KR101519750B1

KR101519750B1 - 자동차용 역학에너지 흡수 장치

Info

Publication number: KR101519750B1
Application number: KR1020130154621A
Authority: KR
Inventors: 크리스토프 베첼
Original assignee: 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2015-05-12
Also published as: US9039071B2; CN103863230B; CN103863230A; KR20140078553A; US20140167449A1; JP2014122020A; DE102012112419A1; FR2999516A1; FR2999516B1; DE102012112419B4; JP5695725B2

Abstract

본 발명은 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1)에 관한 것이며, 상기 장치(1)는 벌집 형태의 공동 구조(2)를 갖고 제1 차체부(3)와 제2 차체부(4) 사이에 배치된다. 본 발명에 따르면, 충돌 발생시, 차체부들(3, 4)이 서로에 대해 이동하지 않도록 하기 위해, 장치(1)는 역학 에너지를 흡수하는 동안 변형될 수 있으며, 상기 변형은 2개의 차체부들(3, 4) 간에 억지 끼워 맞춤 연결을 발생시키는 것으로 구성된다. 여기서, 장치는, 2개의 차체부들(3, 4) 간에 억지 끼워 맞춤 연결이 형성되도록 장치(1)가 변형 중에 회전 방식으로 변형될 수 있게 하는 회전 중심(12)을 가지는 것으로 구성된다.

Description

자동차용 역학에너지 흡수 장치{DEVICE FOR ABSORBING MECHANICAL ENERGY FOR MOTOR VEHICLES}

본 발명은, 벌집 형태의 공동(cavity) 구조를 가지며 제1 차체부와 제2 차체부 사이에 배치되는, 자동차용 역학 에너지 흡수장치에 관한 것이다.

DE 20 46 251 C3호는 상기 유형의 장치를 개시한다. 역학 에너지를 흡수하기 위한 이미 공지된 장치에 있어서, 자동차용 차체들 중 변형 가능한 전방부품이 제공되고, 상기 변형 가능한 전방부품은 자동차의 예비차륜 수납부(spare-wheel well)에 배치되어, 정면 충돌이 일어날 경우, 수평방향으로 있는 예비차륜이 격벽(bulkhead)을 통해 객실 또는 연료 탱크 내로 밀려드는 것을 방지한다. 여기서, 충돌 사고가 일어날 때의 힘의 흐름은 예비차륜에 의해 분산되지 않고 오히려 금속 지지 플레이트 및 금속 보강 플레이트를 거쳐서 범퍼에 의해 흡수되도록 구성되어 있다. 또한, 예비차륜은 충돌 사고 시에 후방 및 상방으로 안내되도록 구성되어 있다.

DE 102 21 299 C1호는 충돌 시에 보호 및 에너지 흡수 작용을 갖는 충돌 지지부품을 개시한다. 이러한 목적으로, 이미 공지된 상기 충돌 지지부품은 전방 단부에 후크 연결부(hook-in connection)를 가지며, 후방 단부에 빔(beam)에 대한 지지부를 갖는다.

이미 공지된 상기 장치의 경우, 충돌 발생시에 부품들의 변위가 발생되며, 충돌에 의해 발생된 에너지가 자동차 차체로 분산되지 않는 문제점이 있을 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 도입부에서 언급한 일반적인 유형의 장치를 개선하여, 충돌 또는 사고 상황으로부터 발생된 에너지가 자동차의 차체 구조물로 분산되도록 하는 데에 있다.

상기 목적은 청구항 1의 특징들을 갖는 장치에 의해 달성된다. 유리한 개선점들은 종속항들로부터 드러난다. 여기서, 장치는 역학적 에너지를 흡수하는 동안 변형될 수 있는 것으로 되어 있으며, 이러한 변형은 2개의 차체부들 사이에 억지 끼워 맞춤 연결을 발생시킨다. 이러한 방책에 의해, 차체부들은 서로의 너머로 이동하지 않게 된다. 또한, 이것이 충돌로부터 보다 적은 에너지를 흡수할 것이기 때문에, 차체부들은 충돌시에 서로의 너머로 이동하지 않을 것이다. 본 발명은, 상기 차체부들이 서로의 너머로 이동하지 않게 되는 것을 보장한다.

