BRPI0809357A2 - Elemento de absorção metálico veicular, sistema de para-choques veícular, para-choques para automóvel, e sistema de amortecimento para automóveis - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ELEMENTO DE ABSORÇÃO METÁLICO VEICULAR, SISTEMA DE PARA-CHOQUES VEICULAR, PARA-CHOQUES PARA AUTOMÓVEL, E SISTEMA DE AMORTECIMENTO PARA AUTOMÓVEIS".

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a partes de para-choque que absorvem energia de impacto gerada no momento de uma colisão entre um automóvel e outro veículo e um pedestre e contribuindo para a proteção das pernas do pedestre.

Técnica Fundamental

No momento, as leis de vários países e regiões e no NCAP (New Car Assessment Program), a colisão entre automóveis está sendo regulamentada. Entre as mesmas, recentemente, em adição à proteção das cabeças dos pedestres, estudos têm avançado no que diz respeito à prote15 ção das pernas (vide "European Enhanced Vehicle-safety Committee, Improved Test Methods to Evaluate Pedestrian Protection Afforded by Passenger Cars," EEVC Working Group 17 Report, dezembro de 1998, etc.). A demanda está aumentando por proteção das pernas no momento de uma colisão entre um pedestre e um automóvel.

Em automóveis até agora, tentativas foram feitas para se proje

tar para-choques com resistência a impacto previsto na colisão com outros objetos e outros veículos. No entanto, quando um automóvel projetado dessa forma colide com um pedestre, existe uma boa chance de causar danos residuais aos tendões do joelho e ossos das pernas do pedestre. Por essa 25 razão, o projeto dos para-choques para a redução de tais problemas está sendo buscado.

Como uma medida para se solucionar esse problema, o fornecimento de um elemento de absorção de plástico entre a face do parachoques e o reforço para absorver a energia de impacto gerada no momento da colisão com um pedestre é descrito na publicação de patente japonesa (A) N0 2004-322861 (documento 1).

Adicionalmente, com referência a um formato transversal de chapéu metálico, como um reforço contra colisão veicular (reforço de parachoques), para impedir que a tela se avolume, um formato tornando a espessura da tela maior do que a espessura do flange do centro é descrito na publicação de patente japonesa (A) N0 2005-178695 (documento 2).

Adicionalmente, em um feixe de para-choques de automóvel,

para fins de se aumentar a quantidade de energia absorvida no momento de uma colisão frontal, uma estrutura fornecida com uma folha de base dianteira e uma folha de base traseira feita de um material metálico, dois núcleos metálicos dispostos verticalmente entre as mesmas, e um elemento de ab10 sorção de energia feito de um material metálico, os dois núcleos fornecidos com projeções contínuas e recessos se estendendo na direção de frente para trás do chassi, é descrita na publicação de patente japonesa (A) N0 2003-503272 (documento 3).

Para um elemento de absorção fornecido entre uma face e um 15 feixe do para-choque e feito de plástico, um elemento de absorção de energia (elemento de absorção) possuindo uma parte horizontal superior e uma parte horizontal inferior fornecidas com projeções e recessos contínuos se estendendo na direção de frente para trás do chassi e uma parte horizontal intermediária conectando as mesmas, a parte horizontal superior e a parte 20 horizontal inferior possuindo uma parte de nariz dianteira superior e uma parte de nariz dianteira inferior se estendendo para fora na frente da parte horizontal intermediária, é descrito na publicação de patente japonesa (A) N0 2005-534555 (documento 4).

Adicionalmente, o elemento de absorção de energia de plástico 25 para uso com pedestre possuindo, como um tipo de projeção, uma pluralidade de lóbulos desmontáveis cada um constituído de uma parte de lóbulo dianteira com uma pequena área transversal e uma parte de lóbulo traseira com uma grande área transversal na direção da frente para trás do chassis e possuindo uma seção transversal em formato aproximado de chapéu é des30 crito na publicação de patente japonesa (A) N0 2005-536392 (documento 5).

Adicionalmente, em uma folha dobrada utilizada como um material de teto, um formador de rolo formando uma tira metálica em um formato transversal tipo chapéu e produzindo um elemento possuindo formatos de onda com recessos e projeções alternadamente repetidos ao longo da direção da largura ao longo da direção longitudinal do elemento é descrita na publicação de patente japonesa (A) N0 10-175020 (documento 6).

Adicionalmente, uma estrutura dianteira de um veículo constituí

da de um elemento de absorção de energia superior alargado não possuindo projeções e recessos na direção da frente para trás do chassi, mas possuindo partes dobradas no meio da direção de frente para trás do chassi e produzidos por formação por prensa de uma folha de aço e um elemento de 10 absorção de energia inferior com uma parte de extremidade dianteira posicionada mais para trás a partir do elemento de absorção de energia superior é descrita na publicação de patente japonesa (A) N0 2006-232042 (documento 7).

No entanto, por exemplo, o elemento de absorção de plástico 15 descrito no documento 1 exige uma grande quantidade de deformação e quebra residual na absorção da energia de impacto. Por essa razão, o corpo do elemento de absorção plástico se torna maior, as dimensões entre a face do para-choques e o reforço se tornam maiores, e o raio de rotação mínimo do veículo é aumentado. Isso também não é preferível em termos de dese20 nho estético. Adicionalmente, o elemento de absorção plástico é uma causa de um alto custo de material e produção e deterioração do custo do veículo como um todo.

Adicionalmente, o reforço de para-choques descrito no documento 2 reforça a tela de modo a impedir que a tela se avolume e aumentando localmente a energia absorvida no momento da colisão, de forma que do ponto de vista de proteção do pedestre, inversamente o pedestre possa sofrer maiores ferimentos, de forma que isso não é preferível.

Adicionalmente, as projeções e recessos descritos no documento 3 são formatos para permitir que as espessuras de folha dos dois núcleos sejam espessadas e mantendo simultaneamente a resistência ao aumento de volume (vide Descrição, parágrafo 0023). Novamente, do ponto de vista de proteção do pedestre, inversamente, o pedestre pode sofrer maiores ferimentos, de forma que isso não é preferível.

Adicionalmente, a invenção descrita no documento 4 absorve uma energia relativamente baixa fazendo que a parte horizontal superior ou a parte horizontal inferior se mova para cima, No entanto, a absorção de e5 nergia pela deformação plástica de um plástico, como explicado posteriormente, é pequena no período inicial da deformação, de forma que no momento da colisão com um pedestre a uma velocidade de 40 km/hr, não é possível se proteger o pedestre por um passo curto. A estrutura também é complicada, de forma que existe o problema que não é preferível em termos 10 de desenho estético.

Adicionalmente, a invenção descrita no documento 5 é também um plástico, de forma que, da mesma maneira que a invenção descrita no documento 4, quando um pedestre é atingido a uma velocidade de 40 km/h, existem problemas nos quais o pedestre não pode ser protegido por um 15 passo curto e a energia de impacto não pode ser absorvida por um passo curto.

Adicionalmente, a invenção descrita no documento 6 tem como seu objetivo facilitar a deformação plástica de um material de teto para um estado curvo. Nenhuma aplicação do uso de um elemento de absorção de para-choques de automóvel nem o problema de absorção da energia de impacto recebida da perna de um pedestre é descrita.

Adicionalmente, a invenção descrita no documento 7 é uma estrutura complicada que não possui projeções e recessos na direção frente/trás do chassi, mas possuindo um elemento de absorção de energia superior e um elemento de absorção de energia inferior, logo, apresenta problemas similares ao documento 4.

Descrição da Invenção

A presente invenção apresenta como seu problema o fornecimento de um elemento de absorção de para-choque de automóvel e um sistema de para-choque de automóvel absorvendo de forma eficiente a energia de impacto recebida de uma perna de um pedestre por um passo curto e reduzindo a quebra residual para, dessa forma, proteger a perna do pedestre no momento de uma colisão entre um pedestre e um automóvel.

A presente invenção foi criada para solucionar esse problema e tem como seu ponto principal o seguinte.

(1) Um elemento de absorção metálico veicular longo compreendendo um flange central, uma tela superior e uma tela inferior conectadas

a dois lados do flange central, um flange superior conectado à tela superior, e um flange inferior conectado à tela inferior e formado no geral em uma seção transversal em formato de chapéu, o elemento de absorção metálico veicular caracterizado pelo fato de a seção transversal em formato de cha

péu, um ângulo interno ai formado pela tela superior com um plano de flange incluindo o flange superior e o flange inferior e um ângulo interno <X2 formado pela tela inferior com o plano de flange são respectivamente superiores a 0 grau a menos de 90 graus e pelo fato de uma ou ambas as tela superior e tela inferior serem fornecidas com um talão com recesso ou projetado

substancialmente paralelo a uma direção de frente para trás de um veículo.

