Система для передачи нагрузки при столкновении транспортного средства
Группа изобретений относится к транспортному средству, его раме и системе для управления ударными нагрузками при столкновении с жестким препятствием с малым перекрытием. Транспортное средство включает в себя систему для управления ударными нагрузками при столкновении с жестким препятствием с малым перекрытием, включающую в себя передние блокирующие конструкции для ограничения переноса ударных нагрузок в пассажирский салон. Устройство для переноса ударных нагрузок, представляющее собой трос, проходит между передними концевыми частями лонжеронов рамы и обеспечивает перенос ударных нагрузок при столкновении с жестким препятствием с малым перекрытием от стороны удара через раму транспортного средства. В устройстве для переноса ударных нагрузок концы тросов могут соединяться с передними сторонами передних блокирующих конструкций, при этом трос проходит через передние концевые части лонжеронов рамы для переноса ударных нагрузок от стороны удара через раму транспортного средства. Обеспечивается повышение безопасности. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 12 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к компоненту рамы транспортного средства, а также к системе, включающей данный компонент, предназначенной для передачи ударной нагрузки при столкновении с малой зоной перекрытия.
Уровень техники
Из уровня техники известны транспортные средства с узлами рам различных известных или подходящих типов, в том числе, с кузовом несущего типа на узле рамы. Также из уровня техники известны транспортные средства с различными конструкциями, позволяющими улучшить рабочие характеристики транспортного средства во время различных типов столкновений транспортного средства. Для оценки рабочих характеристик транспортного средства и его конструкций, узлов и компонентов в случае столкновения можно использовать различные краш-тесты (испытания на столкновение с препятствием) и аналитические методы.
Испытание транспортного средства на фронтальный удар с относительно малым перекрытием или смещением разработано для моделирования ситуации, в которой относительно малая часть переднего угла транспортного средства сталкивается с другим объектом, например, транспортным средством, деревом, столбом освещения или аналогичным объектом. Одним из известных типов промышленных испытаний является испытание на столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием (SORB). В испытании на столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием транспортное средство движется со скоростью 40 миль/ч в сторону недеформируемого препятствия высотой 5 футов, при этом столкновение с препятствием происходит в месте, которое удалено от угла транспортного средства на расстояние, соответствующее 25% ширины транспортного средства. Следует понимать, что многие современные транспортные средства имеют защитные каркасы и другие конструкции, узлы и компоненты для защиты пассажирского салона и управления распределением энергии таким образом, чтобы контролировать и ограничивать деформацию транспортного средства во время различных столкновений транспортного средства в основном направлении, в том числе, при испытаниях на лобовое столкновение и на фронтальное столкновение с перекрытием. Для ослабления сил, действующих на пассажирский салон и на находящихся в нем пассажиров, зоны деформации основных конструкций кузова и рамы должны обеспечивать управление энергией удара. В том случае, когда удар приходится на данные конструкции, препятствие не может пройти внутрь пассажирского салона, при этом подушки и ремни безопасности позволяют удержать и защитить пассажиров.
При фронтальных столкновениях с малым перекрытием или смещением силы, в основном, действуют на внешние края транспортного средства, которые не могут быть защищены непосредственно при помощи базовых конструкций с зонами деформации. В данном случае силы удара могут воздействовать непосредственно на переднее колесо, систему подвески и, возможно, на тепловой экран и кузов транспортного средства, включая пассажирский салон. При столкновении с малым перекрытием, при котором основные конструкции транспортного средства остаются незатронутыми, под действием указанных сил колесо может быть смещено назад в сторону пассажирского салона кузова транспортного средства.
Хотя такие зоны деформации и кузов (или кабина) на рамных конструкциях известны из уровня техники и обладают определенными преимуществами, сохраняется острая необходимость в создании конструкций, обеспечивающих защиту от ударов и столкновений и обладающих оптимизированной конструктивной эффективностью, в том числе, низкой стоимостью и улучшенными рабочими характеристиками. Сохраняется необходимость устранения известных недостатков и повышения ударопрочности транспортного средства при испытании на столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием, а также в разработке альтернативных систем и компонентов, которые позволят улучшить характеристики конструкции и повысить общие показатели при испытаниях на столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием, разработанных американским страховым институтом дорожной безопасности (IIHS). В частности, сохраняется острая необходимость в обеспечении дополнительной улучшенной ударопрочности при столкновении с жестким препятствием с малым перекрытием в транспортном средстве за счет улучшения управления ударными силами с целью снижения величины прохождения данного препятствия через передние конструкции.
Раскрытие изобретения
Предложена система для переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием, предназначенная для использования в транспортном средстве, имеющем передние колеса с шинами, а также раму с первым и вторым лонжеронами и поперечиной, расположенной впереди и рядом с передними колесами с шинами, каждый лонжерон имеет концевую часть, проходящую в сторону передней части автомобиля и удаленную от поперечины, причем эта система предназначена для управления переносом ударных нагрузок, действующих на транспортное средство при фронтальном столкновении с малым перекрытием, и включает в себя:
a. первую переднюю блокирующую конструкцию для соединения с первым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта первая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от лонжерона;
b. вторую переднюю блокирующую конструкцию для соединения с первым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта вторая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от лонжерона, и
с. элемент переноса нагрузки, имеющий первый конец для соединения с концевой частью первого лонжерона и второй конец для соединения с концевой частью второго лонжерона с целью переноса ударных нагрузок при столкновении с малым перекрытием от одной - первой или второй - передней блокирующей конструкции на другую - вторую или первую- блокирующую конструкцию.
Элемент переноса нагрузки может обеспечивать перенос сил от одного лонжерона на другой лонжерон только в ответ на фронтальное столкновение с малым перекрытием с передней блокирующей конструкцией, соединенной с одним лонжероном.
