БАМПЕР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2015 года по МПК B60R19/02 B62D25/08 

Изобретение относится к устройствам для активного гашения энергии и скорости удара при столкновении транспортного средства с препятствием.

Известны энергопоглощающие бамперы транспортных средств, содержащие либо облицовку из упруго-пластического материала с ячейками, заполненными полимерными пеноматериалами /см. авт. св. СССР №965840, кл. B60R 19/08; B62D 25/08, 1980 [1]; авт. св. СССР №1500529, кл. B60R 19/03; B62D 25/08, 1987 [2]/, либо установленные в передней части кузова надувные мешки с мягкой оболочкой, армированной металлической сеткой /см. патент РФ на полезную модель №34911, кл. B60R 19/20, 2003 [3]/, либо содержащие горизонтальный ударный брус, связанный с корпусом транспортного средства через упругие энергопоглощающие элементы /см. авт. св. СССР №984903, кл. B60R 19/08, 1980 [4]; авт. св. СССР №1175763, кл. B60R 19/02, 1984 [5]/.

Недостатком всех известных устройств является низкая эффективность защиты транспортного средства при сильных встречных ударах, что объясняется реализацией ими пассивного метода обеспечения безопасности за счет поглощения и диссипации кинетической энергии удара, невозможности отведения части энергии встречного удара в землю, преобразования площади и направления воспринятия удара.

Известны также бамперы транспортных средств, позволяющие отводить часть энергии встречного удара в землю, содержащие либо верхний тормозной механизм, установленный на уровне передней части автомобиля, и нижний тормозной механизм, снабженный тормозной подпружиненной пластиной с башмаком на конце и средствами переключения и регулировки тормозного механизма для его сцепления с землей /см. патент США №3472332, кл. B60R 19/09, 1969 [5]/, либо шарнирно соединенные с бампером продольные упоры с заостренными для внедрения в землю концами, связанные с механизмом их опускания на дорожное полотно при воздействии ударной силы типа рычажных передач, электронно-управляемых систем или пиротехнических устройств /см. патент РФ на изобретение №2307037, кл. B60R 19/02; B60T 1/14, 2004 [6]/.

Недостатками известных устройств являются предельная сложность конструкций и низкая надежность, обусловленные необходимостью использования специальных электромеханических и пиротехнических средств переключения и регулирования тормозных механизмов для их сцепления с дорожным полотном.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является бампер транспортного средства, содержащий укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус, соединенный с толкателем, взаимодействующим с пакетами размещенных на раме деформирующихся элементов /см. патент СССР на изобретение №664544, кл. B60R 19/08, F16F 13/00, 1972 [7]/, и принятый за прототип.

Недостатками устройства-прототипа является низкая эффективность защиты транспортного средства при встречных ударах, что объясняется реализацией устройством пассивного метода обеспечения безопасности за счет поглощения и диссипации кинетической энергии удара, а также невозможностью отведения части энергии встречного удара в землю, рационального перераспределения площади ударной поверхности и преобразования косого удара в скользящий.

Сущность изобретения заключается в создании предельно простой и технологичной конструкции бампера, обеспечивающей при этом автоматический отвод части энергии встречного удара непосредственно в момент удара от транспортного средства в землю, рациональное перераспределение площади ударной поверхности и преобразование косого удара в скользящий.

