KR20230002595A - 충돌의 결과로 다용도 차량에 에너지가 작용하는 경우 에너지를 소산시키는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 충돌의 결과로 다용도 차량에 에너지가 작용하는 경우 에너지를 소산시키는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 장치를 구비한 다용도 차량에 관한 것이다. 상기 장치(6)는 충돌 상황에서 변형되어 충격력을 감소시키는 변형 장치(10), 및 상기 변형 장치(10)를 다용도 차량(1)의 두 길이방향 프레임 부재(3)에 고정하기 위한 제 1 수용 요소(20) 및 제 2 수용 요소(20)를 포함한다. 변형 장치(10)는 제 1 단부 영역(10a)에서 제 1 수용 요소(20)에 연결되고 반대편의 제 2 단부 영역(10b)에서 제 2 수용 요소(20)에 연결된다. 여기서, 제 1 수용 요소(20) 및 제 2 수용 요소(20)는 제 1 수용 요소(20) 및 제 2 수용 요소가 길이방향 프레임 부재 중 하나에 각각 고정될 수 있는 방식으로 구성된다. 또한, 변형 장치(10)와 제 1 및 제 2 수용 요소(20)는, 상기 수용 요소들(20)이 길이방향 프레임 부재에 각각 고정되는 경우 변형 장치(10)가 길이방향 프레임 부재(3) 위에 그리고 길이방향 프레임 부재에 대해 횡방향으로 연장되도록 설계된다. 변형 장치는 하나 이상의 관형 충돌 스트럿(11)을 가질 수 있다. 이렇게 배치된 변형 장치(10)는 다용도 차량이 특히 앞서가는 트레일러와 충돌한 경우 길이방향 프레임 부재들 사이에 배치된 고전압 부품과 같은 부품을 보호한다.
Description
본 발명은 충돌의 결과로 다용도 차량에 에너지가 작용하는 경우 에너지를 소산시키는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 장치를 구비한 다용도 차량에 관한 것이다.
승용차가 다용도 차량과 충돌한 경우 승용차의 전방 영역이 다용도 차량 아래로 밀리는 것을 방지하기 위해, 언더라이드 보호장치들이 범퍼의 영역에 배치되어, 승용차가 다용도 차량 아래로 미끄러지지 않으면서, 충돌 시 발생하는 힘이 차량 프레임으로 전달되게 하는 것이 알려져 있다. 상기 전방 언더라이드 보호 장치는 한편으로는 승용차 운전자의 부상 위험을 줄이고 다른 한편으로는 정면 충돌 후에도 트럭의 전방 차축을 안전하게 안내하는 것을 보장한다. 특히, 언더라이드 보호 장치의 도로 위 400 mm의 최대 배치 높이가 규정되어 있다. 예를 들어, 공개 공보 DE 10 2004 026 280 A1이 참조된다.
다용도 차량이 앞서가는 다른 차량에 충돌한 경우 운전자가 운전실의 손상에서도 운전실에서 최소한의 손상으로 충돌을 견딜 수 있도록 충돌의 경우를 대비해 다용도 차량의 운전실을 설계하는 것도 실제로 알려져 있다.
실제로, 적어도 부분적으로 배터리로 구동되는 다용도 차량이 점점 더 많이 사용되고 있다. 크로스 부재에 의해 서로 연결된 2개의 길이방향 프레임 부재들을 갖는 섀시 프레임을 구비한 다용도 차량에서, 고전압(HV) 부품을 배치할 수 있는 위치는 길이방향 프레임 부재들 사이의 영역이고, 여기에는 예를 들어 배터리 팩 또는 기타 HV 부품이 부착될 수 있다. 이러한 HV 부품들은 충돌의 경우 손상되지 않도록 보호되어야 한다. 또한 충돌 시 배터리 팩에 높은 수준의 에너지가 도입되면 배터리 팩이 점화되고 매우 빠르고 강력하게 열이 발생하여 운전실에 갇힌 운전자의 생명을 위협할 수 있다.