Элемент переноса нагрузки может включать в себя трос.
Элемент переноса нагрузки может являться прочным при растяжении и гибким при сжатии.
Также предложена система для переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием, предназначенная для использования в транспортном средстве, имеющем передние колеса с шинами, а также раму с первым и вторым лонжеронами и поперечиной, расположенной впереди и рядом с передними колесами с шинами, каждый лонжерон имеет концевую часть, проходящую в сторону передней части автомобиля и удаленную от поперечины, причем эта система для переноса ударной нагрузки предназначена для управления переносом ударных нагрузок, действующих на транспортное средство при фронтальном столкновении с малым перекрытием, и включает в себя:
а. первую переднюю блокирующую конструкцию для соединения с первым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта первая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от лонжерона;
b. вторую переднюю блокирующую конструкцию для соединения с первым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта вторая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от лонжерона, и
c. элемент переноса нагрузки, имеющий первый конец для соединения с первой передней блокирующей конструкцией и второй конец для соединения со второй передней блокирующей конструкцией, причем этот элемент переноса нагрузки выполнен таким образом, чтобы проходить через каналы в первой и второй концевых частях первого и второго лонжеронов для переноса ударных нагрузок при столкновении с малым перекрытием от одной - первой или второй - передней блокирующей конструкции на другую - вторую или первую - блокирующую конструкцию.
Элемент переноса нагрузки также может являться прочным при растяжении и гибким при сжатии.
Элемент переноса нагрузки может включать в себя трос.
Предложено транспортное средство, которое включает в себя:
a. передние колеса и шины, соединенные с транспортным средством;
b. раму транспортного средства, имеющую первый и второй лонжероны и поперечину, расположенную сзади и на удалении от передних колес и шин, причем первый и второй лонжероны имеют концевую часть, расположенную перед поперечиной на удалении от нее;
c. переднюю блокирующую конструкцию, соединенную с первым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта передняя блокирующая конструкция проходит наружу от первого лонжерона;
d. вторую переднюю блокирующую конструкцию, соединенную со вторым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем вторая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от второго лонжерона в направлении, по существу, противоположном направлению первой передней блокирующей конструкции;
е. элемент переноса нагрузки, имеющий первый конец для соединения с первой передней блокирующей конструкцией и второй конец для соединения со второй передней блокирующей конструкцией, причем этот элемент переноса нагрузки выполнен таким образом, чтобы проходить через каналы в первой и второй концевых частях первого и второго лонжеронов для переноса ударных нагрузок при столкновении с малым перекрытием от одной - первой или второй - передней блокирующей конструкции на другую - вторую или первую - блокирующую конструкцию.
Транспортное средство может дополнительно включать в себя кузов для присоединения к раме транспортного средства.
Элемент переноса нагрузки в транспортном средстве может являться прочным при растяжении и гибким при сжатии.
Элемент переноса нагрузки в транспортном средстве может включать в себя трос.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлено общее графическое изображение сверху испытания транспортного средства на фронтальное столкновение с жестким препятствием с малым перекрытием (SORB).
На фиг. 2 представлено частичное общее графическое изображение транспортного средства, включающего в себя переднюю блокирующую конструкцию и систему переноса ударной нагрузки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 представлено общее графическое изображение передней блокирующей конструкции и системы переноса нагрузки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4 представлено частичное общее графическое изображение рамы транспортного средства, включающей в себя систему переноса нагрузки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5 представлено частичное общее графическое изображение иллюстративного варианта осуществления с фиг. 4.
На фиг. 6 представлено альтернативное частичное общее графическое изображение рамы транспортного средства, включающей в себя переднюю блокирующую конструкцию и систему переноса ударной нагрузки в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления с фиг. 3.
На фиг. 7 представлено частичное покомпонентное общее изображение, на котором подробно рассмотрены компоненты передней блокирующей конструкции с фиг. 6.
На фиг. 8 представлено альтернативное частичное общее графическое изображение иллюстративного варианта осуществления с фиг. 6, на котором детально показано соединение передней блокирующей конструкции с лонжероном рамы транспортного средства.
На фиг. 9 представлено графическое изображение иллюстративного варианта осуществления блокирующей конструкции с фиг. 5 в разрезе по линии 9-9.
На фиг. 10 представлено частичное графическое изображение иллюстративного варианта осуществления блокирующей конструкции с фиг. 8 в разрезе по линии 10-10.
На фиг. 11 представлено частичное покомпонентное общее изображение, на котором подробно рассмотрены компоненты передней блокирующей конструкции в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 12 представлено частичное общее графическое изображение рамы транспортного средства, включающей в себя альтернативный вариант усовершенствованной системы переноса ударной нагрузки в соответствии с альтернативным иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
На всех чертежах и, в частности, на фиг 2-12 представлен иллюстративный вариант осуществления системы переноса ударной нагрузки, установленной в транспортном средстве 1. Транспортное средство 1 может включать в себя колеса 2 для обеспечения движения транспортного средства 1. Колеса 2 также могут включать в себя шины 3 и ободья 4. Транспортное средство 1 может включать в себя раму 10 транспортного средства и кабину или кузов 7, что лучше всего показано на фиг. 2. Соответственно, транспортное средство 1 имеет кабину или кузов на рамной конструкции, что обычно используется для пикапов, внедорожников, кроссоверов, грузовых транспортных средств. Транспортное средство 1 также включает в себя буфер или элемент 6 поглощения удара, расположенный на передней части транспортного средства 1. Как на фиг. 4 показано, рама 10 транспортного средства может включать в себя левую и правую продольные балки, лонжероны или элементы 11 и 12, соответственно, которые обычно используются для кузова транспортного средства 1 рамного типа. Следует отметить, что лонжероны 11 и 12 обычно проходят вдоль направления движения транспортного средства 1, как показано стрелками в левой части фиг. 2 и 4, также их можно обозначить как первый или второй лонжероны рамы.
