Панель управления для поглощения энергии водителя
Изобретения относятся к панели управления (1), поглощающей энергию коленей (12) пассажира автомобильного салона (10) в случае столкновения, и к автомобилю, имеющему такую панель. Панель управления (1) содержит слой (2) из жесткого пластика, проходящий непрерывно по всей ширине пассажирского салона автомобиля, и поглощающую плиту (4) из жесткого пластика, лежащую напротив слоя из жесткого пластика только в одной части панели управления. Указанная поглощающая плита (4) имеет основную часть (4а), проходящую по существу в контакте со слоем (2) из жесткого пластика, и часть (4с), образующую выступ, проходящий на расстоянии от слоя (2) из жесткого пластика, для того чтобы обеспечить в той области, которая должна находиться напротив рулевой колонки (14) автомобиля, пространство (20) между поглощающей плитой (4) и слоем (2) из жесткого пластика для поглощения энергии пассажира за счет деформации поглощающей плиты. Достигается сокращение риска травмы нижних конечностей водителя автомобиля при контакте его с панелью управления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к панели управления автомобиля, которая должна поглощать энергию пассажира в случае аварии.
Хорошо известно оснащение пассажирского пространства множеством надувных подушек безопасности и ремней безопасности для поглощения энергии пассажиров автомобиля и для предотвращения или, по крайней мере, ограничения их соударения с панелью управления.
Однако эти устройства относительно дороги. Поэтому необходимо для некоторых типов машин создать менее сложные устройства.
US-A-4349214 описывает панель управления, включающую в себя две панели, покрытые сверху прокладкой, изготовленной из материала, поглощающего удар при деформации. На эту прокладку должны попасть колени водителя в случае удара. Она содержит твердую часть, которая находится между двумя энергопоглощающими панелями и которая должна находиться напротив рулевой колонки.
Однако такое решение вряд ли является удовлетворительным, так как твердая часть прокладки связывает рулевую колонку непосредственно с коленями водителя. Она сжимается во время столкновения и следовательно стремится создать сопротивление, которое увеличивается как функция сжатия от давления коленей водителя. Для того чтобы оптимизировать поглощение энергии водителя, необходимо чтобы сопротивление было относительно постоянным в широком диапазоне. Более того, твердая часть приводит к проявлению дефектов внешнего вида, в частности, из-за сжатия материала при охлаждении.
Целью изобретения является преодоление этих проблем и создание недорогой панели управления, которая сокращает риск травмы нижних конечностей водителя автомобиля при контакте его с панелью управления.
Для того чтобы обеспечить это, в соответствии с изобретением указанная выше панель управления содержит слой из жесткого пластика, непрерывно проходящий по всей ширине пассажирского салона автомобиля, и поглощающую пластину из жесткого пластика, находящуюся напротив слоя из жесткого пластика только на одной части панели управления, причем поглощающая плита имеет основную часть, проходящую по существу в контакте со слоем из жесткого пластика, и часть, образующую выступ, находящийся на расстоянии от слоя из жесткого пластика, для того чтобы обеспечить в той зоне, которая должна быть обращена в сторону рулевой колонки, пространство между поглощающей плитой и слоем из жесткого пластика для поглощения энергии пассажиров за счет деформации поглощающей плиты.
Таким образом, слой из жесткого пластика распределяет силы по поглощающей плите, в то время как поглощающая панель входит в контакт с рулевой колонкой посредством своего выступа и деформируется, чтобы поглощать энергию и в зоне образующей выступ, и в основной части, противодействуя коленям водителя по существу с постоянным сопротивлением до тех пор, пока выступ не разрушится настолько, что придет в контакт со слоем жесткого пластикового материала.
Пространство между поглощающей плитой и слоем из жесткого пластика позволяет поглотить энергию водителя посредством деформации поглощающей плиты в широком диапазоне, обеспечивая относительно постоянное сопротивление.
Для дополнительного сокращения риска травмы коленей в соответствии с изобретением указанная поглощающая плита также включает соединительную часть, связывающую выступ с основной частью и имеющую в основном U-образную форму поперечного сечения.
Таким образом, поглощающая плита предотвращает сближение коленей водителя с рулевой колонкой и позволяет поглотить большое количество энергии без риска физической травмы (по существу постоянная сила сопротивления), проводя деформацию без разрушения деформационной плиты.
Преимущественно, поглощающая плита имеет ребра на большей части двух ее поверхностей.
Таким образом, энергопоглощающий потенциал поглощающей плиты увеличен при низкой стоимости.
В соответствии с дополнительным преимуществом изобретения поглощающая плита имеет внутренний слой, проходящий на основной части параллельно и находящийся на расстоянии от слоя из жесткого пластика, и поглощающая плита прикрепляется к слою из жесткого пластика на указанной основной части.
