надо понимать как один или несколько указанных элементов, если в формуле не указано иное.