Рама 10 транспортного средства также может иметь несколько поперечин для соединения левого и правого (первого и второго) лонжеронов 11 и 12 рамы, соответственно. Первая поперечина 13 рамы расположена рядом с передней частью транспортного средства и передними колесами 3 и может проходить между левым лонжероном 11 и правым лонжероном 12. Вторая поперечина 14 рамы также проходит между левым лонжероном 11 и правым лонжероном 12 в положении сзади относительно поперечины 13 транспортного средства и обычно расположена рядом с колесами 2 транспортного средства 1 и выровнена с ними. Третья поперечина 15 проходит между левым лонжероном 11 и правым лонжероном 12 и обычно удалена от второй поперечины 14 в направлении задней части транспортного средства и расположена ниже и выровнена относительно кузова или пассажирского салона 5 транспортного средства 1. Поперечины 13, 14 и 15 рамы выровнены в поперечном направлении относительно транспортного средства и приварены (или присоединены) к левому лонжерону 11 и правому лонжерону 12 с помощью любых известных или приемлемых конструкций или способов.
Рама 10 транспортного средства также может включать в себя правый и левый кронштейны 16 и 17 крепления кузова, соответственно, расположенные рядом со второй и третьей поперечинами 14 и 15, соответственно, и соединенные с левым и правым лонжеронами 11 и 12 соответственно, что лучше всего показано на фиг. 4. Каждый кронштейн 16 и 17 крепления кузова может иметь канал или отверстие для вставки стойки или другого выступающего элемента кузова 7 для соединения кузова 7 с рамой 10 транспортного средства. Рама 10 транспортного средства также может содержать левый и правый кронштейны 31 и 32 крепления амортизатора, соответственно, расположенные рядом с колесами 2 между первой и второй поперечинами 13 и 14, соответственно, и соединенные с левым и правым лонжеронами 11 и 12, соответственно. Левый и правый кронштейны 31 и 32 крепления амортизатора могут иметь канал или отверстие для вставки стойки или другого выступающего элемента кузова 7 для соединения кузова 7 с рамой 10 транспортного средства. Рама 10 транспортного средства также может содержать правый и левый передние поглотители ударной нагрузки или кронштейны 21 и 22 крепления буфера соответственно, соединенные с передними концами левого и правого лонжеронов 11 и 12, соответственно. Рама 10 транспортного средства и ее различные компоненты предпочтительно могут быть выполнены из высокопрочной и (или) сверхвысокопрочной стали, они могут быть соединены друг с другом при помощи известных или подходящих крепежных средств или соединительных конструкций или способов, к которым можно отнести дуговую сварку металлическим электродом в среде инертного газа (МЮ-сварку).
Рама 10 транспортного средства также может включать в себя левую и правую передние блокирующие конструкции 100, а также левую и правую задние блокирующие конструкции 200, соединенные с левым и правым лонжеронами 11 и 12 соответственно. Передние блокирующие конструкции 100 соединены с лонжеронами 11 и 12 в передней части транспортного средства рядом с колесами 2. Левый лонжерон 11 транспортного средства имеет первое отверстие или канал 41 в левой стенке лонжерона 11, а также второе отверстие или канал 51 в правой стенке лонжерона 11, что лучше всего показано на фиг. 8. Передняя блокирующая конструкция 100 расположена в первом канале 41 и втором канале 51 и проходит через них. Передняя блокирующая конструкция 100 проходит в направлении, по существу, совпадающем с поперечным направлением транспортного средства (которое является нормальным или перпендикулярным к продольному направлению транспортного средства), наружу от лонжерона 11 таким образом, что при фронтальном столкновении с малым перекрытием (менее 25% от ширины транспортного средства (см. фиг. 1)) удар сначала приходится на переднюю блокирующую конструкцию 100, а затем - на колесо 2. Поскольку передняя блокирующая конструкция 100 соединена с левым лонжероном 11 транспортного средства, по крайней мере, часть энергии удара с малым перекрытием будет передана на левый лонжерон 11, а не на колесо 2. Поскольку на колесо 2 передается меньшая энергия, перемещение колеса 2 в сторону кузова 7 транспортного средства 1 будет происходить с меньшей силой, что гарантирует меньшую степень прохождения объекта в пассажирский салон 5. В связи с этим следует понимать, что в случае столкновения транспортного средства 1 с жестким препятствием с малым перекрытием передняя блокирующая конструкция 100 может ограничивать, контролировать и направлять перемещение колеса 2.
На фиг. 7-10 более подробно показана передняя блокирующая конструкция 100. В частности, передняя блокирующая конструкция 100 включает в себя основание 110 и выступающий элемент 120. В соответствии с одним частным примером передняя блокирующая конструкция 100 также может включать в себя кронштейн для крепления кузова или основание 150, соединенное с основанием 110. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения кронштейн 150 для крепления кузова предпочтительно может быть выполнен из штампованной высокопрочной или сверхвысокопрочной стали и может иметь практически плоскую среднюю часть 151 и опорные или загнутые ножки 156. Средняя часть 151 и ножки 156 предпочтительно могут иметь размеры, коррелирующие с наружным периметром основания 110. Кронштейн 150 для крепления включает в себя первый конец 152 и второй конец 153, что лучше всего показано на фиг. 6 и 7. Кронштейн 150 для крепления также может иметь отверстие, проход или канал 155 в плоской средней части 151. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения отверстие 155 может быть выровнено относительно отверстия 115 в основании 110 и канала 145 в выступающем элементе 120, что лучше всего показано на фиг. 9. В соответствии с одним представленным вариантом осуществления настоящего изобретения дальние концы ножек 156 могут быть приварены к наружному периметру основания 110 с помощью MIG сварки.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения основание 110 передней блокирующей конструкции 100 может иметь трубчатую форму и может быть изготовлено из высокопрочной или сверхвысокопрочной стали в процессе штамповки, формовки, сварки или любого другого известного подходящего способа производства деталей из данного материала. Основание 110 имеет первый конец 112 и второй конец 113, а также практически продольную область между ними, определяющую продольную ось. Основание 110 имеет практически прямоугольное сечение в направлении, перпендикулярном продольной оси, однако возможно использование других известных подходящих форм поперечного сечения. Основание 110 имеет трубчатую форму, содержащую полость, камеру или канал 111, проходящий от первого конца 112 до второго конца 113. Основание 110 также включает в себя несколько отверстий или каналов 116, расположенных на верхней и нижней поверхностях рядом с концом 112. Основание 110 соединено посредством сварки с левым лонжероном 11, что лучше всего показано на фиг. 8 и 9.