(2) Um elemento de absorção metálico veicular de acordo com (1), caracterizado pelo fato de, adicionalmente, na seção transversal em formato de chapéu, uma parte dobrada ser fornecida no meio de uma ou ambas as tela superior e tela inferior, um ângulo interno βι formado pela par

te dobrada da tela superior com o plano de flange ser acima de 0 grau e abaixo de ai graus, e um ângulo interno β2 formado pela parte dobrada da tela inferior com o plano de flange ter mais de 0 grau e menos de ot2 graus.

(3) Um elemento de absorção metálico veículo de acordo com

(1) ou (2), caracterizado pelo fato de quando uma dimensão de direção fren

te/trás do elemento de absorção for H mm, o talão possua uma largura de H/5 a H/2,5 mm, uma inclinação de H/2,5 a H/1,5 mm, e uma profundidade de H/50 a H/10 mm.

(4) Um elemento de absorção metálico veicular de acordo com qualquer uma de (1) a (3), caracterizado pelo fato de quando a inclinação

dos talões for igual a L mm, as disposições dos talões na superfície superior e inferior sejam desviadas por L/4 para L/2 mm acima e abaixo.

(5) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com (3) ou (4), caracterizado pelo fato de, quando a largura máxima da tela superior e da tela inferior é igual a W mm, H/3<W<H/1,5 mm é satisfeita.

(6) Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma de (1) a (5), caracterizado pelo fato de uma resistência à ten

são (MPa) e uma espessura de folha (mm) do material serem configuradas em uma faixa obtida pela conexão sucessiva pelas linhas os pontos de Ats (0,2, 1200), Bts (0,2, 400), Cts (0,4, 400), Dts (0,4, 200), Ets (1,6, 200), Fts (1,6, 400), Gts (1,4, 400), Hts (1,4, 600), Its (1,2, 600), Jts (1,2, 800), Kts (1,0, 800), Lts (1,0, 1000), Mts (0,6, 1000), Nts (0,6, 1200), e Ats (0,2, 1200)

das coordenadas (x, y) em um sistema de coordenadas ortogonais x-y possuindo a resistência à tensão como o eixo geométrico y e a espessura de folha como o eixo geométrico x.

(7) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma de (1) a (5), caracterizado pelo fato de a carga limite (MPa) e

a espessura de folha (mm) do material serem configuradas em uma faixa obtida pela conexão sucessiva por linhas dos pontos Ays (0,2, 1000), BYs (0,2, 300), Cys (0,4, 300), Dys (0,4, 150), Eys (1,6, 150), Fys (1,6, 300), Gys (1,4, 300), Hys (1,4, 400), Iys (1,2, 400), Jys (1,2, 600), Kys (1,0, 600), Lys (1,0, 800), MYs (0,6, 800), Nys (0,6, 1000) e Ays (0,2, 1000) das coordenadas

(x, y) em um sistema de coordenadas ortogonais x-y possuindo a carga limite como o eixo geométrico y e a espessura de folha como o eixo geométrico x.

(8) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma de (1) a (7), caracterizado pelo fato de ai = a2.

(9) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com

qualquer uma de (2) a (8), caracterizado pelo fato de βι e β2, respectivamente, satisfazerem αι-30<βι<αι-5 graus e α2-30<β2<α2-5 graus.

(10) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma de (2) a (9), caracterizado pelo fato de βι = β2.

(11) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com

qualquer uma de (2) a (10), caracterizado pelo fato de, adicionalmente, na seção transversal em formato de chapéu, uma ou ambas as tela superior e tela inferior possuírem uma pluralidade de partes dobradas, um ângulo interno βι,η formado por uma parte dobrada da tela superior com o plano de flange satisfazer 0<β1ιη<β1ιΓ1-ι<αι graus, e um ângulo interno β2,η de uma parte dobrada da tela inferior com o plano de flange satisfazer 0<β2,η<β2,η-ι<α2 graus:

onde, n=2.....N (N é um inteiro e é igual a 1, 2...N em ordem de

perto do flange superior ou flange inferior).

(12) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com

(11), caracterizado pelo fato de βι,η=β2,η·

(13) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com

qualquer uma de (2) a (12), caracterizado pelo fato de quando uma dimensão na direção frente/trás (H) do elemento de absorção possuir H mm, uma parte dobrada será fornecida em uma região satisfazendo 0,3H a 0,7H mm na direção frente/trás do veículo a partir do flange superior ou flange inferior.

(14) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com

qualquer uma de (1) a (13), caracterizado pelo fato de ser para uso como para-choque de automóvel.

(15) Um elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma de (1) a (14), caracterizado pelo fato de quando da criação de

um elemento de impacto com um diâmetro de 70 mm, um comprimento de 200 mm e uma massa de 8 kg de impacto um elemento de absorção, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, por uma velocidade inicial de 40 km/h, uma força máxima agindo no elemento de impacto ser de 2 kN a 12 kN, uma força agindo no elemento de impacto ser substancialmen

te constante, e uma dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção necessária até que os batentes do elemento de impacto tenham 50 mm ou menos.

(16) Sistema de para-choques veicular, caracterizado pelo fornecimento de uma face e reforço antes e depois de um elemento de absor

ção metálico veicular, de acordo com qualquer uma de (1) a (15).

(17) Um elemento de absorção de para-choques de automóvel feito de metal fornecido entre uma face e o reforço de um para-choques de automóvel, o elemento de absorção, caracterizado pelo fato de compreender um formato de chapéu com uma superfície superior e uma superfície inferior se alargando na direção da parte traseira do veículo e possuindo um talão com recesso ou projetado substancialmente paralelo com a direção frente/trás do veículo nas superfícies superior e inferior.

(18) Um elemento de absorção de para-choques de automóvel, de acordo com (17), caracterizado pelo fato de um ângulo de alargamento das superfícies superior e inferior mudar no meio da direção frente/trás do veículo e as superfícies superior e inferior possuírem partes de pico.

(19) Um elemento de absorção de para-choques de automóvel,

de acordo com (17) ou (18), caracterizado pelo fato de quando uma dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção for igual a H mm, o talão tenha uma largura de H/5 a H/2,5 mm, uma inclinação de H/2,5 a H/1,25 mm, e uma profundidade de H/50 a H/10 mm.

(20) Um elemento de absorção de para-choque de automóvel,

de acordo com qualquer uma de (17) a (19), caracterizado pelo fato de quando a inclinação do talão for igual a L mm, as disposições dos talões nas superfícies superior e inferior serem desviadas por L/4 a L/2 mm acima e abaixo.

(21) Um elemento de absorção de para-choques de automóvel,

de acordo com qualquer uma de (17) a (20), caracterizado pelo fato de uma resistência à tensão e uma espessura de folha do material satisfazerem a faixa de linha sólida 18 da figura 12.

(22) Um sistema de para-choques de automóvel, caracterizado pelo fato de fornecer uma face e reforço antes e depois de um elemento de absorção de para-choque de automóvel, de acordo com qualquer uma de

(17) a (21).

Adicionalmente, na presente invenção, "substancialmente paralelos" significa que, quando projetando o talão em um plano horizontal, a Iinha de saliência do talão está dentro de uma faixa de dentro de +/-10 graus da direção frente/trás do chassi.

Adicionalmente, "força agindo no elemento de impacto é substancialmente constante" é definido como uma largura de flutuação da força agindo no elemento de impacto não sendo maior do que um valor médio +1- 25% da força após a força que age no elemento de impacto ter alcançado o valor inicial máximo até logo depois de o elemento de impacto parar.

Tal elemento de absorção metálico em formato de chapéu da

presente invenção é quebrado para se tornar mais largo na direção vertical no momento de uma colisão entre um pedestre e um automóvel. Devido a isso, é possível absorver-se com eficiência, por um passo curto, a energia de impacto recebida da perda de um pedestre e reduzir-se a quebra residual, 10 de forma que seja possível proteger-se a perna de um pedestre pela menor dimensão do elemento. Especificamente, quando da colisão com um pedestre a uma velocidade de 40 km/h, é possível se absorver a energia de impacto por um passo de 50 mm ou menos e proteger a perna do pedestre.

