Результат интеллектуальной деятельности: КОНЦЕВАЯ КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И ЛОНЖЕРОННЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ РАМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ДАННОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к конструкциям лонжеронных узлов, а в частности, к лонжеронному узлу для рамы транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Концевая конструкция транспортных средств содержит поперечную конструкцию транспортного средства, например, передний бамперный узел или задний бамперный узел, соединенные с рамой транспортного средства. В частности, рама транспортного средства содержит лонжероны и поперечные элементы, продолжающиеся между лонжеронами, и бамперный узел может быть соединен с лонжеронами. Бамперный узел может содержать бамперную балку и панель, покрывающую бамперную балку. Бамперная балка является относительно жесткой, например, выполненной из металла, и может взаимодействовать с предметом при столкновении. Панель является относительно мягкой и обеспечивает эстетичный внешний вид.

Краш-боксы могут соединять бамперную балку с лонжеронами. Краш-боксы могут быть непосредственно соединены с лонжеронами. Например, краш-бокс и лонжерон могут содержать фланцы, которые прилегают друг к другу и прикреплены друг к другу посредством крепежных средств, например, резьбовых болтов. Краш-боксы выполнены с возможностью смятия. Сжатие краш-бокса поглощает энергию при ударе бамперной балки с предметом при столкновении. Например, при столкновении краш-бокс может сжиматься на около 70-80% от длины до столкновения.

Краш-боксы выполнены с возможностью отделения бамперной балки от задней панели корпуса, которая продолжается между рамой и бамперной балкой. Задняя панель является деформируемой относительно бамперной балки, например, представляет собой листовой металл, такой, что контакт между бамперной балкой и задней панелью повреждает заднюю панель. В таких ситуациях задняя панель должна быть отремонтирована или заменена, что является дорогостоящим и отрицательно влияет на оценку характеристики транспортного средства во время тестов на повреждение при низкой скорости (LSD). Тест LSD представляет собой ситуацию стандартизированного испытания, измеряющего величину повреждения транспортного средства при столкновении при низкой скорости.

В целях эстетичности некоторые транспортные средства выполнены с ограничениями плотного расположения в бамперном узле, например, низкопрофильными бамперными узлами. Однако эти ограничения плотного расположения уменьшают величину пространства для краш-боксов.

В связи с этим остается возможность выполнения улучшенной концевой конструкции, имеющей удовлетворяющую характеристику, при приближении бамперной балки к лонжерону и задней панели, и имеющей удовлетворяющую характеристику во время теста LDS.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному аспекту настоящего изобретения предложена концевая конструкция для транспортного средства, содержащая:

лонжерон, образующий полость;

бамперную балку, расположенную на расстоянии от лонжерона;

элемент поглощения энергии, продолжающийся от проксимального конца, расположенного в полости, к дистальному концу, соединенному с бамперной балкой; и

скобу, расположенную в полости и прикрепленную к лонжерону и элементу поглощения энергии с возможностью распределения сил между лонжероном и элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой элемент поглощения энергии расположен на расстоянии от лонжерона.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой лонжерон содержит конец, образующий полость, причем скоба углублена в полость, расположенную на расстоянии от конца лонжерона.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой скоба приварена к лонжерону.

В еще одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой полость продолжается вдоль оси, и скоба содержит боковую стенку, продолжающуюся вдоль оси в полости между лонжероном и элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой лонжерон образует отверстие, и боковая стенка образует отверстие, выровненное с отверстием лонжерона, причем крепежное средство продолжается через отверстия и взаимодействует с элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой элемент поглощения энергии содержит отверстие, выровненное с отверстием в лонжероне и боковой стенке и принимающее крепежное средство.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой скоба содержит концевую стенку, продолжающуюся от боковой стенки поперечно оси в полости с краш-боксом, расположенным между концевой стенкой и лонжероном.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой скоба содержит вторую боковую стенку, продолжающуюся поперечно от боковой стенки, и третью боковую стенку, продолжающуюся поперечно от боковой стенки, расположенную на расстоянии от второй боковой стенки, причем скоба вмещает элемент поглощения энергии между второй боковой стенкой и третьей боковой стенкой.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой лонжерон образует отверстие, и по меньшей мере одна из второй боковой стенки и третьей боковой стенки образует отверстие, выровненное с отверстием лонжерона, причем крепежное средство продолжается через отверстия и взаимодействует с элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой лонжерон образует второе отверстие, и боковая стенка образует отверстие, выровненное с отверстием лонжерона, причем крепежное средство продолжается через отверстие в боковой стенке и второе отверстие в лонжероне и взаимодействует с элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложена концевая конструкция, в которой вторая боковая стенка и третья боковая стенка являются параллельными.

