Бампер транспортного средства



Бампер транспортного средства
Бампер транспортного средства
Бампер транспортного средства

 


Владельцы патента RU 2561687:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Бампер транспортного средства содержит укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус. В теле ударного бруса выполнена последовательность сквозных вертикальных отверстий. В каждую соседнюю пару отверстий свободно вставлена сверху стальная П-образная стойка с заостренными нижними концами. Стойка снабжена винтовыми цилиндрическими пружинами, надетыми на вертикальные стороны. Пружины прикреплены своими торцами к нижней поверхности перекладины стойки и верхней поверхности бруса в напряженно-растянутом состоянии. Стойка удерживается в равновесном положении с помощью размещенной в средней части и введенной с натягом и фиксацией между вышеуказанными поверхностями пластины. Пластина выполнена из материала, разрушаемого при заданной величине ударной силы. Геометрические и физические параметры П-образных стоек и пружин выбраны из условия обеспечения необходимого силового прижатия пружинами концов стоек к дорожному полотну при удалении из конструкции бампера удерживающих стойки пластин. Достигается повышение эффективности защиты транспортного средства от встречного удара. 3 ил.

 

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. а.с. СССР №965840, кл/ B60R 19/08, B62D 25/08, 1980 [1]; а.с. 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. а.с. СССР №984903, кл. B60R 19/08, 1980 [4]; а.с. СССР №1175763, кл. B60R 19/02, 1984 [5].

Недостатками 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 энергии удара, невозможностью отведения части энергии встречного удара в землю с гашением при этом кинетической энергии и скорости 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 [6], 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, B60Τ 1/14, 2004 [7]/.

Недостатками известных устройств является предельная сложность конструкций, низкая надежность и громоздкость, обусловленные отсутствием возможности автоматического срабатывания устройств непосредственно от ударной нагрузки и необходимостью использования специальных электромеханических и пиротехнических средств переключения и регулировки 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 размеренных на раме деформирующихся элементов /см. патент СССР на изобретение №664544, кл. B60R 19/08, F16F 13/00, 1972 [8]/, 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 и гашения скорости транспортного средства в момент столкновения.

Сущность изобретения заключается в создании предельно простой и технологичной конструкции бампера, обеспечивающей при этом автоматический отвод части кинетической энергии встречного удара непосредственно в момент удара транспортного средства в землю и одновременно его экстренное торможение.

Технический результат - повышение эффективности защиты бампером транспортного средства от разрушения при встречных ударах за счет обеспечения автоматического отвода части энергии непосредственно в момент удара в землю и одновременного экстренного торможения транспортного средства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном бампере транспортного средства, содержащем укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус, особенность заключается в том, что в теле ударного бруса выполнена последовательность сквозных вертикальных отверстий, в каждую соседнюю пару которых свободно вставлена сверху стальная Π-образная стойка с заостренными нижними концами, снабженная надетыми на вертикальные стороны винтовыми цилиндрическими пружинами, прикрепленными своими торцами к нижней поверхности перекладины стойки и верхней поверхности бруса в напряженно-растянутом состоянии, и удерживаемая в равновесном положении с помощью размещенной в средней части стойки и введенной с натягом и фиксацией между вышеуказанными поверхностями пластины из материала, разрушаемого при заданной величине ударной силы, при этом геометрические и физические параметры Π-образных стоек и пружин выбраны из условия обеспечения необходимого силового прижатия пружинами концов стоек к дорожному полотну при удалении из конструкции бампера удерживающих стойки пластин.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен предлагаемый бампер в транспортном состоянии на виде на транспортное средство спереди; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - устройство на фиг. 1 в рабочем состоянии после встречного удара.