Breve Descrição dos Desenhos a figura 1 é uma vista esquemática da fixação de um elemento

de absorção metálico a um reforço;

a figura 2 é uma vista transversal de um elemento de absorção metálico de um exemplo da invenção;

a figura 3 é uma vista ilustrando um teste de colisão de um elemento de absorção metálico da técnica anterior e um elemento de impacto de perna;

as figuras 4 são vistas ilustrando a deformação de um elemento de absorção metálico da técnica anterior, no qual (a) ilustra um período inicial de colisão e (b) ilustra um período final da colisão;

a figura 5 é uma vista da relação entre uma força e o passo de

um elemento de absorção metálico da técnica anterior no momento de uma colisão;

a figura 6 é uma vista ilustrando um teste de colisão entre um elemento de absorção da presente invenção e um elemento de impacto de perna;

as figuras 7 são vistas ilustrando a deformação do elemento de absorção metálico da presente invenção, onde (a) ilustra um período inicial de colisão e (b) ilustra um período intermediário de colisão;

as figuras 8 são vistas ilustrando a deformação de um elemento de absorção metálico da presente invenção, no qual, seguindo a figura 7, (c) ilustra um período posterior de colisão e (d) ilustra um período final da colisão;

a figura 9 é uma vista ilustrando um teste de colisão de um elemento de absorção plástico e o elemento de impacto de perna;

a figura 10 é uma vista detalhada de um elemento de absorção

metálico;

a figura 11 é uma vista transversal de um elemento de absorção

metálico de outro exemplo da invenção;

a figura 12 é uma vista ilustrando a faixa de resistência à tensão e espessura de folha de um material;

a figura 13 é uma vista ilustrando a faixa de carga limite e espessura de folha de um material;

A figura 14 é uma vista transversal de um elemento de absorção metálico de outro exemplo da invenção;

A figura 15 é uma vista ilustrando um método de produção de um elemento de absorção metálico;

a figura 16 é uma vista ilustrando um teste de colisão entre um

elemento de absorção da presente invenção e um elemento de impacto de perna;

a figura 17 é uma vista ilustrando a deformação de um elemento de absorção metálico (seção transversal central do comprimento de 1/2 da direção da esquerda para a direita);

a figura 18 é uma vista ilustrando a deformação de um elemento de absorção plástico (seção transversal central de 1/2 do comprimento da direção esquerda/direita);

a figura 19 é uma vista da relação entre uma força e o passo no momento de uma colisão;

as figuras 20 são vistas ilustrando a deformação de um elemento de absorção sem quaisquer partes dobradas na tela superior e tela inferior, onde (a) ilustra um estado antes da colisão e (b) ilustra um estado após a colisão;

a figura 21 é uma vista da relação entre uma força e o passo no momento de uma colisão de um elemento de absorção sem quaisquer partes dobradas na tela superior e na tela inferior;

as figuras 22 são vistas para explicar as disposições dos talões, onde (a) é uma vista ilustrando talões de disposição de elemento de absorção do desvio de tela superior e tela inferior pela metade de um comprimento de onda de forma que os talões projetados e os talões com recesso não estejam voltados um para o outro.

Adicionalmente, (b) é uma vista ilustrando um elemento de absorção dispondo os talões da tela superior e da tela inferior de forma que os talões projetados e os talões com recesso estejam voltados um para o outro.

As figuras 23 são vistas para explicar a disposição dos talões e a 15 relação de uma força e o passo no momento da colisão, onde (a) é uma vista ilustrando a relação de uma força e o passo no momento da colisão de um elemento de absorção dispondo os talões do desvio de tela superior e tela inferior por metade de um comprimento de onda de forma que os talões projetados e os talões com recesso não estejam voltados um para outro.

Adicionalmente, (b) é uma vista ilustrando a relação de uma for

ça e passo no momento da colisão de um elemento de absorção dispondo os talões da tela superior e da tela inferior de forma que os talões projetados e os talões com recesso estejam voltados um para o outro.

Melhor Forma de Realização da Invenção Os aspectos da presente invenção dos acima (1) a (22) serão

sucessivamente explicados a seguir.

Em primeiro lugar, o aspecto da presente invenção de acordo com (1) será explicado em detalhes.

O elemento de absorção metálico de acordo com a presente invenção também pode ser utilizado ao longo de uma cerca de proteção, etc., mas como ilustrado pela linha geral quando da fixação de um elemento de absorção metálico 1 da presente invenção a um reforço 2 na figura 1, um possuindo um comprimento da direção de largura de chassi e fornecido entre uma face do para-choque disposto na frente (não-ilustrado) e um reforço 2 disposto na parte traseira é preferível.

Esse elemento de absorção metálico tem aproximadamente um formato de chapéu formado pela prensa de uma folha de aço. Sua parte de abertura é fornecida se alargando na direção da parte traseira do chassi.

Isso é, o elemento de absorção metálico de acordo com a presente invenção, como ilustrado na figura 2, compreende um flange central 0201, uma tela superior 0204 e uma tela inferior 0205 formadas conectadas 10 às suas duas extremidades e um flange superior 0202 e um flange inferior 0203 respectivamente formados conectados a partir das extremidades da tela superior 0204 e tela inferior 0205 no lado oposto ao flange central 0201. É formado integralmente a partir da folha de aço.

Adicionalmente, na seção transversal em formato de chapéu, um 15 ângulo interno ai formado pela tela superior 0204 com o plano de flange 0208 incluindo o flange superior 0202 e o flange inferior 0203 em torno de uma interseção 0206 da tela superior 0204 e o flange superior 0202 e um ângulo interno a.2 formado pela tela inferior 0205 com o plano de flange 0208 em torno de uma interseção 0207 da tela inferior 0205 e o flange inferior 20 0203 são respectivamente feitos acima de 0 grau e abaixo de 90 graus.

Para absorver a energia de impacto pela deformação plástica da tela superior e da tela inferior, ambos ai e a* devem respectivamente exceder 0 grau, preferivelmente ter pelo menos 45 graus, mais preferivelmente 60 graus. Isso porque se ai e 012 forem inferiores a 45 graus, a seção trans25 versai do elemento terminará desmontando sem a tela superior e a tela inferior deformarem plasticamente.

Por outro lado, se ai e 012 se tornarem respectivamente 90 graus ou mais, quando da formação por pressão da folha de aço, a ferramenta de matriz projetada e a ferramenta de matriz com recesso não serão capazes de engatar e a formação será impossível, de forma que os ângulos são definidos como inferiores a 90 graus, preferivelmente 85 graus ou menos.

Adicionalmente, pela criação do elemento de absorção a partir de um metal, fazendo com que o mesmo se alargue para fora como explicado acima, e pelo fornecimento de uma ou ambas as tela superior e tela inferior com um talão com recesso ou projetado substancialmente paralelo à direção trás-frente do veículo, não importa qual a posição do elemento de 5 absorção com o qual um pedestre é colidido, a formação de volume geral ocorre facilmente de forma preferencial, de modo que a energia de impacto possa ser absorvida sem impingir sérios danos à perna do pedestre.

Como um exemplo da técnica anterior, o modo de deformação de um elemento de absorção possuindo uma resistência à tensão de 300 10 MPa1 uma carga limite de 150 MPa1 uma espessura de folha de 1,0 mm., uma dimensão vertical de 40 mm, uma dimensão frente/trás de 80 mm, uma dimensão esquerda/direita de 500 mm, e um comprimento de 8 mm e possuindo uma tela de seção transversal retangular (vide figura 3) quando da fabricação de um elemento de impacto possuindo um diâmetro de 70 mm, um 15 comprimento de 200 mm, e uma massa de 8 kg colide com o mesmo por uma velocidade inicial de 40 km/h é ilustrado na figura 4. adicionalmente, o passo do elemento de impacto e a força agindo no elemento de impacto são ilustrados na figura 5.

Como ilustrado na figura 4(a), no período inicial da colisão, a 20 seção transversal do elemento como um todo se solta (grande força inicial), a seção transversal desmonta, e a força cai rapidamente (vide figura 5, 0501). Adicionalmente, como ilustrado na figura 4(b), no último período de colisão, a seção transversal se dobra para dentro, a quebra residual é grande, e os elementos superior e inferior dobrados acertam um ao outro, de 25 forma que uma força muito grande seja gerada (vide figura 5, 0502).