В одном из дополнительных аспектов предложен лонжеронный узел для рамы транспортного средства, содержащий:

лонжерон, образующий полость, продолжающуюся вдоль оси для приема элемента поглощения энергии бамперного узла; и

скобу, прикрепленную к лонжерону и содержащую боковую стенку, продолжающуюся вдоль оси в полости, и концевую стенку, продолжающуюся от боковой стенки в полости поперечно оси и смежную элементу поглощения энергии в полости; при этом

лонжерон образует отверстие, и скоба образует отверстие, выровненное с отверстием лонжерона для приема крепежного средства для взаимодействия с элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложен лонжеронный узел, в котором лонжерон содержит конец, образующий полость, причем скоба углублена в полость, расположенную на расстоянии от конца лонжерона.

В одном из вариантов предложен лонжеронный узел, в котором скоба приварена к лонжерону.

В одном из вариантов предложен лонжеронный узел, в котором полость продолжается вдоль оси, и скоба содержит боковую стенку, продолжающуюся вдоль оси в полости.

В одном из вариантов предложен лонжеронный узел, в котором лонжерон образует отверстие, и боковая стенка образует отверстие, выровненное с отверстием лонжерона, для приема крепежного средства для взаимодействия с элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложен лонжеронный узел, в котором скоба содержит вторую боковую стенку, продолжающуюся поперечно от боковой стенки, и третью боковую стенку, продолжающуюся поперечно от боковой стенки, расположенную на расстоянии от второй боковой стенки, для приема элемента поглощения энергии между ними.

В одном из вариантов предложен лонжеронный узел, в котором лонжерон образует отверстие, и по меньшей мере одна из второй боковой стенки и третьей боковой стенки образует отверстие, выровненное с отверстием лонжерона, для приема крепежного средства для взаимодействия с элементом поглощения энергии.

В одном из вариантов предложен лонжеронный узел, в котором лонжерон образует второе отверстие, и боковая стенка образует отверстие, выровненное с отверстием лонжерона, причем крепежное средство продолжается через отверстие в боковой стенке и второе отверстие в лонжероне для взаимодействия с элементом поглощения энергии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Другие преимущества настоящего изобретения будут без труда понятны, так как подобное становится более понятным со ссылкой на следующее далее описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения при рассмотрении соответствующих чертежей, на которых:

Фиг.1 представляет собой вид снизу транспортного средства, содержащего концевую конструкцию, содержащую лонжерон рамы транспортного средства, бамперную балку, расположенную на расстоянии от лонжерона, и элемент поглощения энергии, соединяющий бамперную балку с рамой;

Фиг.2 представляет собой увеличенный вид участка концевой конструкции при столкновении;

Фиг.3 представляет собой общий вид участка концевой конструкции, содержащий скобу, прикрепленную к лонжерону и элементу поглощения энергии;

Фиг.4 представляет собой общий вид участка концевой конструкции с элементом поглощения энергии, отделенным от лонжерона и скобы;

Фиг.5 представляет собой общий вид скобы; и

Фиг.6 представляет собой общий вид элемента поглощения энергии.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На приведенных фигурах, на которых одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые части на всех видах, концевая конструкция 10 для транспортного средства 12 содержит лонжерон 14 рамы 16 транспортного средства 12 и бамперную балку 18, расположенную на расстоянии от лонжерона 14, как показано на фиг.1. На фиг.2 лонжерон 14 образует полость 20. Элемент 22 поглощения энергии продолжается от проксимального конца 24, расположенного в полости 20, к дистальному концу 26, соединенному с бамперной балкой 18. Скоба 28 расположена в полости 20. Скоба 28 прикреплена к лонжерону 14 и элементу 22 поглощения энергии с возможностью распределения сил между лонжероном 14 и элементом 22 поглощения энергии. На фиг.1 бамперный узел 30 рамы 16 транспортного средства 12 содержит лонжерон 14 и скобу 28. Бамперный узел 32 может содержать бамперную балку 18 и панель 34, покрывающую бамперную балку 18.

