Защищающее при столкновении устройство
Изобретение относится к защищающему при столкновении устройству, в частности деформируемому коробчатому элементу в автомобиле, с поглощающим при столкновении энергию удара деформируемым телом, состоящим из двух корытообразных элементов. Оба корытообразных элемента имеют гофры, проходящие поперек главного направления деформации. Существенным для изобретения при этом является то, что оба корытообразных элемента имеют выступающие наружу фланцы с гофрами также проходящими поперек главного направления деформации, и оба корытообразных элемента прилегают друг другу и соединяются друг с другом исключительно по контактным поверхностям, находящимся между гофрами фланцев. Достигается упрощение монтажа. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Заявленное изобретение относится к защищающему при столкновении устройству, в частности, деформируемому коробчатому элементу в автомобиле, с деформируемым телом, поглощающим при столкновении энергию удара, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения. Кроме того, данное изобретение относится к автомобилю, оснащенному подобного рода защищающим при столкновении устройством.
Защищающие при столкновении устройства, так называемые «Crashbox» - деформируемые коробчатые элементы, обычно размещаются между лонжероном автомобиля и поперечной балкой бампера и предназначены для предотвращения повреждений конструкции автомобиля при фронтальном ударе или ударе сзади при небольшой скорости движения. Подобные деформируемые коробчатые элементы преимущественно представляют собой тонкостенные и, как правило, прямоугольные элементы из металла или пластмассы, которые при фронтальном ударе автомобиля или ударе автомобиля сзади преобразуют кинетическую энергию удара в работу деформации, вследствие чего устраняется превышение критического уровня нагрузки, при котором мог бы повредиться лонжерон.
Из DE 10321766 A1 известно соответствующее защищающее при столкновении устройство с продолговатым деформируемым телом. В этом теле предусмотрены отверстия, которые должны выравнивать возникающее распределение усилия при ударе на пути деформации. Деформируемое тело состоит при этом из двух корытообразных элементов U-образной формы, а отверстия предусмотрены вдоль продольной кромки деформируемого профиля.
Из DE 102 20 633 A1 известна система автомобильных бамперов или, соответственно, буферов, которая имеет несущую консоль, в форме многоступенчатой трубчатой конструкции из большого числа пластически деформируемых прямых трубчатых деталей различного наружного диаметра. Такие трубчатые детали прилегают друг к другу и могут смещаться друг в друга с поглощением энергии, в результате чего кинетическая энергия удара может быть преобразована в работу деформации.
Из DE 199 59 701 A1 известно устройство поглощения энергии удара для автомобилей с коробчатым профилем из листового металла. В направлении подвода воспринимаемой силы коробчатый профиль выполнен с коническим расширением, обеспечивающим при сминании воспринимаемой силой накопление в виде складок деформированного материала по существу внутри сечения остающейся длины деформации коробчатого профиля.
Наконец, из DE 196 35 285 A1 известна конструкция боковой рамы с защищающим при столкновении элементом из двух корытообразных элементов, причем длина одного корытообразного элемента в направлении деформации защищающего при столкновении элемента больше другого, благодаря чему при ударе имеет место ступенчатый деформационный процесс.
Задачей настоящего изобретения является разработка для соответствующего защищающего при столкновении устройства улучшенной или по меньшей мере иной формы выполнения, обеспечивающей простой монтаж.
Решение данной задачи согласно настоящему изобретению достигается благодаря предмету пункта 1 формулы изобретения. Преимущественные варианты выполнения являются предметом зависимых пунктов формулы.