Основание 110 передней блокирующей конструкции 100 приварено к отверстиям 41 и 51 в левом лонжероне 11. Конец 113 основания 110 может проходить внутрь левого лонжерона 11 в поперечном направлении (относительно транспортного средства) таким образом, чтобы шов, полученный с помощью MIG сварки, мог проходить по всему периметру основания 110 и отверстия 51 в левом лонжероне 11. Аналогичным образом шов, полученный с помощью MIG сварки, может быть выполнен вокруг, по крайней мере части (или альтернативно периметра) основания 110 и проходного отверстия 41 в левом лонжероне 11 для надежного соединения основания 110 передней блокирующей конструкции 100 с рамой 10 транспортного средства. В качестве альтернативы может быть использован другой известный или подходящий тип сварки, при этом шов может проходить по всему периметру отверстий 41 и 51. Основание 110 также имеет отверстие, проход или канал 115 на верхней поверхности, расположенный между первым концом 112 и вторым концом 113. Основание 110 также имеет отверстие, проход или канал 117 на нижней поверхности, расположенное между первым концом 112 и вторым концом 113, при этом отверстие 117 обычно выровнено и совмещено с отверстием 115 для обеспечения возможности прохождения конструкции (например, опорной стойки кузова 7) и сборочных инструментов через компоненты основания 110.
Передняя блокирующая конструкция 100 также может иметь выступающий элемент 120, который может быть соединен с основанием 110. В соответствии с одним частным вариантом осуществления изобретения выступающий элемент 120 может иметь первую (или нижнюю) часть 130 и вторую (или верхнюю) часть 140, что лучше всего показано на фиг. 7-10. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения выступающий элемент 120 может быть соединен с первым концом 112 основания 110 с помощью любого известного или подходящего типа разъемного соединения, например, крепежных элементов 160. Выступающий элемент 120 имеет обычно продольную область от первого конца 122 до второго конца 123. Выступающий элемент 120 представляет собой трубчатую конструкцию, которая имеет продольную ось и практически прямоугольное сечение в направлении, перпендикулярном продольной оси выступающего элемента 120. В отличие от основания 110, которое имеет практически постоянное поперечное сечение в направлении, перпендикулярном продольной оси, выступающий элемент 120 имеет переменное поперечное сечение в направлении, перпендикулярном продольной оси. Выступающий элемент 120 может иметь постоянное или переменное поперечное сечение (или сочетание данных вариантов) в направлении, перпендикулярном продольной оси. Таким образом, выступающий элемент 120 может иметь полый канал или камеру 121, проходящую от первого конца 122 до второго конца 123. Наружный периметр первого конца 122 выступающего элемента 120 может предпочтительно быть подобран по размеру и форме для быстрой и надежной вставки в канал 111 основания 110.
Первая (нижняя) часть 130 выступающего элемента 120 может быть выполнена из высокопрочной или сверхвысокопрочной стали в процессе штамповки таким образом, чтобы первая поверхность 131 имела практически плоскую область и пару боковых загнутых выступов 134 и 137. Ширина первой поверхности 131 между первым концом 122 и вторым концом 123 нижней части 130 является непостоянной. Вторая (верхняя) часть 140 выступающего элемента 120 также может быть выполнена из высокопрочной или сверхвысокопрочной стали в процессе штамповки таким образом, чтобы первая поверхность 141 имела практически плоскую область и пару боковых загнутых выступов 144 и 147, форма которых соответствует форме боковых загнутых выступов 134 и 137 нижней части 130. Поскольку загнутые боковые выступы 144 и 147 перекрываются по крайней мере частью загнутых боковых выступов 134 и 137 нижней части 130, первая поверхность 131 нижней части 130 обычно имеет форму, сопоставимую с формой первой поверхности 141 верхней части 140, однако она также может быть чуть больше. Таким образом, выступающий элемент 120 может быть сформирован с помощью изготовления нижней части 130, верхней части 140 и их объединения друг с другом затем с помощью MIG сварки или аналогичной технологии.
В соответствии с одним представленным вариантом осуществления настоящего изобретения первая поверхность 141 верхней части 140 может иметь канал или отверстие 145, проходящее от первого конца 122 до второго конца 123. Отверстие 145 на верхней поверхности 141 верхней части 140 выступающего элемента 120 совмещено с по крайней мере частью отверстий 115 и 117 на верхней и нижней поверхностях основания 110, соответственно. Таким образом, как лучше всего показано на фиг. 9, опорная стойка кузова 7 может проходить через отверстия в основании 110 и выступающем элементе 120 таким образом, что кузов 7 можно прикрепить к раме 10 транспортного средства.