본 발명의 대상에 대한 하나의 유리한 개선점으로, 단면이 벌집 형태의 공동을 갖는 러그가 형성된다. 여기서, 러그는 제1 차체부 상의 돌기부와 상호 작용하여, 장치가 변형되는 동안, 변형된 러그에 의해 돌기부가 적어도 부분적으로 둘러싸이게 된다. 이러한 방책에 의해, 제1 차체부와 장치 사이에는 억지 끼워 맞춤 연결이 구현된다.

장치는 제2 차체부가 돌출되는 포켓을 가지며, 포켓은 실질적으로 서로 평행한 2개의 벽들을 갖는다. 여기서, 포켓의 한 쪽 벽은 회전 중심을 가지며, 장치는 변형되는 동안 회전 중심에 대해 회전 방식으로 변형될 수 있고, 포켓의 다른 쪽 벽은 제2 차체부에 인접하게 위치되어 2개의 차체부들 사이에 억지 끼워 맞춤 연결이 형성될 수 있도록 형성되어 있다. 이러한 방책에 의해, 장치와 제2 차체부 간에 억지 끼워 맞춤 연결이 구현됨으로써, 2개의 차체부들 사이에 힘의 흐름이 형성되고 2개의 차체부들 간에 억지 끼워 맞춤 연결이 구현된다.

본 발명에 따른 장치는, 장치의 변형 이후, 제1 차체부와 제2 차체부 사이에 힘의 흐름이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 장치에 대한 특별히 유리한 개선점으로, 회전 중심을 갖는 포켓의 벽은 적어도 부분적으로, 벌집 형태의 공동 구조의 다른 부분들보다 두꺼운 재료 두께를 갖는 것으로 구성되어 있다. 여기서, 장치는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되는 것으로 되어 있다.

제1 차체부는 자동차의 트렁크 영역이고, 제2 차체부는 자동차의 객실 영역과 연결되는 것이 바람직하다.

본 발명의 장치에 대한 다른 유리한 개선점으로, 중심 리셉터클이 나사 연결을 위해 제2 차체부에 제공된다. 이러한 방책에 의해, 본 발명에 따른 장치를 설치하는 데는 하나의 나사만이 요구된다.

본 발명에 의해, 상기 도입부에서 언급한 일반적인 유형의 장치를 개선하여, 충돌 또는 사고 상황으로부터 발생된 에너지가 자동차의 차체 구조물로 분산되도록 할 수 있다.

전형적인 실시형태를 기초로 하여 첨부된 도면과 함께 본 발명이 더욱 상세하게 기술될 것이다.
도 1은 장착 위치에서의 본 발명에 따른 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는, 힘의 도입이 부분적으로 일어난 상태에서, 도 1에 상응하는 본 발명에 따른 장치의 단면도이다.
도 3a는 상기 장치의 추가적인 단면도이다.
도 3b는 본 발명에 따른 상기 장치의 작동 모드를 설명하기 위한 개략도이다.

도 1은 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1)를 나타내는 단면도이다. 여기서, 장치(1)는 벌집 형태의 공동 구조(2)를 갖고 제1 차체부(3)와 제2 차체부(4) 사이에 배치된다. 제1 차체부(3)는, 이 경우 예를 들어, 자동차의 트렁크 영역인데 반하여, 제2 차체부(4)는 자동차의 객실 영역에 연결된다. 도 1에서 도면부호 "7"로 표시된 화살표는, 충돌시 장치(1) 상의 힘의 작용을 나타낸다. 장치(1)는 역학 에너지를 흡수하는 동안 변형되며, 그렇게 함으로써, 2개의 차체부들(3, 4) 사이에 억지 끼워 맞춤 연결을 발생시키는 개념이 제시된다. 이러한 목적으로, 장치는 러그(lug; 5)를 갖고, 이러한 러그의 단면은 마찬가지로 벌집 형태의 공동(2)을 갖는다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 러그(5)는 제1 차체부(3) 상의 돌기부(6)와 상호 작용하여, 장치(1)가 변형되는 동안, 돌기부(6)는 변형된 러그(5)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이게 된다. 또한, 장치(1)는 제1 차체부(3) 상에 형성된 또 다른 지지면(13)과 상호 작용하는 지지면(9)을 갖는다. 도 1에 도시된 장치(1)의 장착 위치에서, 변형되지 않은 상태에서는, 러그(5)와 돌기부(6) 사이에는 갭(gap; d1)이 존재하고, 지지면(9)과 지지면(13) 사이에는 갭(d2)이 존재한다. 갭 치수들(d1, d2)은 장치(1)의 장착을 위해 요구된다. 또한, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 장치(1)는 중심 리셉터클(receptacle; 8)을 통한 나사 연결에 의해 제2 차체부(4)와 고정적으로 연결된다. 중심 리셉터클(8)은 장치(1)의 설치 및 장착을 위해 하나의 나사만을 필요로 하게 되는 효과를 갖는다. 이렇게 하여, 장치(1)의 설치가 매우 단순화된다.