Изобретение основывается на общей идее создания защищающего при столкновении устройства с деформируемым телом, поглощающим при столкновении энергию удара, из двух корытообразных элементов, при этом на каждом из обоих корытообразных элементов имеются выступающие наружу фланцы, посредством которых оба корытообразных элемента жестко соединены друг с другом. Деформируемое тело защищающего при столкновении устройства выполнено в виде продолговатого полого профиля и имеет проходящие поперек главного направления деформации гофры, которые также оказываются на выступающих наружу фланцах корытообразных элементов. При этом гофры на фланцах ограничивают контактные поверхности, находящиеся между гофрами, причем оба корытообразных элемента деформируемого тела прилегают друг к другу исключительно контактными поверхностями фланцев, расположенными между гофрами, и их соединение друг с другом происходит исключительно по этим контактным поверхностям. Наличие фланцев на обоих корытообразных элементах упрощает монтаж деформируемого тела, так как они представляют для монтажа корытообразных элементов заранее определенную соединительную поверхность, а именно контактные поверхности. При этом соединение обоих корытообразных элементов друг с другом предпочтительно осуществляется по точкам сварки, расположенным в контактных поверхностях. Кроме того, фланцы согласно настоящему изобретению обеспечивают простое позиционирование или, соответственно, выравнивание обоих корытообразных элементов друг относительно друга, что позволяет повысить качество изготавливаемого деформируемого тела.
Представляется целесообразным расположение друг напротив друга гофров обоих корытообразных элементов в смонтированном деформируемом коробчатом элементе, т.е. в смонтированном деформируемом теле. Преимущество заключается в том, что благодаря точному заранее определенному положению гофров возможно однозначное определение и, вследствие этого настройка процесса деформации деформируемого тела. Одновременно с этим расположение гофров обоих корытообразных элементов друг против друга обеспечивает простой визуальный контроль при монтаже, так как гофры обоих корытообразных элементов в случае, когда оба корытообразных элемента установлены правильно относительно друг друга, должны находиться друг против друга.
В другом преимущественном варианте изобретения защищающее при столкновении устройство имеет проходящий поперек главного направления деформации щиток, к которому деформируемое тело крепится своей торцовой стороной. Такой щиток, выполненный, например, в виде промежуточной пластины, обеспечивает равномерный ввод нагрузки действующим при столкновении на деформируемое тело усилий удара в лонжерон автомобиля. Одновременно с этим щиток согласно данному изобретению обеспечивает большое преимущество, заключающееся в упрощении монтажа деформируемого тела на лонжероне двигателя, так как деформируемое тело должно крепиться своей торцовой стороной не непосредственно на лонжероне автомобиля, а лишь опосредованно через щиток, в котором могут быть выполнены, например, отверстия для легко выполняемого резьбового крепления.
В другом предпочтительном варианте осуществления щиток имеет углубление/тиснение, подогнанное к находящейся на торцевой стороне форме сечения деформируемого тела. Углубление такого типа упрощает позиционирование деформируемого тела на щитке перед сборкой и обеспечивает точное предварительно заданное и однозначное ориентированное относительное положение щитка и деформируемого тела. Одновременно углубление/тиснение такого типа также обеспечивает преимущество, выражающееся в упрощении соединения щитка и деформируемого тела, так как вдоль углубления/тиснения заметно проще выполнять сварное соединение.
Представляется целесообразным соединение обоих корытообразных элементов друг с другом в их контактных поверхностях сваркой, например точками сварки. Точечное приваривание такого типа обеспечивает значительное преимущество, так как в этом случае оба корытообразных элемента деформируемого тела испытывают незначительное тепловое воздействие, вследствие чего по сравнению с иным способом сварки тело существенно меньше деформируется или, соответственно, подвергается короблению. Точечная сварка такого типа способствует выдерживанию размеров изготовляемого деформируемого тела.
Другие важные признаки и преимущества изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения, показаны на фигурах и содержатся в описаниях соответствующих фигур.
Понятно, что не выходя за рамки предложенного изобретения указанные ранее или разъясняемые далее признаки применимы не только в указанной комбинации, но также в других комбинациях или же по отдельности.
На фигурах показаны предпочтительные варианты выполнения изобретения, которые далее подробно поясняются в описании, при этом одинаковые ссылочные позиции обозначают одни и те же, либо аналогичные или же функционально одинаковые детали.
Фиг.1 - деформируемое тело соответствующего изобретению защищающего при столкновении устройства в подетальном представлении;
фиг.2 - полностью смонтированное деформируемое тело;
фиг.3 - щиток для крепления деформируемого тела к конструкции кузова;
фиг.4 - два защищающих при столкновении устройства со смонтированным на них бампером.