Таким образом, получается конструкция типа «двойная оболочка», составленная из слоя из жесткого пластика и основной части поглощающей плиты, которая обеспечивает хорошие энергопоглощающие характеристики при низкой стоимости.
Для того чтобы дополнительно сократить риск столкновения между коленями водителя и рулевой колонкой, в соответствии с изобретением панель управления также включает жесткую направляющую пластину, прикрепленную к жесткому пластику напротив указанного пространства.
Таким образом, панель управления усиливают напротив указанного пространства и колени направляются так, чтобы двигаться по одному с каждой стороны этого пространства.
Изобретение относится также к автомобилю, оборудованному панелью управления согласно изобретению и содержащему два опорных элемента, которые присоединяются к кузову автомобиля и между которыми закрепляют усиливающую пластину.
Эти два опорных элемента лучше направляют колени, и за счет усиления крепления поглощающей плиты на ее концах они предохраняют колени от раздельного движения и смещения от поглощающей плиты.
Изобретение будет более понятно из следующего описания, которое дается со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1-3 - схематический вид сверху на панель управления согласно изобретению до столкновения, в ходе деформации при столкновении и после поглощения столкновения,
Фиг.4 - перспективный вид поглощающей плиты, только по стрелке IV на Фиг.1,
Фиг.5 - перспективный вид по стрелке V на Фиг.1,
Фигуры показывают часть панели управления 1, которая должна проходить по всей ширине пассажирского салона 10 автомобиля, занятую водителем (показаны только бедра и колени 12 водителя). На Фиг.1 показана только часть панели управления, находящаяся в основном напротив водителя.
Панель управления 1 включает слой 2 из жесткого пластика, составляющего основную часть панели управления. Слой 2 из жесткого пластика проходит по всей ширине панели управления. Он покрыт в отдельной области, находящейся напротив ног водителя, поглощающей плитой 4, которая его покрывает.
Указанная поглощающая плита имеет по существу плоскую основную часть 4а, выступ 4с, образующий выступ в направлении к рулевой колонке 14 относительно основной части 4а, и соединительную часть 4b, находящуюся между основной частью 4а и выступом 4с. Поглощающая плита представляет собой единую литую целую деталь, содержащую эти три части.
Выступ 4с имеет две боковые поверхности 6а, 6b, проходящие по существу вертикально, перпендикулярно основной части 4а, между ногами водителя от верхней поверхности 8а и от смежной нижней поверхности 8b, проходящей по направлению к рулевой колонке 14. Поэтому выступ 4с имеет форму по существу полукуба, разрезанного по диагонали боковых поверхностей 6а, 6b.
Указанная соединительная часть 4b проходит по существу вокруг выступа 4с и имеет U-образную форму поперечного сечения.
Поглощающая плита 4 имеет внутренний слой, из которого выступают пересекающиеся ребра 16 на каждой его поверхности на основной части 4а. Поглощающая плита 4 полностью покрыта слоем 2, к которому она прикрепляется множеством точек сварки, выполненных между ребрами 16 и слоем 2. Так как ребра 16 поддерживают довольно постоянный зазор 30 между внутренним слоем 28 поглощающей плиты и слоем 2 в основной части 4а, эта компоновка образует сборку типа двойной оболочки.
Дополнительно верхняя поверхность 8а и нижняя поверхность 8b выступа 4с имеют пересекающиеся ребра 18 на поверхности, расположенной на противоположной стороне от рулевой колонки 14.
Поглощающая панель 4 и в особенности выступ 4с проходит между рулевой колонкой 14 и слоем 2. Кроме того, поскольку указанный выступ 4с поглощающей панели 4 выполнен полым, он образует пространство 20 между слоем 2 и поглощающей плитой 4.
Панель управления 1 также включает направляющую пластину 22, которая крепится к слою 2 и которая проходит напротив указанного пространства 20. Направляющая пластина 22 является по существу выпуклой, если смотреть со стороны водителя, для того чтобы распределять колени 12 водителя по одному с каждой стороны пространства 20. Она выполнена жесткой и выступает из слоя 2, так что указанный слой 2 проходит между пространством 20 и направляющей пластиной 22. Кроме того, направляющая пластина выполняет роль отделки вокруг рулевой колонки, обычно ее используют как обшивку под рулевым колесом.
Таким образом, в случае столкновения колени 12 водителя входят в контакт с панелью управления напротив основной части 4а поглощающей плиты 4. Жесткость двойной оболочки, образованной слоем 2, прикрепленным при помощи ребер 16 к поглощающей плите 4, обеспечивает распределение энергии водителя, передаваемой коленями 12, к узлу, образованному локально поглощающей плитой 4 и слоем 2.