В соответствии с одним представленным вариантом осуществления настоящего изобретения первая поверхность 141 верхней части 140 может иметь отверстия 146, выровненные с отверстиями 116 в основании 110, когда первый конец 122 выступающего элемента 120 вставлен в канал 111. Аналогичным образом первая поверхность 131 нижней части 130 может иметь отверстия 136, выровненные с отверстиями 116 в основании 110 и с отверстиями 146 в верхней части 140, когда первый конец 122 выступающего элемента 120 вставлен в канал 111 основания 110. Таким образом, выступающий элемент 120 может быть соединен с основанием 110 с помощью крепежных элементов 160, которые могут быть закреплены гайками 161 и приварены при помощи MIG сварки или рельефной сварки к наружной поверхности основания 110 сразу после вставки крепежных элементов 160 в отверстия 146, 116 и 136 в соответствующих компонентах и затяжки гаек 161. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением конфигурация и устройство передней блокирующей конструкции 100 обеспечивает болтовое соединение выступающего элемента 120 с основанием 110, что позволяет увеличить количество вариантов сборки.
В соответствии с одним представленным вариантом осуществления настоящего изобретения передняя блокирующая конструкция 100 также может иметь монтажную плату для кузова, опору, элемент или конструкцию 170, соединенную с кронштейном 150 для крепления кузова. Опора 170 для крепления кузова может иметь канал 172, проходящий через опору 170 для крепления кузова и выровненный с отверстием 155 в кронштейне 150 для крепления кузова. Опора 170 для крепления кузова может быть изготовлена из любого известного или подходящего материала, а в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения может быть изготовлена из упругого, но достаточно прочного материала, обеспечивающего надежное крепление кузова 7 к раме 10 транспортного средства, что также помогает защитить пассажирский салон 5 кузова 7 от действия сил, передаваемых от рамы 10 транспортного средства.
В соответствии с одним частным вариантом осуществления изобретения выступающий элемент 120 может быть соединен с основанием 110 на любом этапе сборки транспортного средства. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения выступающий элемент 120 может быть соединен или собран с основанием 110 в процессе производства и сборки рамы 10 транспортного средства. В соответствии с одним частным вариантом осуществления изобретения выступающий элемент 120 может быть изготовлен отдельно от рамы 10 транспортного средства и собран с рамой 10 транспортного средства на любом этапе до установки кузова 7 на раму 10 транспортного средства. В частности, выступающий элемент 120 может быть собран с рамой 10 транспортного средства после производства и транспортировки рамы 10 на завод по сборке автомобилей, где кузов 7 может быть установлен на раму 10 транспортного средства.
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения производство рамы 10 транспортного средства и сборка транспортного средства 1 могут включать в себя этап сборки выступающего элемента 120 передней блокирующей конструкции 100 с основанием 110 после доставки рамы 10 транспортного средства на сборочное предприятие с завода по изготовлению рамных конструкций транспортного средства. Как было сказано выше, выступающий элемент 120 соединен с основанием 110 с помощью крепежных элементов 160. В данном случае можно изготовить раму 10 вместе с основанием 110, приваренным к лонжеронам 11 и 12 на первом заводе по изготовлению или производству рамных конструкций, а затем отправить рамы 10 транспортных средств на другой завод, например, завод по сборке автомобилей. Рамы 10 транспортных средств могут быть сложены вертикально друг на друга и загружены на рельсовую тележку или другое средство транспортировки для поставки на завод. Для снижения затрат на поставку желательно штабелировать рамы 10 транспортных средств как можно более близко. В соответствии с данным вариантом осуществления изобретения следует понимать, что, поскольку рама 10 транспортного средства поставляется без выступающего элемента 120, соединенного с основанием 110, ничто не повлияет на плотность укладки сложенных друг на друга рам 10 на рельсовой тележке. Таким образом, в соответствии с данным вариантом осуществления основания 110 приварены к лонжеронам 11 и 12 при сборке и производстве рам 10, при этом рамы 10 и основания 110 имеют такие размеры, чтобы первый конец 112 основания 110 выступал наружу относительно лонжеронов 11 и 12 только на ограниченное расстояние для того, чтобы несколько рам 10 транспортных средств можно было сложить друг на друга для транспортировки на сборочный завод без потери плотности укладки рам 10 транспортных средств по сравнению с плотностью укладки рам транспортных средств до установки передней блокирующей конструкции 100 согласно настоящему изобретению. Подобные принципы можно применить к другим блокирующим конструкциям представленных вариантов осуществления настоящего изобретения.
В соответствии с одним альтернативным вариантом осуществления настоящего изобретения следует отметить, что можно основание 110 и выступающий элемент установить на раму 10 транспортного средства на сборочном заводе после поставки рам 10 транспортных средств на сборочный завод без потери плотности укладки поставляемых рам 10 транспортных средств. В соответствии с одним альтернативным примером рама 10 транспортного средства может быть изготовлена с несколькими отверстиями 41 и 51 на лонжеронах 11 и 12, после чего основания 110 могут быть соединены с лонжеронами 11 и 12 на сборочном заводе. Такие конструкция и способ изготовления передней блокирующей конструкции 100 имеют особое преимущество особенно в случаях, когда необходимо получить цельную переднюю блокирующую конструкцию.
В частности, в альтернативном варианте осуществления изобретения с фиг. 2 и 11 представлена передняя блокирующая конструкция 180. Общая конструкция и назначение передней блокирующей конструкции 180 обычно могут быть аналогичны конструкции и назначению передней блокирующей конструкции 100. Передняя блокирующая конструкция 180 может иметь основание 110, кронштейн 150 для крепления кузова и опору 170 для крепления кузова, которые практически аналогичны соответствующим компонентам передней блокирующей конструкции 100. Передняя блокирующая конструкция 180 может иметь выступающий элемент 190, имеющий оригинальную конструкцию по сравнению с выступающим элементом 120 блокирующей конструкции 100.