Согласно фиг.1 защищающее при столкновении устройство 1 согласно настоящему изобретению представляет собой деформируемое тело 4, состоящее из двух корытообразных элементов 2 и 3. Защищающее устройство 1, которое обычно также называется как «Crashbox» - деформируемый коробчатый элемент, предпочтительно размещается в непоказанном здесь автомобиле между рамной несущей конструкцией и бампером 5 (см. фиг.4). Деформируемое тело 4 выполнено в виде продолговатого полого профиля, при этом оба образующих указанное тело корытообразных элемента 2 и 3 имеют гофры 7, проходящие поперек главного направления 6 деформации. Гофры 7, а также гофры 7' на фланцах 8 соответствующих корытообразных элементов 2 и 3 могут иметь, например, трапецеидальное поперечное сечение, так что у окончательно смонтированного деформируемого тела 4 в области гофров 7' будет шестиугольное поперечное сечение.
Оба корытообразных элемента 2 и 3 деформируемого тела 4 соединены выступающими наружу фланцами 8, из которых соответственно два фланца расположены на корытообразном элементе 2, а два фланца - на корытообразном элементе 3. Фланцы 8 обоих корытообразных элементов 2 и 3 имеют при этом гофры 7', проходящие поперек главного направления 6 деформации. Гофры 7 и 7' такого типа предназначены для формирования заданного процесса деформации деформируемого тела 4.
В главном направлении 6 деформации на фланцах 8 расположены разделяемые отдельными гофрами 7' так называемые контактные поверхности 9, посредством которых оба корытообразных элемента 2 и 3 прилегают друг к другу и соединяются друг с другом. При этом предпочтительно гофры 7' и контактные поверхности 9 на обоих фланцах 8 соответствующих корытообразных элементов 2 и 3 позиционированы так, что гофры 7' и контактные поверхности 9 фланцев 8 обоих соответствующих корытообразных элементов 2 и 3 в смонтированном деформируемом коробчатом элементе располагаются друг против друга, как это показано, например, на фиг.2. При этом предпочтительно контактные поверхности 9 обоих корытообразных элементов 2 и 3 выполнены плоскими, так что в смонтированном деформируемом теле 4 возможно прилегание друг к другу по всей поверхности соответствующих контактных поверхностей 9. Как показано на фиг.2 деформируемое тело 4 имеет коническую форму, а именно, в соответствии с примером на фиг.2, конически сужается в направлении, противоположном главному направлению 6 деформации.
Соединение обоих корытообразных элементов 2 и 3 деформируемого тела 4 осуществляется предпочтительно методом сварки, в частности методом точечной сварки, при котором отдельные точки 10 сварки находятся в области контактных поверхностей 9. Существенным преимуществом соединения точечной сваркой является то, что привариваемая деталь испытывает лишь небольшое тепловое воздействие, вследствие чего незначительны деформации или, соответственно, обусловленные таким воздействием коробления. Как показано на фиг.1, точки 10 сварки могут быть предусмотрены на каждой контактной поверхности 9 или же только на специально для этого выбранных контактных поверхностях 9.
На фиг.2 видно, что если не учитывать отходящие в сторону фланцы 8, каждый из обоих корытообразных элементов 2 и 3 имеет трапецеидальное поперечное сечение, так что окончательно смонтированное деформируемое тело 4 будет иметь шестиугольное поперечное сечение. Само собой разумеется, что возможны также и другие поперечные сечения, например прямоугольное сечение с фланцами 8, отходящими в стороны.
На фиг.3 показан щиток 11, который выполнен, например, как промежуточная пластина, и к которому присоединено, в частности приварена своей торцовой стороной 12, деформируемое тело 4. При этом щиток 11 проходит поперек главного направления 6 деформации деформируемого тела 4 и образует присоединительную пластину для присоединения деформируемого тела 4 к автомобилю, например, к лонжерону автомобиля. Как показано на фиг.3, щиток 11 имеет углубление/тиснение 13, подогнанное к находящейся на торцевой стороне форме поперечного сечения деформируемого тела 4, что заметно упрощает монтаж деформируемого тела 4 на щитке 11. Обычно деформируемое тело 4 приваривается к щитку 11, при этом углубление/тиснение 13 позволяет точно и одновременно легко позиционировать деформируемое тело 4 на щитке 11. Одновременно углубление/тиснение 13 повышает жесткость щитка 11, что улучшает его поведение при ударе (соударении). Далее, щиток 11 имеет различные сквозные отверстия 14, через которые можно вставлять болт и закреплять щиток 11 на конструкции автомобиля, например, на лонжероне автомобиля. Также видно, что определенные краевые области 15 щитка 11 отогнуты, что тоже способствует повышению жесткости щитка 11.