Portanto, um passo grande é exigido até que termine a absorção de energia. 50 mm. não permitem que a energia seja absorvida. Por outro lado, se aumentar a espessura da folha, o passo pode ser reduzido, mas o peso do elemento aumenta, de forma que o resultado é inferior à presente invenção explicada posteriormente.

Em oposição a isso, como ilustrado na figura 6, um elemento de absorção possuindo uma dimensão superior-inferior de 45 mm, uma dimensão frente/trás de 50 mm, uma dimensão esquerda/direita de 500 mm, um comprimento (um lado) do flange superior e do flange inferior de 20 mm, ai =ci2 = 85 graus, ângulos βι e p2 de partes dobradas quando da formação das partes dobradas pela dobra da tela superior e da tela inferior ao meio (vide 5 figura 11) de P1 = β2 = 77,5 graus, posições das partes dobradas de 25 mm na direção frente/trás a partir do flange superior e do flange inferior, um formato de talão de uma largura de talão de 12,5 mm, uma inclinação de talão (L) de 25 mm, e uma profundidade de talão de 3 mm, os talões de uma disposição de talões dispostos de forma desviada por 12,5 mm (L/2) no topo e 10 no fundo de uma orientação de talão de uma linha de saliência do talão disposta a +/- 2,9 graus com relação à direção frente/trás do chassi quando projetado no plano horizontal foi testado fazendo-se com que o elemento de impacto colidisse com o mesmo sob as mesmas condições que as da técnica anterior acima.

O resultado é ilustrado nas figuras 7 e 8. No período inicial da

colisão (figura 7a), apenas a parte de contato é localmente quebrada e a força pode ser manuseada. No período intermediário da colisão (figura 7b), o elemento de absorção dobra para fora a partir da partes dobradas e a seção transversal do elemento como um todo começa a se soltar. Adicionalmente, 20 o último período de colisão onde a deformação progrediu de forma considerável (figura 8c), os talões adjacentes são sucessivamente quebrados. A força é manuseada pela quebra dos talões. No período final da colisão (figura 8d), a deformação do elemento encerra sem qualquer quebra residual. Mesmo se o veículo colidir a uma velocidade de 40 km/h, a força que age no 25 elemento de impacto pode ser mantida grande (10 kN ou mais) e o passo do elemento de impacto pode ser mantido a 50 mm ou menos.

Isso é, na figura 6, a explicação foi fornecida pelo exemplo da tela superior e da tela inferior possuindo talões com recesso substancialmente paralelos à direção frente/trás do chassi, mas como ilustrado na figura 2, 30 pelo fornecimento de uma ou ambas a tela superior 0204 e tela inferior 0205 com talões com recesso 7-1 ou talões projetados 7-2 substancialmente paralelos à direção frente/trás do chassi (vide figura 10) por todas as superfícies, não importa onde na superfície dianteira do veículo um veículo e um pedestre colidam, os talões deformam. Mesmo com um elemento de absorção feito de uma folha metálica com uma espessura de folha pequena, mesmo no caso de colisão a uma velocidade de 40 km/h, uma maior energia de impac5 to pode ser absorvida por um pequeno passo de 50 mm ou menos, o elemento de absorção pode ser tornado mais leve, e a perna do pedestre pode ser protegida.

As ações e efeitos acima não podem ser obtidos com plástico. No caso de um elemento plástico (policarbonato de poliéster) do mesmo formato que o da figura 6 (no entanto, a espessura para garantir a rigidez: 2 mm), como ilustrado pela curva de força-passo na figura 9, uma força de cerca de 10 kN é obtida no período inicial da colisão, mas devido à deformação e rompimento do elemento plástico, a força cai rapidamente. A força continua baixa até perto de um passo do elemento de impacto de 100 mm. Finalmente, o elemento de impacto atinge a superfície posterior do elemento plástico (reforço do para-choque) resultando em uma força grande. Isso é, com um elemento plástico, a energia de impacto não pode ser absorvida por um passo de elemento de impacto pequeno, de forma que a perna do pedestre não pode ser protegida. Adicionalmente, um aumento da dimensão transversal do elemento e um aumento na espessura de folha do elemento para absorver a energia de impacto terá um efeito no desenho estético do veículo e aumento do peso do elemento.

Portanto, o elemento de absorção do para-choque do automóvel da presente invenção é feito utilizando-se folha de aço, alumínio, titânio ou outro metal. Assim é possível se absorver a energia de impacto juntamente com a deformação plástica do metal, de forma que a invenção esta limitada a um metal.

No aspecto da presente invenção de acordo com (2), os ângulos ai e α2 de uma ou ambas a tela superior e a tela inferior do elemento de absorção metálico são alterados no meio. Os ângulos são alterados, como ilustrado na figura 10, de forma que a tela projete para fora no meio. Isso é, como ilustrado na figura 11, uma ou ambas as tela superior 1101 e tela inferior 1102 possuem partes dobradas 1103, 1104 no meio. O ângulo interno βι formado pela parte dobrada 1103 da tela superior 1101 com o plano paralelo ao plano do flange 1105 é feito através de 0 grau para menos que ai graus, enquanto que o ângulo interno β2 formado pela parte dobrada 1104 da tela 5 inferior 1102 com o plano paralelo ao plano de flange é feito através de 0 grau a menos que a2 graus.

Para absorver a energia de impacto por deformação plástica, o ângulo interno βι da parte dobrada 1103 da tela superior e o ângulo interno β2 da parte dobrada 1104 da tela inferior são preferivelmente feitos através de 0 grau, mais preferivelmente pelo menos 45 graus e ainda mais preferivelmente pelo menos 60 graus.

Isso porque quando P1 e β2 são inferiores a 45 graus, a tela superior e a tela inferior terminam por desmontar nas seções transversais dos elementos sem deformação plástica. Por outro lado, se β-ι e β2 se tomarem 15 O1 e a2 ou mais, a tela superior e a tela inferior dobram para dentro na direção do interior do elemento começando nas partes dobradas e a quebra residual ocorre, de forma que menos que Oi1 e menos que a2 são preferíveis.

Isso é, a tela superior e a tela inferior são preferivelmente fornecidas com partes dobradas em suas partes intermediárias de forma a se projetarem para fora.

Pela adoção de tal estrutura, se torna possível se garantir de forma estável um modo de deformação onde as superfícies superior e inferior dobram para fora, de modo que a quebra residual se tome menor, é possível se absorver o impacto enquanto mantém a força que age no elemento 25 de impacto grande (10 kN ou mais) mesmo no caso de colisão a uma velocidade de 40 km/h, e o passo do elemento de impacto pode ser de 50 mm ou menos, de modo que o elemento de absorção possa ser mais compacto.

O aspecto da presente invenção de acordo com (3) define a largura do talão como H/5 a H/2,5 mm, a inclinação como H/2,5 a H/1,25 mm, e a profundidade como H/50 a H/10 mm, onde a dimensão da direção de frente para trás do elemento de absorção é igual a H mm. Se a largura do talão for menor que H/5 mm, o custo de fabricação do elemento de absorção deteriora, enquanto se estiver acima de H/2,5 mm, quando a posição de colisão entre a perna do pedestre e o elemento absorvente muda, os danos à perda do pedestre variam, de forma que a largura do talão é preferivelmente de H/5 a H/2,5 mm.

Adicionalmente, se a inclinação do talão for menor do que H/2,5

mm, o custo de fabricação do elemento de absorção deteriora, enquanto se for acima de H/1,25 mm, quando a posição de colisão entre a perna do pedestre e o elemento de absorção muda, os danos causados à perna do pedestre variam, de forma que a inclinação do talão é preferivelmente de H/2,5 a H/1,25 mm.

Adicionalmente, se a profundidade do talão for inferior a H/50 mm, a energia de impacto no momento da colisão não pode ser suficientemente absorvida. Se mais de H/10 mm, a carga limite do elemento de absorção se torna muito alta e os danos à perna do pedestre se tornam muito 15 grandes, de forma que a profundidade do talão seja preferivelmente de H/50 a H/10 mm.

O aspecto da presente invenção de acordo com (4) é caracterizado pelas disposições dos talões nas superfícies superior e inferior sendo desviadas por L/4 a L/2 mm no topo e fundo, onde a inclinação do talão é de L mm.

A figura 10 ilustra um exemplo de desvio de L/2 mm. Se o desvio da dispositivo de talão for inferior a L/4 mm no topo e fundo, os danos à perna do pedestre variam quando a posição de colisão da perna do pedestre e do elemento de absorção muda. Adicionalmente, se superior a L/2 mm, de 25 forma similar, os danos à perna do pedestre variam quando a posição de colisão da perna do pedestre e do elemento de absorção muda, de forma que o comprimento do desvio das disposições de talão no topo e fundo e preferivelmente de L/4 a L/2 mm.