Элемент 22 поглощения энергии выполнен с возможностью сжатия вдоль оси A. Элемент 22 поглощения энергии может представлять собой, например, краш-бокс 23, который показан на фигурах. На фиг.2 краш-бокс 23 выполнен с возможностью смятия вдоль оси A для поглощения энергии при ударе бамперной балки 18 с предметом при столкновении. Например, краш-бокс 23 может содержать гофрированную секцию 36, выполненную с возможностью сжатия, когда достаточная аксиальная сила прикладывается к гофрированной секции 36. Альтернативно элемент 22 поглощения энергии может представлять собой гидравлический поглотитель энергии, который является упруго сжимаемым вдоль оси А.

Так как проксимальный конец 24 элемента 22 поглощения энергии расположен в полости 20, как показано на фиг.3, по меньшей мере участок элемента 22 поглощения энергии может сжиматься в полость 20 при ударе бамперной балки 18 при столкновении. Например, краш-бокс 23 может сминаться в полость 20 при ударе. Другими словами, материал краш-бокса 23 может складываться, когда краш-бокс 23 сминается, и по меньшей мере участок этого сложенного материала может сжиматься в полость 20. Это может обеспечивать увеличенное перемещение бамперной балки 18 и уменьшение вероятности повреждения бамперной балкой 18 задней панели 70 транспортного средства 12 при столкновении при низкой скорости и высокую стоимость, связанную с заменой или ремонтом задней панели 70. В частности, задняя панель 70 может представлять собой участок корпуса транспортного средства 12 и расположена смежно лонжерону 14, например, между рамой 16 и бамперной балкой 18. Задняя панель 70 является деформируемой относительно бамперной балки 18 так, что контакт между бамперной балкой 18 и задней панелью 70 повреждает заднюю панель 70. Например, бамперная балка 18 может быть выполнена из металла, например, стали, алюминия и т.д., а задняя панель 70 может быть выполнена из относительно деформируемого листового металла. Продолжение краш-бокса 22 в полость 20 и аксиальная деформация элемента 22 поглощения энергии, например, смятие краш-бокса 22, в полость 20 увеличивает длину элемента 22 поглощения энергии и, таким образом, увеличивает способность поглощения энергии элемента 22 поглощения энергии. Другими словами, продолжение элемента 22 поглощения энергии в полость 20 увеличивает ход элемента 22 поглощения энергии. Элемент 22 поглощения энергии продолжается в полость 20 с возможностью обеспечения уменьшенного пространства между бамперной балкой 18 и рамой 16, например, для низкопрофильной концевой конструкции 10, и уменьшает вероятность контакта между бамперной балкой 18 и задней панелью 70. Это уменьшение вероятности контакта между бамперной балкой 18 и задней панелью 70 и повреждение, связанное с этим, является благоприятным для испытания транспортного средства на повреждения при низкой скорости.

Распределение сил между лонжероном 14 и элементом 22 поглощения энергии скобой 28 уменьшает вероятность повреждения лонжерона 14 и/или задней панели 70 при столкновении и высокую стоимость, связанную с ремонтом повреждения лонжерона 14. Это уменьшение вероятности повреждения лонжерона 14 является благоприятным во время испытания транспортного средства на повреждения при низких скоростях.

Ссылаясь на фиг.1 элемент 22 поглощения энергии расположен на расстоянии от лонжерона 14. Другими словами, скоба 28 расположена между элементом 22 поглощения энергии и лонжероном 14, и скоба 28 располагает элемент 22 поглощения энергии от лонжерона 14. Эта конфигурация уменьшает вероятность повреждения лонжерона 14 элементом 22 поглощения энергии при столкновении и стоимость ремонта, связанного с этим, и является благоприятной для результатов испытания транспортного средства на повреждения при низкой скорости.