На фиг.4 показано защищающее при столкновении устройство 1 непосредственно перед соединением его с непоказанной конструкцией автомобиля, при этом оба деформируемых тела 4 уже соединены с соответствующими щитками 11. На обращенных от щитка 11 концах деформируемых тел 4 закреплен буфер 5. Таким образом защищающее при столкновении устройство 1 располагается между буфером 5 и непоказанными лонжеронами автомобиля, и его задачей является преобразование кинетической энергии удара в работу деформации, за счет которой деформируются деформируемые тела 4. Это, в частности, должно предотвратить повреждение структуры автомобиля при фронтальном ударе автомобиля или ударе автомобиля сзади на небольшой скорости движения, так как защищающие устройства 1 предотвращают критический уровень загрузки, при котором могут повреждаться лонжероны, поскольку энергия ударов является достаточной малой. В связи с этим, в благоприятных случаях, когда силы удара незначительны, требуется заменить лишь защищающие при столкновении устройства 1, а сама рамная несущая конструкция остается неповрежденной.
Обычно защищающие при столкновении устройства изготавливают из металла или пластмассы, в частности, из штампованных корытообразных элементов, выполненных из листового металла, или из алюминиевых деталей.
1. Защищающее при столкновении устройство (1), в частности деформируемый коробчатый элемент в автомобиле с деформируемым телом (4), поглощающим при столкновении энергию удара, которое выполнено в виде продолговатого полого профиля и состоящего из двух корытообразных элементов (2, 3), причем оба корытообразных элемента (2, 3) имеют проходящие поперек главному направлению (6) деформации гофры (7), отличающееся тем, что оба корытообразных элемента (2, 3) имеют выступающие наружу фланцы (8) с также проходящими поперек главному направлению (6) деформации (6) гофрами (7'), причем оба корытообразных элемента (2, 3) прилегают друг к другу исключительно по контактным поверхностям (9), расположенным между гофрами (7) фланцев (8), и соединены друг с другом в этих областях.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гофры (7') фланцев (8) обоих корытообразных элементов (2, 3) в случае смонтированного деформируемого коробчатого элемента противолежат друг другу.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что деформируемое тело (4) выполнено коническим и/или конически сужается в направлении, противоположном своему главному направлению (6) деформации.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что деформируемое тело (4) выполнено коническим и/или конически сужается в направлении, противоположном своему главному направлению (6) деформации.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что деформируемое тело (4) имеет шестиугольное поперечное сечение, образованное обоими корытообразными элементами (2, 3).
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что по меньшей мере один гофр (7, 7') имеет трапецеидальное поперечное сечение.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что имеет проходящий поперек главному направлению (6) деформации деформируемого тела (4) щиток (11), на котором своей торцовой стороной (12) закреплено деформируемое тело (4).
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что щиток (11) имеет углубление/тиснение (13), подогнанное к находящейся на торцевой стороне форме поперечного сечения деформируемого тела (4).
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оба корытообразных элемента (2, 3) соединены друг с другом на контактных поверхностях (9) сваркой, в частности, точками (10) сварки.
10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оба корытообразных элемента (2, 3) соединены друг с другом на контактных поверхностях (9) сваркой, в частности, точками (10) сварки.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактные поверхности (9) обоих корытообразных элементов (2, 3) выполнены плоскими и прилегают друг к другу по всей поверхности.
12. Устройство по п.8, отличающееся тем, что контактные поверхности (9) обоих корытообразных элементов (2, 3) выполнены плоскими и прилегают друг к другу по всей поверхности.
13. Автомобиль с защищающим при столкновении устройством (1) по п.1.