O aspecto da presente invenção de acordo com (5) é caracterizado satisfazendo-se H/3<W<H/1,5 mm onde a largura máxima da tela superior 1101 e da tela inferior 1102 é W mm (vide figura 11).

Da mesma forma que um formato transversal em formato de chapéu sem quaisquer partes dobradas, as telas superior e inferior terminam se deformando em um local próximo ao flange superior ou inferior e a força não pode mais ser mantida, de modo que a largura máxima W é preferivelmente de pelo menos H/3 mm. Por outro lado, se a largura máxima W exce5 der H/1,5 mm, a localização da tela superior ou inferior perto do flange central deforma e a força não pode ser mais mantida, de forma que a faixa acima é preferível.

O aspecto da presente invenção de acordo com (6) é caracterizado pela resistência à tensão e a folha de material satisfazendo a faixa da linha sólida na figura 12.

Se a resistência à tensão e a espessura de folha estiverem no desvio da região inferior esquerda a partir da faixa ilustrada pela linha sólida na figura 12, a carga limite do elemento de absorção é muito baixa, de forma que o impacto não possa mais ser absorvido. Se estiver na região superior 15 direita, a carga limite do elemento de absorção é muito alta, de forma que os danos impingidos à perna do pedestre se tornam maiores. Portanto, a resistência à tensão e a espessura de folha do material do elemento de absorção satisfazem preferivelmente a faixa da linha sólida da figura 12.

Adicionalmente, a carga limite do elemento de absorção pode variar devido às variações nas dimensões no momento de produção e trabalho do material, de forma que a faixa da resistência à tensão e a espessura de folha do material estejam particularmente preferivelmente dentro da faixa da linha interrompida 19 da figura 12.

"Dentro da faixa de linha interrompida 19" significa dentro da fai25 xa obtida pela conexão dos pontos (x,y) (0,2, 1000), (0,2, 600), (0,4, 600), (0,4, 200), (1,2, 200), (1,2, 400), (1,0, 400), (1,0, 600), (0,8, 600), (0,8, 800), (0,6, 800), (0,6, 1000) e (0,2, 1000) pelas linhas no sistema de coordenadas ortogonais x-y possuindo a resistência à tensão como o eixo geométrico y e a espessura de folha como o eixo geométrico x.

Adicionalmente, pela criação do material do elemento de absor

ção como uma folha de aço, é possível se realizar de forma econômica e eficiente a absorção de energia pela deformação plástica que acompanha o alongamento.

O aspecto da presente invenção de acordo com (7) é caracterizado pelo fato de a carga limite e espessura de folha do material satisfazerem a faixa da linha sólida 1301 da figura 13, particularmente e preferivel5 mente satisfazendo a faixa da linha interrompida 1302 da figura 13. A deformação plástica de um material depende da carga limite de forma que a deformação seja definida com relação à carga limite. A explicação detalhada é a mesma com relação ao aspecto da invenção de acordo com (6), de forma que a mesma é omitida.

O aspecto da invenção de acordo com (8) caracteriza o fato de

αι=α2. Para garantir que quando o elemento de impacto colide, a tela superior e a tela inferior se deformem plasticamente de forma similar, o elemento como um todo deforma de forma verticalmente simétrica, e a força é mantida e a energia de impacto absorvida de forma eficiente, a diferença entre ai e 15 a2 é preferivelmente de 5 graus ou menos. Pela mesma razão, particularmente preferivelmente αι=α.2.

O aspecto da invenção de acordo com (9) é caracterizado pela configuração dos limites superiores de βι e β2 para ai-5 graus e oi2-5 graus respectivamente, e a configuração dos limites inferiores de βι e β2 para α-ι30 graus e a2-30 graus, respectivamente.

Se o limite superior de βι for ar5 graus ou menos e o limite superior de β2 for de a2-5 graus ou menos, o modo de deformação se toma um onde as superfícies superior e inferior do elemento dobram de forma estável para fora começando nas partes dobradas, de forma que isso é preferível. 25 Adicionalmente se o limite inferior de βι for igual a ai-30 graus ou mais e o limite inferior de β2 for de a2-30 graus ou mais, a tela superior e a tela inferior se deformam plasticamente de forma adequada e o desmonte da seção transversal do elemento pode ser evitado, de forma que isso seja preferível.

O aspecto da invenção de acordo com (10) é caracterizado por βι=β2. A tela superior 1101 e a tela inferior 1102 são fornecidas com partes dobradas.

Para se garantir que quando o elemento de impacto colide, a tela superior e a tela inferior se deformem plasticamente de forma similar, o elemento como um todo deforma verticalmente de forma simétrica, e a força é mantida e a energia de impacto é absorvida de forma eficiente, a diferença entre βι e β2 sendo preferivelmente de 5 graus ou menos. Pela mesma ra5 zão, particularmente preferivelmente βι=β2.

O aspecto da invenção de acordo com (11) é caracterizado pelo fato de, como ilustrado na figura 14, uma ou ambas as tela superior 1401 e a tela inferior 1402 serem fornecidas com uma pluralidade de partes dobradas (partes projetadas) 1403, 1404, 1405, e 1406 na direção frente/trás, o ângulo 10 interno βι,η formado pela pluralidade de partes dobradas 1403, 1404 da tela superior 1401 com um plano paralelo ao plano de flange 1407 e o ângulo interno βι,η formado pela pluralidade de partes de dobradas 1405, 1406 da tela inferior 1402 com um plano paralelo ao plano de flange satisfazendo 0<βι,η<βι,η-ι<αι graus, e o ângulo interno β2,η formado pela parte dobrada da 15 tela inferior e o plano paralelo ao plano de flange satisfazendo 0<β2,η<β2,ηι<α2 graus, onde n=2,...,N (N é um inteiro e é 1, 2,...N na ordem de perto até o flange superior ou flange inferior).

Para absorver a energia de impacto pela deformação plástica, o ângulo interno βι,η da parte dobrada 1404 da tela superior e o ângulo interno 20 β2,η da parte dobrada 1406 da tela inferior são preferivelmente maiores que 0 grau. Por outro lado, para permitir que a ferramenta de matriz de projeção e a ferramenta de matriz com recessos engate quando da formação por prensa do elemento, βι,π e β2,η devem ser menores do que os ângulos internos βι n-i e β2ιη-ι das partes dobradas perto do flange superior ou flange inferior 25 adjacente, isso é, perto do plano de flange 1407.

Adicionalmente, para se obter de forma estável um modo de deformação no qual a tela superior e a tela inferior dobram para fora começando na pluralidade de partes dobradas da tela superior e na pluralidade de partes dobradas na parte inferior no momento da colisão pelo elemento de 30 impacto, os ângulos internos βι,η-ι e β2,η-ι são preferivelmente menores do que ai e a2.

Isso é, se se fornecer a pluralidade das partes dobradas de forma que a tela superior e a tela inferior se projetem para fora, o efeito obtido é que um modo de deformação onde as superfícies superior e inferior do elemento dobram de forma estável para fora seja garantido e a energia de impacto possa ser absorvida de forma eficiente sem uma quebra residual.

O aspecto da invenção de acordo com (12) é o aspecto da in

venção de acordo com (11) caracterizado pelo fato de βι,η=β2,η· Para se garantir que quando o elemento de impacto colide, a tela superior e a tela inferior se deformam plasticamente de forma similar, o elemento como um todo se deforma verticalmente de forma simétrica, e a força é mantida e a energia 10 de impacto é absorvida de forma eficiente, a diferença entre βι,η e β2,η é preferivelmente de 5 graus ou menos. Pela mesma razão, particularmente, preferivelmente βι,η=β2,η·

O aspecto da invenção de acordo com (13) é caracterizado pelo fornecimento de uma parte dobrada na região de 0,3H a 0,7H mm do flange superior ou do flange inferior na direção frente/trás do chassi, onde a dimensão da direção frente/trás do elemento de absorção é de H mm.