그러나 지지 프레임 영역에 배치된 이러한 HV 부품들은 다용도 차량이 앞서가는 차량에 충돌한 경우, 알려진 언더라이드 보호 장치들에 의해 또는 충돌의 결과로 다용도 차량에 에너지가 작용할 때 에너지를 소산시키는 알려진 대책에 의해 충분히 안전하게 보호될 수 없다.
따라서, 특정 안전 목표를 달성하고 기존 충돌 보호 기술의 단점을 피하는 차량 설계가 필요하다. 특히, 본 발명의 과제는 차량 프레임의 영역에 배치된 HV 부품들을 더 잘 보호할 수 있는, 다용도 차량이 앞서가는 차량과 충돌한 경우 에너지를 소산시키는 개선된 기술을 제공하는 것이다.
상기 과제는 독립 청구항의 특징들을 갖는 장치에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들 및 응용들은 종속 청구항들의 대상이고 도면을 부분적으로 참조하여 다음 설명에서 더 상세히 설명된다.
본 발명의 기본 사상은 충돌의 경우 다용도 차량의 길이방향 프레임 부재 위의 영역을 특히 보호하는 것이다. 알려진 언더라이드 보호 장치들이 길이방향 프레임 부재 아래 영역을 보호하고 특수 운전실 구조들이 거기에 있는 운전자를 보호할 수 있지만, 길이방향 프레임 부재들 사이 및 바로 위의 영역은 충돌의 경우 충분히 보호되지 않는다. 특히 다용도 차량이 앞서가는 트레일러에 충돌한 경우 그 지지 프레임 및 적재 영역은 일반적으로, 충돌 시 트레일러가 길이방향 프레임 부재들 바로 위의 영역으로 정확히 침투할 수 있는 높이를 갖는다.
본 발명에 따르면, 충돌의 경우 변형되어 충격력을 감소시킬 수 있고, 차량 프레임, 바람직하게는 길이방향 프레임 부재에 이러한 방식으로 고정될 수 있는 변형 장치가 제공된다. 변형 장치는 조립된 상태에서 길이방향 프레임 부재 위에 그리고 길이방향 프레임 부재에 대해 횡방향으로 연장된다. 그 결과, 길이방향 프레임 부재들의 영역에 및/또는 길이방향 프레임 부재들 사이에 배치된 구동 부품들 또는 HV 부품들이 충돌의 경우 보호될 수 있다. 이는 거기에 배치된 고전압 배터리에 대해 특히 바람직한데, 그 이유는 고전압 배터리가 충돌의 경우 손상될 수 있을 뿐만 아니라 내연 기관과는 달리 폭발적으로 발화할 위험이 훨씬 더 크기 때문이다.
본 발명의 일반적인 관점에 따르면, 충돌의 결과로 다용도 차량에 에너지가 작용하는 경우 에너지를 소산시키는 장치가 제공된다. 다용도 차량은 알려진 방식으로 크로스 부재에 의해 서로 연결된 2개의 길이방향 프레임 부재를 갖는, 사다리 프레임이라고도 하는 차량 프레임을 포함한다.
에너지를 소산시키는 장치는 충돌 시 변형되어 충격력 또는 충격 에너지를 감소시킬 수 있는 변형 장치를 포함한다. 즉, 변형 장치는 충격 에너지의 일부를 흡수하고 및/또는 변형을 통해 의도적으로 감소시키도록 설계된다. 이를 위해 변형 장치는 하나 이상의 충돌 스트럿을 가질 수 있으며, 이는 아래에서 설명된다.
장치는 또한 변형 장치를 2개의 길이방향 프레임 부재에 고정하고 충격 에너지의 일부를 길이방향 프레임 부재로 도입하기 위한 2개의 수용 요소(이하에서, 제 1 및 제 2 수용 요소라고 함)를 포함한다. 이를 위해, 변형 장치는 제 1 단부 영역에서 제 1 수용 요소에 연결되고 반대편 제 2 단부 영역에서 제 2 수용 요소에 연결된다.