도 2는 충돌로부터 발생된 힘의 일부가 장치(1) 내로 이미 도입된 상태의 도면을 나타낸다. 여기서는, 도 1과는 대조적으로, 부품(3)이 이미 오른쪽으로 이동되어 있으며, 갭 치수(d1)는 닫혀져 있다. 돌기부(6)는 러그(5)가 변형되도록 러그(5)와 결합된 상태로 위치되어 있다. 러그(5)가 변형될 때, 벌집 형태의 공동 구조(2)로 인하여, 러그(5)는 돌기부(6) 둘레로 구부러져, 적어도 부분적으로 돌기부(6)를 감싸게 된다. 이에 따라, 화살표(7) 방향으로의 힘이 제1 차체부(3)로부터 상기 장치(1) 내로 안내된다. 러그(5)의 변형은 도면부호 10을 갖는 화살표로 표시된다.

도 3a 및 도 3b는 장치(1)의 작동 원리를 나타낸다. 도 3a에서는, 도 1 및 도 2와는 대조적으로, 서로 인접하는 차체부들(3, 4)없이 장치(1)가 도시되어 있다. 도 3에 도시된 상태는 도 2에 도시된 상태에 상응한다. 여기서, 장치(1)의 러그(5)는 이미 변형되어 있다. 지지면(9)은 장치(1)의 전방 영역에 위치된다. 도 3a에서 볼 수 있는 바와 같이, 장치(1)는 장착 위치에서 제2 차체부(4)가 그 내부로 돌출되는 포켓(pocket; 11)을 구비한다. 포켓(11)은 실질적으로 서로 평행한 2개의 벽(14, 15)을 갖는다. 포켓(11)의 벽(15)은 회전 중심(12)을 포함하고, 장치(1)는 충돌에 의한 변형이 이루어질 때 회전 중심(12)에 대하여 회전 방식으로 변형될 수 있다. 상기 변형에 의해 발생된 회전 이후에, 포켓(11)의 다른 벽(14)은 제2 차체부(4)를 지탱하여, 장치(1)와 제2 차체부(4) 사이에 억지 끼워 맞춤 연결이 이루어지도록 한다.

장치(1)의 기능을 보다 상세히 설명하기 위해, 도 3b는 충돌시 장치(1)의 작동 원리를 설명하는 개략적인 도면을 나타낸다. 이미 언급된 바와 같이, 힘의 도입이 제1 차체부(3)를 통해 부분적으로 일어날 때, 돌기부(6)는 처음에 러그(5)와 결합되는 상태로 위치된다. 그 결과, 도 3b에 화살표 "10‘" 의해 표시되는 바와 같이, 러그(5)는 변형되어, 차체부(3)를 향하는 방향으로 부분적인 회전 이동을 수행한다. 차체부(3)를 통해 힘의 추가적인 도입이 일어날 때, 차체부(3)의 지지면(13)은, 도면부호 "16"을 갖는 화살표에 의해 표시되는 바와 같이, 장치(1)의 지지면(9)에 대해 인접하게 된다. 차체부(3)가 자신의 지지면(13)을 통해 장치(1)와 접촉된 이후, 장치(1)는, 이동 화살표 10에 의해 표시된 바와 같이, 회전 중심(12)에 대해 회전하게 된다. 그 결과, 포켓(11)의 벽(14)은 제2 차체부(4)를 향해 이동 화살표 16의 방향으로 이동하므로, 차체부(4)가 2개의 벽들(14, 15) 사이에서 포켓(11) 내에 고정된다. 이에 따라, 장치(1)는 플랩 레버(flap lever) 방식으로 회전 중심(12)에 대해서 고유 회전 또는 구조에 따른 회전을 수행하여, 억지 끼워 맞춤 방식으로 차체부들(3, 4)을 서로 연결시키도록 하는 개념이 제공된다.

