Травмобезопасное рулевое управление транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B62D1/19 

Изобретение относится к безопасным рулевым управлениям транспортных средств, а именно к энергопоглощающим устройствам безопасных рулевых управлений. Процесс столкновения автомобиля при дорожно-транспортном происшествии в отношении рулевого управления характеризуется двумя стадиями - первичным и вторичным ударом. Первичный удар характеризуется действием деформирующего усилия и перемещением рулевого управления в направлении водителя. При этом перемещение может быть настолько велико, что уже в первой стадии удара может произойти травмирование водителя. В процессе вторичного удара водитель под воздействием инерционной нагрузки перемещается к нулевому управлению, т.е. в направлении, противоположном направлению первичного удара. Учитывая, что в направлении первичного удара действующее усилие пропорционально массе автомобиля, а усилие в направлеНИИ вторичного удара пропорционально массе водителя, т.е. на порядок ниже, а также, что рулевая колонка с рулевым валом располагается наклонно относительно горизонтальной плоскости, т.е. усилия первичного и вторичного ударов не совпадают с осью рулевого вала, к элементам крепления рулевой колонки в отношении первичного и вторичного ударов предъявляются противоречивые требования. Допустимая максимальная по услйвиям толерантности сила воздействия рулевого управления на тело водителя в отношении вторичного удара обеспечивается нормированием ударопрочностных свойств элементов крепления рулевой колонки (т.е. нормированным ослаблением элементов крепления рулевой колонки), а предотвращение перемещения верхней части рулевого управления на водителя в процессе удара возможно посредством упрочнения элементов крепления нулевой колонки. Известно травмобезопасное рулевое управление энергопоглощающего устройства, которое совмещено с кронштейном крепления рулевой колонки, поглош.ающим энергию удара тела водителя о рулевое управление в процессе вторичного удара. Такие кронщтеины содержат участки, ослабленные путем уменьшения сечения или введения дополнительных отверстий, ослабляющих кронштейн в направлении действия вторичного удаР.а 1. Недостатком этой конструкции является то, что уменьшается общая жесткость крепления, в том числе и в направлении действия первичного удара. Известно также травмобезопасное рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо, расположенное на шарнирном рулевом валу, пропущенном сквозь рулевую колонку, связанную с гофрированным кронщтейном крепления ее к корпусу транспортного средства 2. Недостатком известной конструкции является то, что гофры, обладающие повышенной продольной и пониженной-поперечной жесткостью, расположены в направлении, характеризующимся повышенной жесткостью в сторону меньшего усилия и наоборот. Цель изобретения - повышение безопасности водителя путем обеспечения оптимального характера сопротивления деформации при первичном и вторичном ударах. Указанная цель достигается тем, что в травмобезопасном рулевом управлении транспортного средства, содержащем рулевое колесо, расположенное на шарнирном рулевом валу, пропущенном сквозь рулевую колонку, связанную с гофрированным кронштейном крепления ее к корпусу транспортног средства, гофры кронштейна расположены лучеобразно по дуге окружности, центр которой совмешен с центром шарнира рулевого вала, при этом поперечные гофры выполнены с переменным поперечным сечением и в направлении от центра шарнира рулевого вала. На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое травмобезопасное рулевое управление с кронштейном крепления рулевой колонки и схема сил действующих при первичном ударе; на фиг. 2 - схема сил действующих в процессе вторичного удара и после деформации в результате вторичного удара. Кронщтейн 1 крепления колонки безопасного рулевого управления установлен между силовым брусом 2 транспортного средства и рулевым управлением 3. Кронштейн 1 на боковых поверхностях имеет гофры переменного сечения. Высота гофр в точке А меньше высоты гофр в точке Б. Кронштейн 1 на боковых поверхностях имеет гофры переменного сечения, расположенные лучеобразно от вершины В, совмещенной с центром, вокруг которого происходит изгиб рулевого вала в процессе деформации кронштейна 1. При наличии шарнкра в рулевом управлении центр изгиба совпадает с осью шарнира. В процессе первичного удара часть усилия, которое действует в направлении противоположном давлению автомобиля и стремится деформировать его, воспринимается рулевым управлением. Так как рулевой вал расположен наклонно относительно горизонтальной плоскости сила F (фиг. 1) раскладывается на составляющие: G - действующую вдоль рулевого вала и N- перпендикулярно валу. Угол наклона рулевого вала к горизонтали для легковых автомобилей колеблется от 18 до 32°, и осевая составляющая значительно превышает по величине силу N.

Однако с направлением действия больщей составляющей G совпадает продольное лучеобразное относительно вершины В расположение гофр и это обеспечивает повышенную жесткость и сопротивление деформации кронштейна 1 и предотвращает пере;меш,ение рулевого управления в направлении водителя.

В процессе вторичного удара при соударении тела водителя с рулевым управлением сила соударения Е, (фиг. 2) раскладывается на составляющие G, действующую вдоль вала и NI - в направлении, перпендикулярном валу, т.е. в направлении предпочтительного перемещения водителя. При этом гофры на кронштейне 1 расположены в направлении, характеризующимся пониженной жесткостью, именно в сторону предпочтительного перемещения водителя. Деформация кронштейна сопровождается изменением углового положения рулевого вала относительно шарнира В.

Величины перемещений участков гофр в процессе деформации различны и зависят

от их положения относительно центра изгиба В и кинематически в точке А меньше, чем в точке Б. Усилия деформации участков гоф.р в процессе деформации такжеразличны и зависят от их положения относительно центра изгиба Бив точке А больще, чем в точке Б. Максимальная энергоемкость достигается выполнением гофр переменного сечения, увеличивающимся от точки А к точке Ц, т.е. в направлении от верщины В. Предлагаемая конструкция позволяет

повысить безопасность водителя путем обеспечения оптимального характера сопротивления деформации при первичном и вторичном ударах.

qjas.Z

ТРАВМОБЕЗОПАСНОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее рулевое колесо. раснапоженное на шарнирном рулевом валу, пропупленном сквозь рулевую колонку, связанную с гофрированным кронштейном крепления ее к корпусу транспортного средства, отличающееся тем, что, с целью повышения безопасности водителя путем обеспечения оптимального характера сопротивления деформации при первичном и вторичном ударах, гофры кронштейна расположены лучеобразно по дуге окружности, центр которой совмеш,ен с центром шарнира рулевого вала, при этом поперечные гофры выполнены с переменным поперечным сечением и в направлении от центра шарнира рулевого вала. (Л дЭ Oi N5