Ссылаясь на фиг.4 лонжерон 14 содержит конец 38, образующий полость 20. Полость 20 продолжается вдоль оси A для приема элемента 22 поглощения энергии. Элемент 22 поглощения энергии может продолжаться в полость 20 вдоль оси А. Элемент 22 поглощения энергии телескопически продолжается из полости 20 лонжерона 14. Концевой участок 40 элемента 22 поглощения энергии продолжается вдоль оси A в полости 20. Концевой участок 40 зацепляет скобу 28 в полости 20.

Как показано на фиг.3 и 4, скоба 28 углублена в полость 20, расположенную на расстоянии от конца 38 лонжерона 14. Конкретно скоба 28 продолжается между первым концом 42 и вторым концом 44, расположенным между первым концом 42 и концом лонжерона 14. Второй конец 44 скобы 28 углублен в полость 20, т.е. расположен на расстоянии от конца 38 лонжерона 14 в полости 20. В связи с этим материал элемента 22 поглощения энергии складывается, когда элемент 22 поглощения энергии сжимается в полость 20, например, когда краш-бокс 23 сминается в полость 20, как указано выше.

Ссылаясь на фиг.4 лонжерон 14 может содержать первую стенку 46, вторую стенку 48 и третью стенку 50, которые показаны на фиг.3 и 4. Первая стенка 46, вторая стенка 48 и третья стенка 50 могут образовывать U-образное поперечное сечение для приема скобы 28 между ними. Первая стенка 46, вторая стенка 48 и третья стенка 50 могут образовывать полость 20 прямоугольного поперечного сечения. Лонжерон 14 может содержать стенку (не показана), соединяющую вторую стенку 48 и третью стенку 50, например. Лонжерон 14 может содержать любое подходящее количество стенок и может иметь любую подходящую форму поперечного сечения.

Как указано выше, скоба 28 прикреплена к лонжерону 14 в полости 20, как показано на фиг.4. Скоба 28 может быть приварена к лонжерону 14 в полости 20. Альтернативно скоба 28 может быть прикреплена к лонжерону 14 любым подходящим образом. Скоба 28 может быть выполнена из металла, например, стали, алюминия и т.д.

На фиг.5 скоба 28 может образовывать U-образное поперечное сечение с возможностью вмещения элемента 22 поглощения энергии. В частности, скоба 28 содержит боковую стенку 52, вторую боковую стенку 54, продолжающуюся поперечно от боковой стенки 52, и третью боковую стенку 56, продолжающуюся поперечно от боковой стенки 52. Скоба 28 может содержать любое подходящее количество боковых стенок. Каждая из боковой стенки 52, второй боковой стенки 54 и третьей боковой стенки 56 продолжается вдоль оси A в полости 20 между лонжероном 14 и элементом 22 поглощения энергии.

Третья боковая стенка 56 расположена на расстоянии от второй боковой стенки 54 для приема элемента 22 поглощения энергии между второй боковой стенкой 54 и третьей боковой стенкой 56. Вторая боковая стенка 54 и третья боковая стенка 56 могут являться параллельными друг другу и перпендикулярными боковой стенке 52.

Скоба 28 содержит концевую стенку 58, продолжающуюся от боковой стенки 52 поперечно оси A, являясь смежной элементу 22 поглощения энергии в полости 20. Концевая стенка 58 расположена в полости 20, и элемент 22 поглощения энергии расположен между концевой стенкой 58 и лонжероном 14. Как указано ниже, проксимальный конец 24 элемента 22 поглощения энергии может быть расположен на расстоянии от концевой стенки 58 скобы 28 в полости 20 до столкновения, как показано на фиг.3, и может находиться в контакте с концевой стенкой 58 при столкновении, как показано на фиг.2.

Ссылаясь на фиг.5 концевая стенка 58 продолжается поперечно боковой стенке 52, второй боковой стенке 54 и третьей боковой стенке 56. Концевая стенка 58 может быть соединена с каждой из боковой стенки 52, второй боковой стенки 54 и третьей боковой стенки 56.