Выступающий элемент 190 обычно имеет прямоугольную форму, проходит в продольном направлении и имеет продольную ось. Выступающий элемент 190 может иметь первый конец 192 с отверстием или каналом 195, проходящим на определенном расстоянии от конца 192 так же, как и отверстие 145 на конце 122 выступающего элемента 120. Выступающий элемент 190 также может иметь отверстия 196, расположенные на определенном расстоянии от конца отверстия 195. Отверстия 196 могут быть расположены на определенном расстоянии, что позволит выровнять их с отверстиями 116 в основании 110, когда первый конец 192 выступающего элемента 190 вставлен в канал 111 основания 110. Размеры отверстий 196 могут подходить для вставки крепежных элементов 160 с целью соединения (или закрепления болтами) выступающего элемента 190 с основанием 110. Выступающий элемент 190 может включать в себя переднюю сторону 188 с углом 182, начиная с которого проходит угловая часть 185; и заднюю сторону 189 с углом 183, начиная с которого угловая часть 185 проходит в сторону конца 191. Конец 191 выступающего элемента 190 имеет нижнюю часть 193, которая загнута в сторону от нижней поверхности выступающего элемента 190 и проходит вверх, а также верхнюю часть 194, которая загнута от верхней поверхности выступающего элемента 190 проходит вниз, что лучше всего показано на фиг. 11. В соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения выступающий элемент 190 предпочтительно может быть изготовлен из одной заготовки из листа высокопрочной или сверхвысокопрочной стали путем штамповки, сгибания и формовки в сформированный выступающий элемент 190 со швом 181.
Хотя в соответствии с настоящим изобретением представленное транспортное средство 1 имеет передние блокирующие конструкции 100 и задние блокирующие конструкции 200, следует понимать, что на транспортном средстве могут присутствовать как обе, так и одна из этих конструкций в зависимости от требований к управлению силами, возникающими при фронтальном столкновении с малым перекрытием, и перемещению колеса и шины при фронтальном столкновении транспортного средства 1 с малым перекрытием для ограничения прохождения препятствия в пассажирский салон 5 и другие соответствующие конструкции. Обычно задняя блокирующая конструкция 200 может иметь форму и конфигурацию, аналогичную передней блокирующей конструкции 100. Задняя блокирующая конструкция 200 может быть соединена соответственно с левым и правым лонжеронами 11 и 12 рамы транспортного средства. Левый лонжерон 11 может иметь отверстие 41, в которое может быть вставлен конец задней блокирующей конструкции 200, проходящий через левый лонжерон 11. Конец задней блокирующей конструкции 200 может быть соединен с левым лонжероном 11 с помощью MIG сварки. На фиг. 2-5 и 12 более подробно показана задняя блокирующая конструкция 200 согласно представленному варианту осуществления настоящего изобретения.
Задняя блокирующая конструкция 200 может иметь основание 210, которое изображено пунктирной линией на фиг. 12 для лучшей демонстрации соединения выступающего элемента 230 блокирующей конструкции 200 с основанием 210. Основание 210 имеет конец 212, трубчатую форму квадратного поперечного сечения, а также отверстие или канал 211, проходящий между концами основания 210. Основание 210 проходит в продольном направлении и может иметь изгиб или угол 205 вдоль его продольной оси. Изгиб 205 расположен снаружи стороны левого лонжерона 11 и выровнен относительно конца 212 основания, а, следовательно, и относительно выступающего элемента 230 в одном направлении во избежание пересечения с контуром колеса 2, образованным движением колеса 2 в процессе нормальной эксплуатации транспортного средства 1. Выступающий элемент 230 может быть трубчатым элементом с прямоугольным или квадратным поперечным сечением, имеющим канал, проходящий от первого конца 231 до второго конца 232, и может быть вставлен в канал 211 основания 210. Выступающий элемент 230 может иметь поперечное сечение любой формы, подходящей для конкретного случая. Выступающий элемент 230 может иметь продольную область, имеющую продольную ось. Выступающий элемент 230 имеет первую часть 233, которая включает в себя первую часть продольной оси, и вторую часть 234, которая включает в себя вторую часть продольной оси. Первая часть 233 может быть расположена под углом ко второй части 234 за счет изгиба 235. Таким образом, продольная ось первой части также может проходить под углом к продольной оси второй части. Размеры и углы первой и второй частей, а также величина изгиба 235 выбираются такими, чтобы можно было расположить вторую блокирующую конструкцию 200 рядом с краем колеса 2, при этом вторая блокирующая конструкция 200 контактирует с колесом 2 лишь в случае столкновения транспортного средства 1, что приводит к перемещению колеса и контакту с задней блокирующей конструкцией 200, которая будучи соединенной и незакрепленной на лонжероне 11, ограничивает перемещение колеса 2 в сторону пассажирского салона 5 кузова 7.
Основание 210 и выступающий элемент 230 имеют отверстия (не показаны) для болтов или крепежных элементов 260 для болтового соединения или крепления выступающего элемента 203 к основанию 210. Как и в случае с передней блокирующей конструкцией 100, болтовое соединение и конфигурация задней блокирующей конструкции 200 позволяют соединить выступающий элемент 230 с основанием 210 на сборочном заводе, а также осуществлять непрерывное использование транспортных ресурсов для доставки рам 10 транспортных средств и сохранять существующую плотность укладки рам 10 транспортных средств. Использование болтового соединения выступающего элемента 230 с основанием 210 также позволяет непрерывно использовать блоки выравнивания подвески и существующие линии сборки рам и стоек на сборочном предприятии. Задняя блокирующая конструкция 200 может включать в себя зажим или опору, расположенную в канале основания 210 для вставки крепежных элементов 260.