Смещение выступа 4с под действием коленей 12 ограничивается наличием рулевой колонки 14. Затем поглощающая плита 4 деформируется, вершина формы U соединительной части 4b смещается, для того чтобы исключить соударение коленей 12 водителя одного с другим или с рулевой колонкой 14.
Дополнительно деформируются основная часть 4а и слой 2 для поглощения энергии водителя, так же как, но в меньшей степени, и выступ 4с.
До тех пор пока столкновение не станет очень сильным, часть пространства 20 сохраняется и панель управления обеспечивает в значительной мере постоянную силу сопротивления коленям 12 водителя.
Усиливающая пластина 4 удерживается двумя опорными элементами 24, 26, которые присоединяются к кузову автомобиля, в частности к поперечной балке (не показана). Опорный элемент 24 прикреплен прямо к поглощающей плите 4, в то время как опорный элемент 26 прикреплен к слою 2 вблизи поглощающей плиты 4. Эти опорные элементы частично препятствуют смещению поглощающей плиты 4. Однако они деформируются до некоторой степени при смещении поглощающей плиты 4.
Таким образом, благодаря наличию опорных элементов 24, 26 и контакту между выступом 4с и рулевой колонкой 14 при поглощении столкновения левое колено водителя направляется так, чтобы оставаться напротив основной части 4а между опорной точкой 24 и рулевой колонкой 14, в то время как правое колено водителя направляется так, чтобы оставаться напротив основной части 4а между опорной точкой 26 и рулевой колонкой 14.
Слой из жесткого пластика 2 и поглощающая плита 4 преимущественно изготавливаются из полипропилена, который дополнительно слегка упрочняется волокнами. Наличие волокон, тем не менее, должно быть ограничено, чтобы не нарушить пластичность слоя жесткого пластика 2 и поглощающей панели 4 и для того, чтобы предотвратить их от разрушения вместо изгибания под нагрузкой.
Конечно, данное изобретение ни коим образом не ограничивается описанным конструктивным исполнением, приведенным в качестве неограничивающего примера. Слой из жесткого пластика 2 может быть покрыт декоративной кожей и слоем пены, введенной между слоем из жесткого пластика и кожей для придания мягкости на ощупь.
Более того, чтобы увеличить инерцию изгиба поглощающей плиты 4, возможно создание рельефной формы этой плиты, например волнистой формы, вместо изготовления ее с ребрами.
1. Панель управления (1), поглощающая энергию коленей (12) пассажира автомобильного салона (10) в случае столкновения и содержащая слой (2) из жесткого пластика, проходящего непрерывно по всей ширине пассажирского салона автомобиля, и поглощающий плиту (4) из жесткого пластика, лежащую напротив слоя из жесткого пластика только в одной части панели управления, причем указанная поглощающая плита (4) имеет основную часть (4а), проходящую по существу в контакте со слоем (2) из жесткого пластика, и часть (4с), образующую выступ, проходящий на расстоянии от слоя (2) из жесткого пластика, для того чтобы обеспечить в той области, которая должна находиться напротив рулевой колонки (14) автомобиля, пространство (20) между поглощающей плитой (4) и слоем (2) из жесткого пластика для поглощения энергии пассажира за счет деформации поглощающей плиты.
2. Панель управления по п.1, в которой указанная поглощающая плита (4) также включает соединительную часть (4b), соединяющую выступ (4 с) с основной частью (4а) и имеющую по существу U-образную форму поперечного сечения.
3. Панель управления по п.1 или 2, в которой поглощающая плита (4) имеет ребра (16, 18) на большей части ее двух поверхностей.
4. Панель управления по п.3, в которой поглощающая плита (4) имеет внутренний слой (28), проходящий на основной части по существу параллельно и на расстоянии от слоя (2) из жесткого пластика, и поглощающая плита (4) крепится к слою (2) из жесткого пластика на указанной основной части.
5. Панель управления по п.3, в которой поглощающая плита (4) является единой деталью, полученной инжекционным формованием.
6. Панель управления по п.3, которая также содержит жесткую направляющую пластину (22), прикрепленную к слою из жесткого пластика напротив указанного пространства (20).
7. Панель управления по п.1 или 2, в которой поглощающая плита (4) имеет внутренний слой (28), проходящий на основной части по существу параллельно и на расстоянии от слоя (2) из жесткого пластика, и поглощающая плита (4) крепится к слою (2) из жесткого пластика на указанной основной части.
8. Панель управления по п.1 или 2, в которой поглощающая плита (4) является единой деталью, полученной инжекционным формованием.
9. Панель управления по п.1 или 2, которая также содержит жесткую направляющую пластину (22), прикрепленную к слою из жесткого пластика напротив указанного пространства (20).
10. Автомобиль, оборудованный панелью управления по любому из предыдущих пунктов, который содержит два опорных элемента (24, 26), которые присоединены к кузову автомобиля и между которыми удерживается усиливающая пластина.