Технический результат - повышение эффективности защиты бампером транспортного средства при встречных ударах за счет обеспечения автоматического отвода части энергии непосредственно в момент удара в землю, а также преобразования площади и направления восприятия удара.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном бампере транспортного средства, включающем укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус, особенность заключается в том, что ударный брус выполнен в виде сплошного стального полуцилиндра с осевым отверстием, прикрепленного к раме плоской диаметральной стороной и снабженного системой свободно установленных на своей наружной выпуклой поверхности вплотную друг к другу стальных цилиндров меньшего диаметра с отверстиями вдоль ориентированных параллельно продольной оси полуцилиндра центральных осей, при этом каждый из цилиндров связан с полуцилиндром, пропущенным через их осевые отверстия гибким замкнутым отрезком стального троса, диаметры полуцилиндра и цилиндров выбраны из условия обеспечения плотного силового контакта наружной боковой поверхности нижнего цилиндра, снабженного шероховатой накаткой, с поверхностью дорожного полотна и нижней поверхностью рамы при его максимально возможном скатывании с полуцилиндра, а жесткая фиксация цилиндров на полуцилиндре осуществлена формированием из них единого модуля путем покрытия их со всех сторон облицовкой, изготовленной методом литья из упруго-пластического материала, например эластомера.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично на фиг. 1 изображен предлагаемый бампер, укрепленный на передней части кузова /с увеличением/ в рабочем состоянии; на фиг. 2 - вид А на бампер на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство на фиг. 1 после встречного удара транспортного средства.

Бампер транспортного средства содержит укрепленный на раме 1 кузова 2 по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус, выполненный в виде сплошного стального полуцилиндра 3 с осевым отверстием 4, прикрепленного к раме 1 плоской диаметральной стороной и снабженного системой свободно установленных на своей наружной выпуклой поверхности вплотную друг к другу стальных цилиндров 5 меньшего диаметра с отверстиями 6 вдоль ориентированных параллельно продольной оси полуцилиндра 3 центральных осей. При этом каждый из цилиндров 5 связан с полуцилиндром 3, пропущенным через их осевые отверстия 6 и 4 гибким замкнутым отрезком стального троса 7, вводящим цилиндры 5 в контакт своими боковыми поверхностями с наружной выпуклой поверхностью полуцилиндра 3 с возможностью скатывания цилиндров 5 по полуцилиндру 3 вниз под действием их собственной силы тяжести. Диаметры полуцилиндра 3 и цилиндров 5 выбраны из условия обеспечения плотного силового контакта наружной боковой поверхности нижнего цилиндра 5, снабженного шероховатой накаткой 8, с поверхностью дорожного полотна 9 и нижней поверхностью рамы 1 при его максимально возможном скатывании с полуцилиндра 3. То есть, нижний на рисунке /см. фиг. 1/ цилиндр 5 при своем максимально возможном скатывании с выпуклой поверхности полуцилиндра 3 - или при расположении осей их отверстий 6 и 4 в одной вертикальной плоскости /см. фиг. 3/ - должен с натягом "заехать" под переднюю часть кузова 2 транспортного средства, заклинив своей шероховатой поверхностью 8 дорожное полотно 9 и нижнюю поверхность рамы 1, вызывая, тем самым, частичное торможение транспортного средства. Жесткая фиксация цилиндров 5 на полуцилиндре 3 осуществлена формированием из них единого модуля путем покрытия их со всех сторон /боковых и торцевых/ облицовкой 10, изготовленной методом литья из упруго-пластического материала, например, эластомера /см. [1], [2]/. В процессе нанесения покрытия цилиндры 5 и полуцилиндр 3 устанавливают в своем исходном, показанном на фиг. 1, положении вертикально во избежание скатывания цилиндров 5 до застывания эластомера /облицовки/ 10 и фиксации цилиндров 5 на поверхности полуцилиндра 3.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При столкновении транспортного средства с препятствиями или другими транспортными средствами с малыми ударными нагрузками бампер работает в обычном режиме /см. [1], [2]/, когда гашение кинетической энергии удара происходит за счет ее преобразования в упругие и пластические деформации облицовки 10, диссипации и поглощения энергии при относительных колебаниях вязко-упругого материала облицовки 10. При мощном встречном столкновении со значительными ударными нагрузками произойдет разрушение материала облицовки 10 /см. фиг. 3/, причем здесь для упрощения не показаны возможные оставшиеся элементы облицовки 10. Удар приходится по цилиндрам 5, которые, одновременно освобождаясь от фиксирующей их облицовки 10, начинают скатываться по наклонной поверхности полуцилиндра 3 вниз, удерживаясь от падения стальными тросами 7. В результате суммарного силового воздействия от удара и собственных сил тяжести цилиндры 5 будут испытывать эффект косого удара, раскладываемого на нормальную к поверхности полуцилиндра 3 и касательную составляющие. В общем случае такое силовое воздействие, одновременно с силовым воздействием на транспортное средство в осевом его направлении /параллельно дорожному полотну 9/, естественно резко ослабляющимся, сдвигает цилиндры 5 вниз к дорожному полотну 9, причем за счет встречного движения транспортного средства и нижнего цилиндра 5 с накаткой 8 последний с натягом вдавливается под транспортное средство, осуществляя его частичное торможение и отводя часть кинетической энергии встречного удара в землю, что и показано на фиг. 3. Конечно, здесь проиллюстрирована общая, наиболее характерная картина ударного процесса. В частном случае под транспортное средство может уйти, например, два нижних цилиндра 5, а верхний из них может вообще сместиться в верхнюю часть полуцилиндра 3, но общий характер ударного процесса от этого не изменится. Силовой контакт шероховатого цилиндра 5 одновременно с дорожным полотном 9 и нижней поверхностью рамы 1 практически заклинивает движение транспортного средства, прерывая процесс ударного взаимодействия в начальной стадии его развития. В результате происходящего одновременно с ударом скатывания вниз цилиндров 5 здесь практически исключена возможность прямого удара, то есть при ориентации внешней ударной силы в радиальном к одному из цилиндров 5 направлении последний все равно уйдет вниз с этого направления, преобразуя прямой удар, наиболее опасный и направленный на водителя и пассажиров, в косой или скользящий. Такое смещение цилиндров 5 при ударе позволяет автоматически рационально перераспределить площадь ударной поверхности, погасить часть энергии удара за счет трения качения.