따라서, 충돌 발생시에 우선 러그(5)는 차체부의 돌기부(6)에 의해 변형됨으로써, 장치(1)가 차체부(3)와 상호 작동 연결되는 상태에 놓이게 된다. 차체부(3)가 도 3b의 우측으로 더 이동하게 되면, 차체부(3)의 지지면(13)이 장치(1)의 지지면(9)과 결합하게 된다. 그 결과, 회전 중심(12)에 대한 장치(1)의 내부 회전이 유발되어, 포켓(11)의 벽(14)이 제2 차체부(4)에 인접하고 포켓의 내부에 제2 차체부를 고정시키게 된다. 이에 따라, 차체부(4)는 벽들(14, 15)에 의해 포켓(11)에 고정된다. 이러한 고정 작용은, 차체부(3)를 통해 힘이 추가적으로 도입될 때, 차체부들(3, 4)이 서로에 대해 더 이상의 이동을 허용하지 않게 하는 효과가 있다. 차체부(3)로의 힘의 추가적인 도입은, 상기 힘이 장치(1)를 통해 차체부(4)로 분산되도록 하는 효과가 있다.

본 발명의 주요 개념은, 충돌 발생시, 장치(1)가, 자신의 구조로 인해, 차체부(3)와 장치 사이에 억지 끼워 맞춤 및 장치와 차체부(4) 사이에 억지 끼워 맞춤을 구현하여, 2개의 차체부들(3, 4) 사이에 억지 끼워 맞춤 연결이 발생되도록 하고, 2개의 차체부들(3, 4) 중의 하나의 수직 편향 이동이 방지되도록 하는 것이다. 이러한 목적을 위해, 장치는, 플랩 레버 방식으로 회전 중심에 대해 회전 이동을 수행하도록 하고, 장치(1)가 각각의 경우에, 차체부들(3, 4)에 고정되도록 구성된다. 장치(1)는, 자동차의 전체 중량에 가능한 적은 값을 더하기 위해, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조된다. 도 1, 2 및 3a에 도시된 바와 같이, 장치가 변형 또는 회전 중에 부서지지 않도록 하기 위해, 회전 중심(12)을 갖는 포켓(11)의 벽(15)은 적어도 부분적으로는 더 두꺼운 재료 두께를 갖는다.

Claims

벌집 형태의 공동 구조(2)를 갖고 제1 차체부(3)와 제2 차체부(4) 사이에 배치되는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1)에 있어서,
상기 장치(1)는 역학 에너지를 흡수하는 동안 변형될 수 있으며, 상기 변형은 2개의 차체부들(3, 4) 사이에 억지 끼워 맞춤 연결을 형성시키고,
장치(1)는 제2 차체부(4)가 내부로 돌출되는 포켓(11)을 가지며, 포켓(11)은 실질적으로 서로 평행한 2개의 벽들(14, 15)을 갖고,
포켓(11)의 한 쪽 벽(15)은 회전 중심(12)을 가지며, 장치(1)는 변형되는 동안 회전 중심(12)에 대하여 회전 방식으로 변형될 수 있고, 포켓(11)의 다른 쪽 벽(14)은 2개의 차체부들(3, 4) 사이에 억지 끼워 맞춤 연결이 형성될 수 있도록 제2 차체부(4)에 인접하게 위치될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1).
제1항에 있어서, 장치(1)에는 러그(5)가 형성되고, 러그의 단면은 벌집 형태인 공동을 가지며, 러그는 장치(1)가 변형되는 동안에 제1 차체부(3)의 돌기부(6)가 변형된 러그(5)에 의해 적어도 부분적으로 둘러싸이도록 돌기부(6)와 상호 작용하는 것을 특징으로 하는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1).
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제1항에 있어서, 장치(1)가 변형된 이후, 제1 차체부(3)와 제2 차체부(4) 사이에 힘의 흐름이 형성되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1).
제1항에 있어서, 회전 중심(12)을 갖는 포켓(11)의 벽(15)은 적어도 부분적으로는 벌집 형태의 공동 구조(2)의 다른 부분들보다 두꺼운 재료 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 장치(1)는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 차체부(3)는 자동차의 트렁크 영역이고, 제2 차체부(4)는 자동차의 객실 영역에 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1).
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 차체부(4)와의 나사 연결을 위해 중심 리셉터클(8)이 제공되는 것을 특징으로 하는, 자동차용 역학 에너지 흡수 장치(1).