Бампер транспортного средства содержит укрепленный на раме 1 кузова 2 по всей ширине его передней части через промежуточные элементы 3 горизонтальный ударный брус 4. При этом в теле бруса 4 выполнена последовательность сквозных вертикальных отверстий 5, в каждую соседнюю пару которых свободно вставлена сверху стальная П-образная стойка 6 с заостренными нижними концами 7, снабженная надетыми на ее вертикальные стороны винтовыми цилиндрическими пружинами 8 растяжения-сжатия. Последние прикреплены /приварены/ своими верхними торцами к нижней поверхности горизонтальной перекладины соответствующей стальной стойки 6 и нижними торцами - к верхней поверхности также стального бруса 4 вокруг контура отверстий 5, причем крепление пружин 8 осуществлено в их напряженно-растянутом состоянии, вследствие чего они пытаются вернуться в равновесное недеформированное состояние и втянуть при этом Π-образные стойки 6 внутрь в отверстия 5 ударного бруса 4. Удерживание же Π-образных стоек 6 в исходном состоянии при растянутых пружинах 8 осуществлено в устройстве с помощью размещенных в средней части каждой стойки 6 параллельно между пружинами 8 вертикально установленной пластины 9, введенной своим верхним и нижним торцами плотно с натягом между соответственно нижней поверхностью перекладины стойки 6 и верхней поверхностью бруса 4, и зафиксированная на вышеуказанных поверхностях. При этом фиксация осуществлена с помощью специальной мастики. Для более надежной фиксации на верхнем торце пластины 9 выполнена специальная канавка 10, частично охватывающая снизу перекладину стойки 6 /в устройстве стойка 6 выполнена сплошного круглого сечения и соответственно канавка 10 - полукруглого сечения/, а на верхней поверхности бруса 4 выполнены мелкие углубления 11 для установки в них нижнего торца пластины 9. Пластины 9 выполнены из материала, разрушаемого при достижении действующей на бампер при столкновении ударной силы заранее заданного значения, требующего адаптивной перестройки структуры бампера. Значение этой силы задается в технических условиях именно для данного типа транспортного средства, причем, ее превышение в процессе удара представляет опасность для сохранения прочности конструкции кузова 2, пассажиров, водителя и т.п. Именно в момент достижения ударной силой при столкновении вышеуказанного значения конструкция бампера должна адаптивно перестроиться, то есть автоматически релейно ″сработать″, обеспечивая аварийное торможение транспортного средства за счет контакта элементов бампера с дорожным полотном 12. Это достигается подбором геометрических параметров пластин 9 и прочностных характеристик их материала, обеспечивающих разрушение пластин 9 при поперечной изгибающей нагрузке с амплитудами, вышеуказанных ударных сил. В качестве материала пластин 9 целесообразно использовать фенопласт либо АГ-4 с выполнением прессованием из порошков. Данные материалы выдерживают значительные статические сжимающие и изгибные нагрузки, однако более легко разрушаются при ударных нагрузках, причем позволяют достаточно точно и стабильно рассчитывать величины разрушающих ударных нагрузок. При разрушении пластин 9, что равнозначно релейному удалению пластин 9, удерживающих стойки 6 в состоянии статического равновесия, из конструкции бампера, стойки 6 своими вертикальными сторонами под действием восстанавливающих сил упругости растянутых пружин 8, релейно втягиваются в отверстия 5 бруса 4. При этом геометрические и физические параметры пружин 8 и стоек 6: жесткость, исходная статическая деформация, длина в недеформированном состоянии пружин 8, высота стоек 6 и т.п., выбраны таким образом, чтобы вышеуказанные силы упругости пружин 8 обеспечивали не просто контакт выходящих снизу из бруса 4 заостренных концов 7 стоек 6 с дорожным полотном 12, но и прижатие концов 7 к полотну 12 с необходимым усилием, обеспечивающим заданную эффективность экстренного торможения транспортного средства, и, соответственно, заданную степень гашения кинетической энергии удара и скорости за счет отвода части энергии столкновения в землю.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

В исходном транспортном состоянии бампера /см. фиг. 1, фиг. 2/ устройство работает в обычном режиме бампера /см. [1]÷[5]/, когда гашение энергии удара при столкновениях транспортных средств с малыми ударными нагрузками происходит за счет ее преобразование в упругие и пластические деформации ударного бруса 4 и промежуточных элементов 3, связывающих брус 4 с рамой 1, а также вследствие диссипации и поглощения энергии удара при относительных перемещениях вышеуказанных элементов с вязкоупругими свойствами. При мощном встречном столкновении транспортного средства с препятствием или другим транспортным средством со значительными ударными нагрузками, прикладываемыми к ударному брусу 4, произойдет разрушение пластин 9 бампера, сопровождающееся релейным контактом заостренных концов 7 стоек 6 с дорожным полотном 12. Стойки 6 работают независимо друг от друга, поэтому даже в случае неразрушения нескольких пластин 9 /например, при боковом косом или скользящем ударе/ произойдет силовой контакт с дорожным полотном 12 остальных стоек 6. В результате такого контакта непосредственно в момент столкновения за счет аварийного торможения будет резко погашена скорость транспортного средства, часть кинетической энергии встречного удара будет непосредственно отведена в землю. В большинстве случаев это позволит исключить наиболее тяжелые летальные последствия аварий, приводящих, как правило, в случаях встречных столкновений к значительным разрушениям кузова, гибели водителя и пассажиров.