Se fornecer uma ou ambas da tela superior e tela inferior com uma parte dobrada, para impedir que a tela superior e a tela inferior se avolume nas posições perto do flange central, é preferível se fornecer a parte 20 dobrada em uma região de 0,3H mm ou mais do flange superior ou flange inferior na direção frente/trás do chassi (na direção do flange central). Por outro lado, se a posição do fornecimento da parte dobrada exceder 0,7H mm a partir do flange superior ou flange inferior na direção frente/trás do chassi (na direção do flange central), a tela superior e a tela inferior se avoluma nas 25 posições perto do flange superior e flange inferior e a seção transversal do elemento como um todo desmonta, de forma que seja preferível se fornecer a parte dobrada na faixa acima.

O aspecto da invenção de acordo com (14) é caracterizado pelo fato de o para-choque metálico veicular ser um para-choque metálico de automóvel.

Tornando isso um para-choque de automóvel, é possível se absorver o impacto quando da colisão a uma velocidade de 40 km/h (10 kN ou mais) e é possível se tornar o passo do elemento de impacto igual a 50 mm ou menos, de forma que seja preferível para se proteger a perna de um pedestre.

O aspecto da invenção de acordo com (15) é caracterizado pelo 5 fato de quando se faz com que um elemento de impacto possuindo um diâmetro de 70 mm, um comprimento de 200 mm e uma massa de 8 kg colida com o elemento de absorção de acordo com os aspectos da invenção (1) a (14) acima em uma velocidade inicial de 40 km/h, a força máxima agindo no elemento de impacto seja de 2 kN a 12 kN, a força agindo no elemento de 10 impacto seja substancialmente constante, e a dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção necessária até que o batente do elemento de impacto tenha 50 mm ou menos.

Pelo fornecimento de uma ou ambas as tela superior e tela inferior com um talão com recesso ou projetado substancialmente paralelo à direção frente/trás do veículo, a força máxima agindo no elemento de impacto se torna 2 kN a 12 kN e um elemento de absorção preferível para proteção dos pedestres pode ser obtido.

Adicionalmente, a força agindo no elemento de impacto se torna substancialmente uniforme, de forma que os efeitos de a energia de impacto ser eficientemente absorvida por um elemento compacto possam ser obtidos e o elemento possa ser muito leve em termos de peso.

Adicionalmente, tornando-se a dimensão da direção frente/trás do elemento de absorção necessária para que o elemento de impacto pare igual a 50 mm, mesmo se um pedestre colidir com o veículo a uma velocidade de 40 km/h, pode-se evitar que a perna do pedestre se quebre e os danos causados às pernas do pedestre possam ser mantidos no mínimo.

O aspecto da presente invenção de acordo com (16) é um sistema de para-choque de automóvel fornecendo uma face e reforço antes e depois do elemento de absorção de automóvel como apresentado em qualquer uma de (1) a (5) acima.

A face e o reforço não são particularmente limitados. Partes conhecidas podem ser utilizadas. Pelo fornecimento do elemento de absorção do para-choque de automóvel da presente invenção, quando o automóvel e o pedestre colidem um com o outro a uma velocidade de 40 km/h, a parte de talão preferivelmente se avoluma e absorve a energia de impacto, de forma que a perna do pedestre possa ser protegida.

A seguir, o aspecto da presente invenção de acordo com (17)

será explicado concretamente.

Como ilustrado pela linha geral quando da fixação de um elemento de absorção de para-choque de automóvel da presente invenção a um reforço na figura 1, o elemento de absorção metálico 1 de acordo com a 10 presente invenção possui um comprimento igual à quantidade de direção de largura do chassi e é fornecido entre uma face do para-choque disposta na frente (não-ilustrada) e um reforço 2 disposto na parte traseira.

O elemento de absorção metálico forma um formato de chapéu obtido pela formação por prensa da folha de aço. A parte de abertura é for15 necida para se alargar para fora na direção da parte traseira do chassi. "Na direção da parte traseira do chassi" significa, com relação à face do parachoque disposta no lado dianteiro, na direção da direção do chassi no lado oposto á face do para-choque. Portanto, mesmo quando fixada ao parachoque traseiro, a parte de abertura é fornecida se alargando para fora na 20 direção do chassi no lado oposto da face do para-choque.

Pela criação do elemento de absorção a partir de um metal e fazendo com que o mesmo alargue para fora, o volume geral ocorre facilmente preferivelmente, de forma que a energia de impacto possa ser absorvida sem resultar em danos sérios à perna do pedestre.

Adicionalmente, como ilustrado na figura 10, pelo fornecimento

do talão com recesso 7-1 ou talão projetado 7-2 substancialmente em paralelo com a direção frente/trás do chassi nas superfícies superior e inferior como um todo, mesmos se um automóvel e um pedestre colidirem um com o outro em algum local da superfície dianteira do automóvel, os talões se avo30 lumarão, de forma que mesmo um elemento de absorção utilizando uma folha metálica com uma espessura de folha pequena será capaz de absorver uma maior energia de impacto, o elemento de absorção pode ser tornado mais leve em termos de peso, e a perna do pedestre pode ser protegida.

Pela criação do elemento de absorção de para-choque de automóvel de acordo com a presente invenção a partir da folha de aço, alumínio, titânio ou outro metal, é possível absorver-se a energia de impacto que acompanha a deformação plástica do metal, de forma que a invenção seja limitada a um metal.

O aspecto da presente invenção de acordo com (18) é caracterizado pelo fato de o ângulo de alargamento das superfícies superior e inferior do elemento de absorção de metal mudar no meio. O ângulo é criado de forma a mudar, de modo que, como ilustrado na figura 1 e na figura 10, as projeções (picos) sejam formadas no meio.

Pela utilização de tal estrutura, um modo de deformação no qual as superfícies superior e inferior se dobram para fora é presa de forma estável, de forma que exista pouca quebra residual e o elemento de absorção possa ser compacto.

O aspecto da presente invenção de acordo com (19) define a largura do talão como H/5 a H/2,5 mm, a inclinação como H/2,5 a H/1,25 mm, e a profundidade como H/50 a H/10 mm quando a dimensão da direção frente/trás é igual ao aspecto da invenção de acordo com (3), de forma que é omitido.

O aspecto da presente invenção de acordo com (20) é caracterizado pelas disposições dos talões nas superfícies superior e inferior sendo desviadas por L/4 a L/2 mm acima e abaixo, onde a inclinação do talão é igual a L mm. A explicação detalhada é igual à do aspecto da invenção de acordo com (4), de forma que será omitida.

O aspecto da presente invenção de acordo com (21) é caracterizado pela resistência à tensão e espessura de folha do material satisfazendo a faixa da linha sólida da figura 12. A explicação detalhada é igual ao aspecto da invenção de acordo com (6), de forma que a mesma é omitida.

O aspecto da presente invenção de acordo com (22) é um sis

tema de para-choque de automóvel fornecendo uma face e reforço antes e depois do elemento de absorção do para-choque de automóvel de acordo com qualquer um dos (17) a (21) acima. A explicação detalhada é igual à do aspecto da invenção de acordo com (16), de forma que será omitida.

A seguir, o método de produção de um elemento de absorção da presente invenção será explicado.

Como ilustrado na figura 15, as ferramentas de matriz com re

cesso e projeção 15, 16 foram utilizadas para formar por prensa a folha metálica 17 e transferir o formato da ferramenta de matriz para a folha metálica para produzir o elemento de absorção.

As ferramentas de matriz foram fabricadas por usinagem de um 10 material de aço. Em suas superfícies, os talões similares ao formato do elemento de absorção da presente invenção foram cortados. Essas ferramentas de matriz foram fixadas a um leito e deslizador de uma máquina de prensa, então uma folha metálica 17 foi colocada entre as ferramentas de matriz com recesso e projeção 15, 16 e pressionadas a partir de cima e de baixo. Para 15 se garantir a capacidade de formação pelo formato e material do elemento de absorção, algumas vezes uma parte (não-ilustrada) é colocada na parte central da ferramenta de matriz com recesso 15 e a extremidade dianteira do elemento de absorção é empurrada por uma determinada pressão.

Exemplos

Abaixo, exemplos serão utilizados para explicar a presente in

venção de forma concreta.

Exemplo 1

Como o elemento de absorção metálico do exemplo de invenção

1, um dos seguintes material, método de trabalho e formato a seguir foram testados.

Material: folha de aço de uma resistência à tensão da classe 440 MPa e uma espessura de folha de 0,6 mm foi utilizada.

Método de formação: uma ferramenta de matriz ilustrada na figura 15 foi utilizada para prensar a folha em um formato de chapéu aproximado.