Ссылаясь на фиг.4 и 5 лонжерон 14 образует отверстие 60, а скоба 28 образует отверстие 62, выровненное с отверстием 60 лонжерона 14. Отверстия 60, 62 могут являться вытянутыми вдоль оси A, как показано на фиг.3-5. Лонжерон 14 и скоба 28 могут образовывать множество выровненных отверстий 60, 62. Например, как показано на фиг.4, вторая стенка 48 лонжерона 14 и вторая боковая стенка 54 скобы 28 образуют отверстия 60, 62, выровненные друг с другом. Как показано на фиг.5, боковая стенка 52 образует отверстия 62, и, хотя не показано на фигурах, первая стенка 46 лонжерона 14 может образовывать отверстия 60, выровненные с отверстиями 62 в боковой стенке 52. Хотя не показано на фигурах, третья боковая стенка 56 скобы 28 и третья стенка 50 лонжерона 14 могут образовывать выровненные отверстия 60, 62.

Ссылаясь на фиг.1, 3 и 4 крепежные средства 64 продолжаются через каждое из выровненных отверстий 60, 62 и взаимодействуют с элементом 22 поглощения энергии. Крепежные средства 64 крепят концевой участок 40 элемента 22 поглощения энергии к скобе 28. Крепежные средства 64 могут быть удалены с возможностью высвобождения элемента 22 поглощения энергии от лонжерона 14, если необходима замена элемента 22 поглощения энергии, например, если краш-бокс 23 смят при столкновении.

Крепежные средства 64 могут представлять собой резьбовые крепежные средства, которые показаны на фиг.3 и 4, и элемент 22 поглощения энергии может образовывать резьбы 66 для зацепления крепежных средств 64. Например, крепежные средства 64 могут представлять собой болты, а элемент 22 поглощения энергии может содержать сварочные гайки 68, которые показаны на фиг.6, имеющие резьбы 66.

Три крепежных средства 64 через боковую стенку 52 и три крепежных средства 64 через вторую боковую стенку 54 могут быть достаточными, чтобы выдерживать сдвигающие силы, связанные со столкновением. Распределение сил между лонжероном 14 и элементом 22 поглощения энергии скобой 28 позволяет этому количеству крепежных средств 64 в достаточной степени выдерживать сдвигающие силы. Однако стенки лонжерона 14 и боковые стенки 52 скобы 28 могут образовывать любое подходящее количество отверстий 60, 62 и любое подходящее количество крепежных средств 64.

Транспортное средство 12 может представлять собой любой тип транспортного средства 12, например, автомобиль. Концевая конструкция 10 может находиться в передней части транспортного средства 12 или в задней части транспортного средства 12. Другими словами, бамперный узел 32 может представлять собой передний бамперный узел 32 или задний бамперный узел 32.

Рама 16 может быть любого подходящего типа. Рама 16 может содержать более чем один лонжеронный узел 30 (один из которых показан на фиг.1) и поперечные элементы 70 (один из которых показан на фиг.1), продолжающиеся между лонжеронными узлами 30. Например, рама 16 может содержать два лонжеронных узла 30, причем каждый содержит лонжерон 14, скобу 28 и элемент 22 поглощения энергии. В таком варианте лонжерон 14 и скоба 28 двух лонжеронных узлов 30 могут представлять собой зеркальные отображения друг друга.

При работе элемент 22 поглощения энергии прикреплен к скобе 28 и лонжерону 14 посредством крепежных средств 64 через отверстия 60, 62. При нормальной работе, например, до столкновения, проксимальный конец 24 элемента 22 поглощения энергии расположен на расстоянии от концевой стенки 58 скобы 28, как показано на фиг.3. При столкновении, как показано на фиг.2, сила F приложена к бамперной балке 18. При приложении силы F крепежные средства 64 скользят вдоль отверстий 60, 62, вдоль оси A к концевой стенке 58 скобы 28 до того, как проксимальный конец 24 войдет в контакт с концевой стенкой 58. Когда проксимальный конец 24 входит в контакт с концевой стенкой, элемент 22 поглощения энергии сминается, как показано на фиг.2.

Описание настоящего изобретения представлено иллюстрирующим образом, и следует понимать, что используемая терминология предназначена передавать значение слов описания вместо ограничения. Многие преобразования и изменения настоящего изобретения возможны в свете вышеописанных замыслов, и настоящее изобретение может быть осуществлено на практике иначе, чем конкретно описано.