По мнению заявителя, предлагаемый вариант адаптивной перестройки структуры бампера непосредственно в момент ударного столкновения и под действием удара, обеспечивающий релейный силовой контакт бампера с дорожным полотном, позволяет резко повысить эффективность защиты транспортного средства при особо опасных авариях, за счет автоматического осуществления экстренного торможения транспортного средства с отводом части кинетической энергии удара в землю.

Бампер транспортного средства, содержащий укрепленный на раме кузова по всей ширине его передней части горизонтальный ударный брус, отличающийся тем, что в теле ударного бруса выполнена последовательность сквозных вертикальных отверстий, в каждую соседнюю пару которых свободно вставлена сверху стальная П-образная стойка с заостренными нижними концами, снабженная надетыми на вертикальные стороны винтовыми цилиндрическими пружинами, прикрепленными своими торцами к нижней поверхности перекладины стойки и верхней поверхности бруса в напряженно-растянутом состоянии, и удерживаемая в равновесном положении с помощью размещенной в средней части стойки и введенной с натягом и фиксацией между вышеуказанными поверхностями пластины из материала, разрушаемого при заданной величине ударной силы, при этом геометрические и физические параметры П-образных стоек и пружин выбраны из условия обеспечения необходимого силового прижатия пружинами концов стоек к дорожному полотну при удалении из конструкции бампера удерживающих стойки пластин.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для предотвращения аварий транспортных средств. Транспортное средство содержит приспособление для экстренного определения тормозного пути, систему экстренного автоторможения, приспособление для дистанционного отслеживания траектории его перемещения, приспособление для оперативной мобильной связи с центральным компьютерным диспетчерским пунктом.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к тормозным системам экстренного торможения транспортных средств. Система экстренного торможения содержит устройство натяжения ремней безопасности, устройство автоматического управления акселератором, механизм автоматического управления тормозными дисками с накладками, датчики слежения, радиолокационная система выявления критических ситуаций, потенциальной опасности и распознавания препятствий на пути движения транспортного средства и ревун-клаксон.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство для отвода от автомобиля энергии встречного удара содержит установленную в передней части автомобиля ударную поверхность, шарнирно соединенную с металлическими продольными упорами.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к противоскатным устройствам тракторных транспортных агрегатов, оснащенных гидросистемой.
Изобретение относится к самолетостроению. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к тормозным устройствам автомобиля. .

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к устройствам аварийного торможения транспортных средств. .

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в тормозных системах транспортных средств в качестве экстренного и дополнительного тормозного средства.

Изобретение относится к способу и устройству для отвода энергии встречного удара, в частности объектов, не имеющих прочной связи с землей, например автомобильного транспорта, навесных сооружений, ворот, дорожных ограждений.
Изобретение относится к области автомобильного транспорта, а именно к тормозным системам транспортных средств. .

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Бамперное защитное устройство для грузовых автомобилей и автобусов содержит жестко крепящийся к силовой раме автомобиля бампер, упругогистерезисный элемент и оболочку.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а конкретно к ударозащитному устройству транспортного средства. Устройство содержит несущий элемент, выполненный ударопрочным из немагнитного материала с возможностью установки поперечно на передней или задней части транспортного средства, закрепленную на наружной поверхности несущего элемента демфирующую отделку, изготовленную из эластичного магнитореологического композиционного материала с наполнителем из магнитомягкого материала, магнитный узел управления жесткостью демпфирующей отделки, установленный со стороны несущего элемента, противоположной расположению демпфирующей отделки, с возможностью прохождения магнитного поля через демпфирующую отделку и имеющий привод линейного перемещения для отведения в направлении от демпфирующей отделки.

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Бамперное защитное устройство автомобиля содержит бампер-балку с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, закрепленную на корпусе автомобиля.

Изобретения относятся к обработке металлов давлением и могут быть использованы при изготовлении высокопрочных балок, изогнутых в противоположных направлениях. Машина для роликового формования включает устройство роликового формования и гибочную станцию, Устройство роликового формования содержит ролики для формования листа стального материла в конструкционную балку.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Передний модуль для автомобиля содержит два расположенных с обеих сторон лонжерона, балку бампера и раму радиатора, удерживающую охлаждающее устройство.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к бамперам автомобилей. .

Изобретение относится к автомобилестроению, к устройствам, обеспечивающим пассивную безопасность автомобиля. .

Изобретение относится к средствам пассивной безопасности движения на автомобильных дорогах. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к бамперным узлам транспортных средств. .

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к средствам пассивной безопасности автомобиля. .

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.
Наверх