Formato: Dimensão topo/fundo (largura máxima da tela superior e da tela inferior): 45 mm, dimensão frente/trás (comprimento da direção frente/trás da tela superior e da tela inferior): 50 mm,

dimensão esquerda/direita: (comprimento da direção de largura do veículo): 500 mm,

comprimento do flange superior e do flange inferior (um lado): 20

mm,

comprimento do flange superior e do flange inferior a partir das partes dobradas intermediárias para o flange central: 30 mm,

alargamento do ângulo da tela superior e da tela inferior na direção da parte traseira do chassi: 12,5 graus com relação ao plano horizontal a partir da tela superior e tela inferior (direção dianteira do chassi), isso é, βι: 77,5 graus e β2: 77,5 graus,

Depois 25 mm na direção frente/trás, 5 graus com relação ao plano horizontal (direção traseira do chassi), isso é, α-ι: 85 graus e a2: 85 graus,

largura de talão: 12,5 mm inclinação de talão (L): 25 mm profundidade de talão: 3 mm

Disposição de talão: disposto de forma desviada por 12,5 mm (L/2) no topo e no fundo,

Orientação de talão: linha de saliência do talão disposta a +/- 2,9 graus com relação à direção frente/trás do chassi quando projetado no plano horizontal.

Adicionalmente, como um exemplo comparativo 1, um elemento 25 de absorção de plástico solido utilizando espuma de plástico (polipropileno) (dimensão topo/fundo de 90 mm, dimensão frente/trás de 90 mm, e dimensão esquerda/direita de 500 mm) foi testado. Exceto pelo fornecimento da tela superior e da tela inferior com partes dobradas nas posições de 45 mm na direção frente/trás e criando a dimensão topo/fundo, dimensão frente/trás, 30 e direção esquerda/direita com os valores acima, as dimensões foram feitas da mesma forma que o exemplo da invenção acima.

Como a avaliação de desempenho, o impacto foi analisado pela análise numérica utilizando o método de elemento finito. Como ilustrado na figura 16, um elemento de impacto 8 simulando uma perna de pedestre (diâmetro de 70 mm, comprimento de 200 mm, e massa de 8 kg) colidiu com o elemento de absorção em uma velocidade inicial de 40 km/h e as tendências 5 na força que age no elemento de impacto no momento da colisão (relação força/passo) e o estado de deformação do elemento de absorção foram confirmadas.

As figuras 17 e 18 ilustram os estados dos elementos de absorção metálicos e plásticos após a deformação. O elemento de absorção metálico é quebrado para se tornar mais largo na direção vertical e possui pouca quebra residual (figura 17). Em oposição a isso, como ilustrado na figura

18, em um elemento de absorção plástico, o material plástico não pode fluir para fora em comparação com o formato inicial 11 mesmo depois da colisão e possui uma grande quebra residual (ver formato deformado 12 da figura 15 18). A figura 19 ilustra a relação força/passo no momento da colisão. O elemento de absorção de metal absorve o impacto por um passo curto (vide figura 19, linha 13), enquanto o elemento de absorção plástico exige um passo longo para absorção de impacto (vide figura 19, linha 14).

Exemplo 2

Como o elemento de absorção metálico do exemplo da invenção

2, um dentre o material, método de trabalho e formato a seguir foi testado.

Material: a folha de aço de uma resistência à tensão da classe de 590 MPa e uma espessura de folha de 0,6 mm foi utilizada.

Método de formação: prensado para um formato de chapéu a

proximado.

Formato: dimensão topo/fundo (largura máxima da tela superior e tela inferior): 45 mm,

dimensão frente/trás (comprimento de direção frente/trás da tela superior e da tela inferior): 50 mm,

dimensão esquerda/direita: (comprimento na direção de largura

de veículo): 500 mm,

Comprimento de flange superior e flange inferior (um lado): 20 mm,

ângulo de alargamento da tela superior e tela inferior na direção da parte traseira do chassi 5 graus com relação ao plano horizontal a partir da tela superior e da tela inferior, isso é, ai: 85 graus e α2: 85 graus,

largura de talão: 25 mm,

inclinação de talão (L): 50 mm, profundidade de talão: 3 mm.

Como a avaliação de desempenho, o impacto foi analisado pela análise numérica utilizando o método de elemento finito. Da mesma forma 10 que no exemplo 1, um elemento de impacto 8 simulando uma perna de pedestre (diâmetro de 70 mm, comprimento de 200 mm, e massa de 8 kg) colidiu com o elemento de absorção em uma velocidade inicial de 40 km/h e as tendências na força que age no elemento de impacto no momento da colisão (relação de força e passo) e o estado de deformação do elemento de absor15 ção foram confirmados.

A figura 20(b) ilustra o estado do elemento de absorção depois da deformação. O elemento de absorção foi quebrado com a tela superior dobrada para baixo e a tela inferior dobrada para cima. A figura 21 ilustra a relação de força e passo no momento da colisão. No estágio do período ini20 ciai da colisão, a força surgiu rapidamente, então caiu imediatamente. Depois disso, a força continuou gradualmente a crescer. No último período de colisão, uma força grande foi gerada e a energia de impacto foi absorvida. Nesse exemplo, os flanges superior e inferior dobrados para dentro, de forma que a quebra residual ocorre e a força sobe e desce. No entanto, em 25 comparação com um elemento de absorção plástico (vide figura 19), a força que o elemento de impacto absorveu aumenta, a dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção necessária até que o elemento de impacto possa ser de 50 mm ou menos, e o elemento de absorção pode ser confirmado como efetivo até determinado ponto para absorção da energia de im30 pacto. Com o elemento de absorção metálico apenas, a força máxima alvo deve ser excedida e a perda do pedestre deve ser danificada, mas se com a utilização conjunta de elemento elástico ou outro elemento de armazenamento, a proteção do pedestre também pode ser realizada.

Exemplo 3

Abaixo, um exemplo será utilizado para explicar a presente invenção de forma-concreta.

Como o elemento de absorção metálico do exemplo da invenção

3(a), um dentre o material, método de trabalho e formato a seguir foi testado.

Material: folha de aço de uma resistência à tensão da classe de 440 MPa e uma espessura de folha de 0,7 mm foi utilizada.

Método de formação: uma ferramenta de matriz ilustrada na figura 15 foi utilizada para prensar a folha em um formato de chapéu aproximado ilustrado na figura 22(a).

Formato: Dimensão topo /fundo (largura máxima da tela superior e tela inferior): 45 mm,

dimensão frente/trás: (comprimento de direção frente/trás da tela superior e tela inferior): 50 mm,

dimensão esquerda/direita: (comprimento da direção de largura do veículo): 500 mm,

comprimento de flange superior e flange inferior (um lado): 20

mm,

Comprimento do flange superior e do flange inferior a partir das

partes dobradas intermediárias para o flange central: 25 mm,

ângulo de alargamento da tela superior e tela inferior na direção da parte traseira do chassi 12,5 graus com relação ao plano horizontal a partir da tela superior e da tela inferior (direção dianteira do chassi), isso é, βι: 77,5 graus e β2: 77,5 graus,

depois de 25 mm na direção frente/trás, 5 graus com relação ao plano horizontal (direção traseira do chassis), isso é, ai: 85 graus e a2: 85 graus,

largura de talão: 12,5 mm inclinação de talão (L): 25 mm,

profundidade de talão: 3 mm,

disposição de talão: disposto desviado por 12,5 mm (L/2) no topo e no fundo,

orientação de talão: linha de saliência do talão disposta a +/- 2,9 graus com relação à direção frente/trás do chassi quando projetado no plano horizontal.

Adicionalmente, como o exemplo de invenção 3(b), como ilus

trado na figura 22(b), um elemento de absorção com a tela superior e a tela inferior dispostas de modo que os talões de projeção e os talões com recesso estejam voltados um para o outro foi testado.

Como a avaliação de desempenho, o impacto foi analisado pela 10 análise numérica utilizando o método do elemento finito. Da mesma forma que na figura 16, um elemento de impacto 8 simulando a perna de um pedestre (diâmetro de 70 mm, comprimento de 200 mm, e massa de 8 kg) colidiu com o elemento de absorção a uma velocidade inicial de 40 km/h e as tendências na força que age no elemento de impacto no momento de colisão 15 (relação força/passo) e o estado de deformação do elemento de absorção foram confirmados. Nesse momento, a posição de colisão do elemento de impacto criou o centro do talão e o limite de talão e a mudança no desempenho devido à posição de colisão de elemento de impacto foi confirmada.

