CZ48194A3 - Deformation beam for reinforcing body sheets in a vehicle - Google Patents

Description

Deformační nosník pro zpevnění plechů karoserie vozidla^· é*i ftžawM o a iidÍan opa feňonó-tí mto n os-níkeďa»

Oblast techniky :

Vynález se týká prostředků pro zpevnění postranních dveří a stěn osobních vozidel, pro ochranu posádky proti bočnímu nárazu. Vynález se zvláště týká zpevňovacího deformačního nosníku a dveří vozidla opatřených takovým nosníkem.

Dosavadní stav techniky :

Pro zvýšení pevnosti dveří v případě boční srážky, jsou v současnosti vytvářeny různé prostředky zpevňování automobilových ₁₅ dveří, obvykle ve formě nosníků vložených mezi přední a zadní část dveří. Pozornost je věnována rozměrům, výběru materiálu, uspořádání a umístění nosníků, aby byla zajištěna maximální ochrana proti bočním nárazovým silám. Vytvoření zeslabených bodů ve zpevňovacím nosníku, pro zabránění nežádoucí fragmentace nosníku ₂₀ při nárazu, je také známé, například z US patentového spisu č.4919473. Stejně tak je známé vytvoření částečně odstranitelných pásů a přehýbání zbývajících částí pásů nosníku vloženého do rámu dveří, pro snížení rizika ohrožení posádky - patentový spis EP 407372.

Známá řešení problému vytvoření zpevňovacího rámu schopného přispívat dostatečnými silami a zároveň zajišťovat přiměřené spojení pro účinnou tuhost celé konstrukce dveří byla dosud málo efektivní nebo byla složitá. To platí zvláště při použití různých materiálů pro konstrukci dveří a deformačního nosníku, což vyžaduje lokální zesílení rámu dveří v místech spojení nebo celkové zvýšení tloušťky stěny použitého plechu pro dveře (plech karoserie), které představují současnou technologii na tomto zvláštní poli.

Cílem vynálezu je vytvořit novou konstrukci dveří, odstraňující nedostatky známého stavu techniky na tomto poli, čímž se získají dveře se zlepšenými prostředky pro přenos sil při nárazu do rámu dveří.

Dalším cílem vynálezu je vytvořit deformační nosník zajišťující maximální ochranu posádky proti bočním nárazovým silám, při současném vyztužení konstrukce dveří obecně při přenášení sil, v případě čelního nárazu mezi přední částí a střední/zadní částí dveřního rámu a sloupků karoserie.

Vynález si dále klade za cíl vytvořit deformační nosník z lehkého kovu, který může být snadno bodově přivařen ke konstrukci dveří vyrobené z oceli.

Podstata vynálezu :

Vynález spočívá v tom, že deformační nosník, vytvořený jako tažený vícekomorový dutý profil sestávající alespoň ze dvou paralelních komor procházejících po délce nosníku, je podélně rozdělen, na předem určené délce alespoň od jedné strany profilu, do samostatných větví, z nichž každá obsahuje jednu z paralelních komor a alespoň jedna z těchto samostatných větví odbočuje od druhé a směřuje pod ostrým úhlem vzhledem k podélné ose nosníku.

Jedno výhodné provedení vynálezu spočívá v tom, že deformační nosník má v podstatě obdélníkové uspořádání průřezu a komory jsou definovány dvěma rovnoběžnými bočními stěnami, dvojicí vnějších příčných stěn a dvěma sousedními vnitřními příčnými stěnami, jejichž uspořádáním je vytvořena uzavřená dutina mezi komorami.

Je výhodné, aby sousední příčné stěny byly vzájemně spojeny prostřednictvím alespoň jedné pomocné stěny.

Je také výhodné, aby sousední příčné stěny byly upraveny jako mírně vyduté vzhledem k v podstatě rovnoběžně probíhajícím vnějším příčným stěnám.

V následujícím popisu budou popsána výhodná provedení deformačního nosníku s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech :

Obr.1 je schematický a částečně dílčí pohled na boční dveře vozidla, představující vložený deformační nosník,

Obr.2 schematicky znázorňuje deformační nosník v perspektivním pohledu,

Obr.3a a obr.3b zobrazují řez l-l z obr.2 dvou alternativních uspořádání konstrukce deformačního nosníku.

Příklady proveden? vynálezu :

Na obr.1 jsou schematicky znázorněny boční dveře 1 vozidla skládající se z vnějšího plechu (plech karoserie) 4, okna 3 a deformačního nosníku 2 umístěného a upevněného horizontálně mezi přední a zadní rám dveří. Deformační nosník 2 je obvykle situován na úrovni (výšce) odpovídající přednímu nárazníku vozidla, kde je největší pravděpodobnost nárazu.

Specifické uspořádání použitého deformačního nosníku 2 a způsob jeho připojení k rámu dveří bude více zřejmé z obr.2, obr.3a a obr.3b, které schematicky zobrazují deformační nosník 2 v perspektivním pohledu (obr.2) a v řezech (obr.3a, obr.3b) 1-1 z obr.2.