По мнению заявителей, предлагаемый бампер привносит в процесс создания подобных конструкций некоторую новую волну, позволяя бамперу автоматически в момент удара за счет разрушения части своей конструкции несколько перестраивать свою структуру на новую, обеспечивающую одновременно как эффективное гашение энергии встречного удара, так и экстренное торможение с отводом части энергии встречного удара непосредственно в землю.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Бампер транспортного средства содержит укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус. Ударный брус выполнен в виде сплошного стального полуцилиндра с осевым отверстием, прикрепленного к раме плоской диаметральной стороной. Полуцилиндр снабжен системой свободно установленных на своей наружной выпуклой поверхности вплотную друг к другу стальных цилиндров меньшего диаметра с отверстиями. Каждый из цилиндров связан с полуцилиндром, пропущенным через их осевые отверстия гибким замкнутым отрезком стального троса. Жесткая фиксация цилиндров на полуцилиндре осуществлена формированием из них единого модуля путем покрытия их со всех сторон облицовкой. Облицовка изготовлена методом литья из упруго-пластического материала. Достигается повышение уровня защиты транспортного средства. 3 ил.

Бампер транспортного средства, включающий укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус, отличающийся тем, что ударный брус выполнен в виде сплошного стального полуцилиндра с осевым отверстием, прикрепленного к раме плоской диаметральной стороной и снабженного системой свободно установленных на своей наружной выпуклой поверхности вплотную друг к другу стальных цилиндров меньшего диаметра с отверстиями вдоль ориентированных параллельно продольной оси полуцилиндра центральных осей, при этом каждый из цилиндров связан с полуцилиндром, пропущенным через их осевые отверстия гибким замкнутым отрезком стального троса, диаметры полуцилиндра и цилиндров выбраны из условия обеспечения плотного силового контакта наружной боковой поверхности нижнего цилиндра, снабженной шероховатой накаткой, с поверхностью дорожного полотна и нижней поверхностью рамы при его максимально возможном скатывании с полуцилиндра, а жесткая фиксация цилиндров на полуцилиндре осуществлена формированием из них единого модуля путем покрытия их со всех сторон облицовкой, изготовленной методом литья из упруго-пластического материала, например эластомера.