Os elementos de absorção do exemplo da invenção 3(a) e do exemplo da invenção 3(b) ambos são quebrados para se tornar mais largos na direção vertical e possuem pouca quebra residual (não-ilustrada). A figura 23 ilustra a relação da força e do passo no momento da colisão. Quando existe um desvio entre os talões superior e inferior, características similares de força e passo são exibidas independentemente da posição de colisão (figura 23(a)), mas quando não existe desvio entre os talões superior e inferior, a força no período inicial da colisão se torna extremamente grande quando o centro do talão é impactado (vide figura 23(b), linha 2304). Enquanto a característica de força e passo varia dependendo da posição de colisão, em comparação com um elemento de absorção plástico (vide figura 19, linha tracejada 14), a força que o elemento de impacto absorve aumenta e adicionalmente a dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção necessária até que o elemento de impacto pare pode ser de 50 mm ou menos. Os exemplos podem ser confirmados como efetivos até determinado ponto na absorção de energia de impacto e proteção da perna do pedestre. Aplicabilidade Industrial

De acordo com a presente invenção, no momento de uma coli5 são entre um pedestre e um automóvel, o elemento de absorção metálico em formato de chapéu é quebrado para espalhar na direção vertical, onde a energia de impacto recebida da perna do pedestre é absorvida de forma eficiente por um passo curto e a quebra residual se torna menor, de forma que a perna do pedestre pode ser protegida pela menor dimensão do elemento.

Especificamente, quando da colisão com um pedestre a uma velocidade de 40 km/h, é possível se absorver a energia de impacto por um passo de 50 mm ou menos e proteger a perna do pedestre.

Claims (22)

1. Elemento de absorção metálico veicular longo compreendendo um flange central, uma tela superior e uma tela inferior conectadas aos dois lados do flange central, um flange superior conectado à tela superior, e um flange inferior conectado à tela inferior e formado no geral em uma seção transversal em formato de chapéu, o dito elemento de absorção metálico veicular sendo caracterizado pelo fato de a seção transversal em formato de chapéu, um ângulo interno ai formado pela tela superior com um plano de flange incluindo o flange superior e o flange inferior e um ângulo interno a2 formado pela tela inferior com o dito plano de flange terem respectivamente mais de 0 grau a menos que 90 graus e pelo fato de uma ou ambas as tela superior e tela inferior serem fornecidas com um talão com recesso ou um talão projetado substancialmente paralelo a uma direção frente/trás de um veículo.

2. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, adicionalmente, na seção transversal em formato de chapéu, uma parte dobrada ser fornecida no meio de uma ou ambas as tela superior e tela inferior, um ângulo interno βι formado pela parte dobrada da tela superior com o plano de flange ter mais de 0 grau e menos que ai graus, e um ângulo interno β2 formado pela parte dobrada da tela inferior com o plano de flange ter mais de 0 grau e menos que a2 graus.

3. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com a reivindicação 1, ou 2, caracterizado pelo fato de quando uma dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção tem H mm, o talão possui uma largura de H/5 a H/2,5 mm, uma inclinação de H/2,5 a H/1,25 mm, e uma profundidade de H/50 a H/10 mm.

4. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de quando a inclinação dos talões é igual a L mm, as disposições dos talões na superfície superior e inferior serem desviadas por L/4 a L/2 mm acima e abaixo.

5. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de, quando a largura máxima da tela superior e da tela inferior é igual a W mm, H/3<W<H/1,5 mm ser satisfeito.

6. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de uma resistência à tensão (MPa) e espessura de folha (mm) do material serem configurados em uma faixa obtida pela conexão sucessiva por linhas dos pontos de Ats (0,2, 1200), Bts (0,2, 400), Cts (0,4, 400), Dts (0,4, 200), Ets (1,6, 200), Fts (1,6, 400), Gts (1,4, 400), Hts (1,4, 600), Its (1,2, 600), Jts (1,2, 800), Kts (1,0, 800), Lts (1,0, 1000), Mts (0,6, 1000), Nts (0,6, 1200), e Ats (0,2, 1200) das coordenadas (x, y) em um sistema de coordenadas ortogonais x-y possuindo resistência à tensão como o eixo geométrico y e espessura de folha como o eixo geométrico x.

7. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de uma carga limite (MPa) e espessura de folha (mm) do material serem configuradas em uma faixa obtida pela conexão sucessiva por linhas dos pontos de Ays (0,2, 1000), Bys (0,2, 300), Cys (0,4, 300), Dys (0,4, 150), Eys (1,6, 150), Fys (1,6, 300), Gys (1,4, 300), Hys (1,4, 400), Iys (1,2, 400), Jys (1,2, 600), Kys (1,0, 600), Lys (1,0, 800), Mys (0,6, 800), Nys (0,6, 1000) e Ays (0,2, 1000) das coordenadas (x, y) em um sistema de coordenadas ortogonais x-y possuindo a carga limite como o eixo geométrico y e a espessura de folha como o eixo geométrico x.

8. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de αι=α,2.

9. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 8, caracterizado pelo fato de βι e β2 satisfazerem, respectivamente, αι-30<βι<αι-5 (graus) e α2-30<β2<α2-5 (graus).

10. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 9, caracterizado pelo fato de βι=β2.

11. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato de, adicionalmente, na seção transversal em formato de chapéu, uma ou ambas a tela superior e a tela inferior possuírem uma pluralidade de partes dobradas, um ângulo interno βι,η formado por uma parte dobrada da dita tela superior com o plano de flange satisfazendo 0<βι,η<βι,η-ι<αι (graus), e um ângulo interno β,η de uma parte dobrada da dita tela inferior com o plano de flange satisfazendo 0<β2,η<β2,η-ι<α2 (graus): onde n = 2.....N (N é um inteiro e é 1, 2...N em ordem de perto do flange superior ou flange inferior).

12. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de βι,η = β2,η·

13. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 2 a 12, caracterizado pelo fato de quando uma dimensão de direção frente/trás (H) do elemento de absorção tem H mm, uma parte dobrada é fornecida em uma região satisfazendo 0,3H a 0,7H mm na direção frente/trás do veículo a partir do flange superior ou flange inferior.

14. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 13, caracterizado pelo fato de ser para uso em para-choque de automóvel.

15. Elemento de absorção metálico veicular, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 14, caracterizado pelo fato de quando um elemento de impacto com um diâmetro de 70 mm, um comprimento de 200 mm, e uma massa de 8 kg colide com um elemento de absorção, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4 por uma velocidade inicial de 40 km/h, uma força máxima agindo no elemento de impacto é de 2 kN a 12 kN, uma força agindo no elemento de impacto é substancialmente constante, e uma dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção necessária até que o elemento de impacto pare é de 50 mm ou menos.

16. Sistema de para-choque veicular, caracterizado pelo fornecimento de uma face e reforço antes e depois do elemento de absorção metálico veicular, definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 15.

17. Elemento de absorção de para-choque de automóvel feito de metal fornecido entre uma face e o reforço de um para-choque de automóvel, o dito elemento de absorção caracterizado pelo fato de compreender um formato de chapéu com uma superfície superior e uma superfície inferior se alargando para fora na direção da parte traseira do veículo e pelo fato de possuir um talão com recesso e um talão com projeção substancialmente paralelos à direção frente/trás do veículo nas superfícies superior e inferior.

18. Elemento de absorção de para-choque de automóvel, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de um ângulo de alargamento das superfícies superior e inferior mudar no meio da direção frente/trás do veículo e as superfícies superior e inferior possuírem partes de pico.

19. Elemento de absorção de para-choque de automóvel, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de quando uma dimensão de direção frente/trás do elemento de absorção tem H mm, o talão possui uma largura de H/5 a H/2,5 mm, uma inclinação de H/2,5 a H/1,25 mm, e uma profundidade de H/50 a H/10 mm.

20. Elemento de absorção de para-choque de automóvel, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 17 a 19, caracterizado pelo fato de quando a inclinação do talão for de L mm, as disposições dos talões nas superfície superior e inferior são desviadas por L/4 a L/2 mm acima e abaixo.

21. Elemento de absorção de para-choque de automóvel, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 17 a 20, caracterizado pelo fato de uma resistência à tensão e espessura de folha do material satisfazerem a faixa de linha sólida 18 da figura 12.

22. Sistema de para-choque de automóvel, caracterizado pelo fornecimento de uma face e reforço antes e depois de um elemento de absorção de para-choque de automóvel, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 17 a 21.