Как показано на фиг. 4 и 5, транспортное средство 1, соответствующее настоящему изобретению, может включать в себя систему 500 переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием для улучшения управления и переноса сил, действующих на транспортное средство 1 при фронтальном столкновении с малым перекрытием. В соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения система 500 переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием может включать в себя относительно высокопрочный трос или любой другой известный или подходящий растягиваемый элемент 501, соответствующий настоящему изобретению, который имеет первый конец, соединенный с выступающим концом лонжерона 11 рамы, и второй конец троса 501, соединенный с выступающим концом лонжерона 12, что лучше всего видно на фиг. 4. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения выступающие концы первого и второго лонжеронов 11 и 12, соответственно, могут включать в себя каналы 511 и 512, соответственно, для вставки и соединения или крепления концов троса 501.
В соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения трос 501 может быть предпочтительно соединен с выступающими концами первого и второго лонжеронов 11 и 12 при помощи любых известных или подходящих крепежных элементов. После установки троса 501 и его соединения с первым и вторым лонжеронами 11 и 12, соответственно, трос 501 связывает выступающие концы первого и второго лонжеронов 11 и 12, соответственно, вместе таким образом, что фронтальное столкновение с малым перекрытием с одной передней блокирующей конструкцией 100, соединенной с первым или вторым лонжероном, передается на другой лонжерон (второй или первый), тем самым передавая энергию удара на другую сторону рамы 10 транспортного средства и, в конечном итоге, преобразуя ее во вращательное движение конструкции рамы 10 транспортного средства 1. Кроме того, использование системы 500 переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием настоящего изобретения обладает преимуществом, которое заключается в том, что она практически не оказывает никакого влияния при полностью фронтальном столкновении транспортного средства 1. Кроме того, система 500 переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием в соответствии с настоящим изобретением не передает силу от одного рупорного конца лонжерона на другой выступающий конец другого лонжерона, что может происходить при боковом ударе передка транспортного средства 1.
Концы троса 501 могут быть соединены или прикреплены к лонжеронам 11 и 12 при помощи любых известных или подходящих крепежных элементов. В соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения концы троса 501 могут включать в себя ушко для вставки крепежного элемента или болта с целью соединения конца троса 501 с отверстиями или каналами 511 и 512 в первом и втором лонжеронах 11 и 12, соответственно.
Как показано на фиг. 2, 3, 6, 8, 10 и 12, альтернативный иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения включает в себя систему 500 переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием, имеющую трос 501, концы которого могут быть соединены непосредственно с левой и правой передними блокирующими конструкциями 100, при этом трос 501 проходит через каналы 511 и 512, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, в выступающих концах первого и второго лонжеронов 11 и 12, соответственно. В соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения трос 501 может включать в себя первую часть 502, конец 503 которой прикреплен к левой стороне передней блокирующей конструкции 100. В соответствии с иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения трос 501 также может включать в себя вторую часть 504, конец 505 которой прикреплен к правой стороне передней блокирующей конструкции 100. Первый и второй концы 503 и 505, соответственно, первой и второй частей 502 и 504 троса 501 могут быть соединены с передней блокирующей конструкцией 100 при помощи любых известных или подходящих соединительных или крепежных элементов или устройств, известных из уровня техники. В соответствии с данным иллюстративным вариантом осуществления каналы 511 и 512 могут включать в себя усиливающий элемент или деформируемую трубку, расположенную внутри первого и второго лонжеронов 11 и 12 соответственно, которые содержат полые каналы для вставки троса 501. Следует понимать, что соединение троса 501 с каналами 511 и 512 и(или) передней блокирующей конструкцией 100 также может включать в себя любые подходящие конструкции для снижения уровня шума и вибраций при сохранении эффективности системы 500 переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием.
Из приведенного выше описания понятно, что система 500 переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием, соответствующая иллюстративным вариантам осуществления настоящего изобретения, обеспечивает перенос только ударных сил, возникающих при столкновении с малым перекрытием, от одного лонжерона на другой лонжерон в случае фронтального столкновения с малым перекрытием, затронувшего переднюю блокирующую конструкцию 100. Соответственно, следует понимать, что трос 501 обладает достаточной прочностью на растяжение и является упругим при сжатии.
Любые численные значения, указанные в описании или на сопроводительных чертежах, включают в себя все значения от меньшего к большему, и кратны единице измерения при условии, что разность между меньшим значением и большим значением составляет, по крайней мере, 2 единицы. Например, если установлено, что количество компонентов или значение параметра, например, температуры, давления, времени и т.д., составляет 1-90, предпочтительно 20-80, и более предпочтительно 30-70, то предполагается, что в данном описании явно указаны значения 15-85, 22-68, 43-51, 30-32 и т.д. Для значений, которые меньше единицы, за единицу исчисления берут значения 0,0001; 0,001; 0,01 или 0,1. Это только примеры того, что конкретно должно быть представлено, все возможные комбинации числовых значений между наименьшим и наибольшим значениями считаются явно указанными в описании аналогичным образом. Очевидно, что задание величин, выраженных в «массовой доле» также предполагает те же диапазоны, но выраженные в процентах от полного значения.
Если не указано иное, все диапазоны должны включать в себя граничные значения и все числовые значения между ними. Использование терминов «приблизительно» и «примерно» применительно к диапазону значений относится к обеим границам диапазона. Таким образом, фраза «приблизительно от 20 до 30» подразумевает диапазон значений «приблизительно от 20 и приблизительно до 30», включая граничные значения, если не указано иное.
Использование термина «состоит главным образом из» для описания некой комбинации должно подразумевать перечисленные элементы, ингредиенты, компоненты или этапы, а также другие элементы, ингредиенты, компоненты или этапы, которые не оказывают существенное влияние на основные или оригинальные характеристики этой комбинации. Применение терминов «включает в себя» или «составляет» в отношении комбинаций элементов, ингредиентов, компонентов или этапов также предполагает варианты осуществления изобретения, которые главным образом состоят из элементов, ингредиентов, компонентов или этапов. Применение термина «может» подразумевает, что любые описанные свойства «могут» входить в изобретение и являться дополнительными.