Jak zobrazuje obr.2, je deformační nosník 2 vytvořen jako tažený profil, například z hliníku nebo jeho slitin, který je z jedné strany podélně rozdělen do první větve 2' a druhé větve 2 a je zakřiven tak, že první větev 2' a druhá větev 2 směřují v ostrém úhlu vzhledem k hlavní podélné ose deformačního nosníku 2. Oba konce profilu Gednolitý a rozdělený) jsou opatřeny spojovacími prvky

5, 6 tvořenými dvojkovovými AlFe plechy přivařenými k deformačnímu nosníku 2 (hliníková část proti hliníku (al-slitina)). Vytvoření dvojkovových spojovacích míst značně usnadňuje další sestavení konstrukce, umožněním jednoduché operace bodového svařování za účelem připevnění deformačního nosníku 2 k rámu dveří (sloupkům).

Tak je, díky částečnému rozdělení deformačního nosníku 2, maximum zatížení způsobeného bočním nárazem distribuováno po větší ploše dveřního rámu.

Na obr.3 deformační nosník 2, zobrazený v řezu, jako tažený dutý profil definovaný první boční stěnou 22 a druhou boční stěnou 23, které jsou rovnoběžné, a k nim příčně probíhajícími první vnější stěnou 26 a druhou vnější stěnou 27, obsahuje paralelně probíhající první komoru 20 a druhou komoru 21, které jsou od sebe odděleny prostřednictvím první příčné stěny 24 a druhé příčné stěny 25, které spolu sousedí. Vytvoření první příčné stěny 24 a druhé příčné stěny 25 definuje uzavřenou dutinu mezi první komorou 20 a druhou komorou 21. která umožňuje výše popsané částečné rozdělení taženého profilu do první větve 2' a do druhé větve 2, které obě mají skříňový profil obsahující jedinou komoru.

ve výhodném provedení deformačního nosníku 2 podle vynálezu, které je v řezu zobrazeno na obr.3b, jsou první příčná stěna 24 a druhá příčná stěna 25 vzájemně spojeny pomocnou stěnou 28. Pomocná stěna 28 má prospěšný vliv na pevnost (stabilitu) deformačního nosníku 2 tím, že kompenzuje konstrukční odchylky od nejoptimálnějšího uspořádání průřezu pro tento účel - od jednokomorového profilu. Navíc je výhodné, aby rozdělená část profilu mezi první komorou 20 a druhou komorou 21 ohraničená první příčnou stěnou 24 a druhou příčnou stěnou 25 vzájemně spojenými pomocnou stěnou 28 měla v podstatě tvar X spíše než tvar H. To je dosaženo tažením první příčné stěny 24 a druhé příčné stěny 25 jako mírně vypouklých ve srovnání s v podstatě rovnoběžným průběhem zbývajících první vnější stěny 26 a druhé vnější stěny 27. Mechanické testy provedené na těchto zvláštně uspořádaných stěnách profilu ukazují, že může být aplikována až o 80% vyšší zátěž před zborcením oproti deformačnímu nosníku 2 tvaru H.

Zvláštní výhodou výroby deformačního nosníku 2 s částečným rozdělením po jedné straně je, že maximum zatížení způsobeného bočním nárazem je distribuováno po větší ploše dveřního rámu místo bodového zatížení (tlaku) vytvářeného známými komerčními konstrukcemi.

Navíc, vedle již zmíněné bezpečnosti, vyplývají ze zjednodušení nižší náklady a vyšší rychlost montáže dveřní konstrukce, a, díky výměně známého šroubového spojení svarovým spojením mezi deformačním nosníkem 2 a dveřním rámem, je zde také podstatné zvýšení celkové tuhosti konstrukce.

Rozsah vynálezu není omezen výše uvedenými a popsanými

2θ příklady provedení vynálezu. Mohou být vytvořeny modifikace bez opuštění základního vynálezeckého principu. Tak například mohou být použity jiné materiály než hliník nebo jeho slitiny, například materiály s matricí lehkého kovu (Al nebo Mg), a mohla by být také aktuální jiná uspořádání průřezu taženého nosníku než uvedené v

-c podstatě pravoúhelníkové.

Zastupuje :

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Deformační nosník pro zpevnění plechů karoserie vozidla, zvláště nosník pro ochranu posádky v osobních vozidlech proti

   5 bočnímu nárazu při srážce, vyznačující se tím, že nosník (2), vytvořený jako tažený vícekomorový dutý profil sestávající alespoň ze dvou paralelních komor (20, 21) procházejících po délce nosníku (2), je podélně rozdělen, na předem určené délce alespoň od jedné strany profilu, do samostatných větví (2', 2), z nichž každá

   10 obsahuje jednu z paralelních komor (20, 21) a alespoň jedna z těchto samostatných větví (2', 2) odbočuje od druhé a směřuje pod ostrým úhlem vzhledem k podélné ose nosníku (2).
2. 2. Deformační nosník podle nároku 1, vyznačující se

   15 t í m , že nosník (2) má v podstatě pravoúhelníkové uspořádání průřezu a komory (20, 21) jsou definovány dvěma rovnoběžnými bočními stěnami (22, 23), dvojicí vnějších příčných stěn (26, 27) a dvěma sousedními vnitřními příčnými stěnami (24, 25), jejichž uspořádáním je vytvořena uzavřená dutina mezi komorami (20, 21).
3. 3. Deformační nosník podle nároku 2, vyznačující se tím, že sousední příčné stěny (24, 25) jsou vzájemně spojeny prostřednictvím alespoň jedné pomocné stěny (28).

   25 4. Deformační nosník podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se t í m , že sousední příčné stěny (24, 25) jsou upraveny jako mírně vyduté vzhledem k v podstatě rovnoběžně probíhajícím vnějším příčným stěnám (26, 27).