Слова «какой-либо» или «один» в отношении элемента, ингредиента, компонента или этапа не исключает наличие дополнительных элементов, ингредиентов, компонентов или этапов. Несколько элементов, ингредиентов, компонентов или этапов могут быть представлены в виде одного объединенного элемента, ингредиента, компонента или этапа. В качестве альтернативы один встроенный элемент, ингредиент, компонент или этап может быть разделен на несколько отдельных элементов, ингредиентов, компонентов или этапов.
Следует понимать, что представленное описание и сопроводительные чертежи необходимо рассматривать как пример, а не как ограничение. Многие варианты осуществления, отличные от указанных примеров, станут очевидными специалистам в данной области техники после ознакомления с вышеприведенным описанием. Объем изобретения должен определяться не на основании приведенного выше описания, а на основании прилагаемой формулы изобретения вместе со всеми эквивалентами, указанными в данной формуле изобретения. Любые статьи и ссылки, а также заявки и публикации, полностью включены в настоящую заявку посредством ссылки. Любое упущение в следующей формуле изобретения по любому изложенному аспекту объекта изобретения не является отказом от сущности изобретения.
1. Система для переноса ударной нагрузки при столкновении с малым перекрытием, предназначенная для использования в транспортном средстве, имеющем передние колеса с шинами, а также раму с первым и вторым лонжеронами и поперечиной, расположенной впереди и рядом с передними колесами с шинами, причем каждый лонжерон имеет концевую часть, проходящую в сторону передней части автомобиля и удаленную от поперечины, причем эта система предназначена для управления переносом ударных нагрузок, действующих на транспортное средство при фронтальном столкновении с малым перекрытием, и содержит:
a) первую переднюю блокирующую конструкцию для соединения с первым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта первая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от первого лонжерона;
b) вторую переднюю блокирующую конструкцию для соединения со вторым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта вторая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от второго лонжерона, и
c) элемент переноса нагрузки, имеющий первый конец для соединения с первой передней блокирующей конструкцией и второй конец для соединения со второй передней блокирующей конструкцией, причем этот элемент переноса нагрузки выполнен таким образом, чтобы проходить через каналы в первой и второй концевых частях первого и второго лонжеронов для переноса ударных нагрузок при столкновении с малым перекрытием от одной - первой или второй - передней блокирующей конструкции на другую -вторую или первую - блокирующую конструкцию.
2. Система по п.1, в которой элемент переноса нагрузки является прочным при растяжении и гибким при сжатии.
3. Система по п.1, в которой элемент переноса нагрузки включает в себя трос.
4. Транспортное средство, содержащее:
a) передние колеса и шины, соединенные с транспортным средством;
b) раму транспортного средства, имеющую первый и второй лонжероны и поперечину, расположенную сзади и на удалении от передних колес и шин, причем первый и второй лонжероны имеют каждый концевую часть, расположенную перед поперечиной на удалении от нее;
c) переднюю блокирующую конструкцию, соединенную с первым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем эта передняя блокирующая конструкция проходит наружу от первого лонжерона;
d) вторую переднюю блокирующую конструкцию, соединенную со вторым лонжероном в месте, расположенном перед передним колесом с шиной транспортного средства и рядом с ними, причем вторая передняя блокирующая конструкция проходит наружу от второго лонжерона в направлении, по существу, противоположном направлению первой передней блокирующей конструкции;
e) элемент переноса нагрузки, имеющий первый конец для соединения с первой передней блокирующей конструкцией и второй конец для соединения со второй передней блокирующей конструкцией, причем этот элемент переноса нагрузки выполнен таким образом, чтобы проходить через каналы в первой и второй концевых частях первого и второго лонжеронов для переноса ударных нагрузок при столкновении с малым перекрытием от одной - первой или второй - передней блокирующей конструкции на другую - вторую или первую - блокирующую конструкцию.
5. Транспортное средство по п.4, которое дополнительно включает в себя кузов для присоединения к раме транспортного средства.
6. Транспортное средство по п.4, в котором элемент переноса нагрузки является прочным при растяжении и гибким при сжатии.
7. Транспортное средство по п.4, в котором элемент переноса нагрузки включает в себя трос.
8. Транспортное средство по п.7, в котором элемент переноса нагрузки включает в себя трос.
9. Рама транспортного средства, содержащая:
первый лонжерон и второй лонжерон, расположенный на расстоянии от первого лонжерона;
блокирующий элемент, расположенный консольно от первого лонжерона и выполненный с возможностью взаимодействия с колесом транспортного средства при смещенном фронтальном столкновении; и
трос, проходящий от первого лонжерона ко второму лонжерону.
10. Рама по п.9, в которой трос проходит от первого лонжерона к блокирующему элементу.
11. Рама по п.9, в которой первый лонжерон включает в себя каналы, причем трос проходит от второго лонжерона через каналы к блокирующему элементу.
12. Рама по п.9, дополнительно содержащая второй блокирующий элемент, расположенный консольно от второго лонжерона и выполненный с возможностью взаимодействия с колесом транспортного средства при смещенном фронтальном столкновении, причем трос проходит от первого лонжерона к блокирующему элементу, причем трос проходит от второго лонжерона ко второму блокирующему элементу.
13. Рама по п.12, в которой трос прикреплен к блокирующему элементу и второму блокирующему элементу.
14. Рама по п.12, в которой первый лонжерон и второй лонжерон каждый образуют канал, причем трос проходит через каналы.
15. Рама по п.9, в которой трос прикреплен к первому лонжерону и второму лонжерону.
16. Рама по п.9, в которой трос проходит вдоль прямой линии от первого лонжерона ко второму лонжерону.