또한, 제 1 수용 요소 및 제 2 수용 요소는 충격 에너지의 일부를 사다리 프레임으로 도입하기 위해 제 1 수용 요소 및 제 2 수용 요소가 각각 길이방향 프레임 부재들 중 하나에 고정될 수 있도록 및/또는 고정되도록 설계된다. 이를 위해, 수용 요소들은 통상적인 치수, 표면 형상 및 길이방향 프레임 부재의 관통 구멍과 관련하여 압력 끼워맞춤 방식으로, 형상 끼워맞춤 방식으로 및/또는 재료 결합 방식으로 길이방향 프레임 부재에 고정되어, 충격 에너지의 일부를 길이방향 프레임 부재로 전달할 수 있도록, 적절하게 설계될 수 있다. 이의 특히 바람직한 구조적 실시예들이 아래에 설명되지만, 본 발명이 이에 제한되어서는 안 된다.
또한, 변형 장치와 제 1 및 제 2 수용 요소는, 수용 요소들이 각각 길이방향 프레임 부재에 고정되는 경우 변형 장치가 길이방향 프레임 부재 위에 그리고 길이방향 프레임 부재에 대해 횡방향으로 연장되도록, 바람직하게는 다용도 차량이 앞서가는 트레일러에 충돌한 경우 길이방향 프레임 부재들 사이에 배치된 고전압 장치를 보호하도록 설계된다. 다시 말해서, 변형 장치와 2개의 수용 요소는, 변형 장치가 길이방향 프레임 부재에 조립된 상태에서 길이방향 프레임 부재 위에 그리고 길이방향 프레임 부재에 대해 횡방향으로 연장되도록, 변형 장치가 수용 요소들에 의해 길이방향 프레임 부재들에 조립될 수 있게 설계된다. 이 경우, 변형 장치는 조립된 상태에서, 진행 방향으로 볼 때, 수용 요소들 앞에 배치된다. 길이방향 프레임 부재 위의 0 ~ 50 cm 범위가 특히 바람직한데, 그 이유는 다용도 차량이 앞서가는 트레일러에 충돌한 경우 이 범위가 트레일러의 침투 높이에 해당하기 때문이다.
바람직한 실시예에서, 변형 장치는 충돌의 경우에 변형되어 충격력을 감소시킬 수 있는 적어도 하나의 스트럿(이하에서, 충돌 스트럿이라고도 함)을 포함한다. 충돌 스트럿은 충돌의 경우 우수한 변형 특성과 관련하여 바람직하며 원하는 에너지 흡수 특성으로 쉽게 제조될 수 있다. 변형 장치의 조립 상태에서, 적어도 하나의 충돌 스트럿은 길이방향 프레임 부재 위에 그리고 길이방향 프레임 부재에 대해 횡방향으로 배치된다.
이 실시예의 바람직한 변형에 따르면, 적어도 하나의 스트럿은 만곡되는 방식으로 설계되며, 바람직하게는 수용 요소들과 관련하여 적어도 하나의 스트럿은 상기 수용 요소들로부터 멀어지는 방향으로 만곡되는 방식으로 설계된다. 즉, 변형 장치가 조립된 상태에서 스트럿은 진행 방향으로 만곡되고, 진행 방향에서 볼 때, 수용 요소들 전방에 배치된다. 이러한 만곡된 디자인은 적어도 하나의 충돌 스트럿의 개선된 보호 효과 및 변형 특성과 관련하여 특히 바람직하다. 스트럿은 바나나 모양 및/또는 호 모양일 수 있다.
더 바람직한 변형에서, 스트럿은 중공 프로파일로서 설계된다. 예를 들어, 스트럿은 관형으로, 예를 들어 다각형 튜브로 설계될 수 있다. 중공 프로파일은 낮은 중량 및 충돌 시 우수한 변형 거동과 고강도의 특별한 이점을 제공한다.
스트럿이 하나 이상의 내부 튜브와 외부 튜브를 포함하는 방식으로 스트럿을 설계하는 것이 가능하다. 이것은 충돌 스트럿의 디자인이 특히 바람직한 방식으로 제어되거나 최적화될 수 있다는 특별한 이점을 제공한다. 예를 들어, 내부 튜브는 외부 튜브보다 더 높은 품질의 재료로 제조될 수 있다. 예를 들어, 내부 튜브는 외부 튜브의 재료보다 더 높은 강도를 갖는 재료로 제조될 수 있다. 본 발명의 범위에서, 스트럿의 특히 우수한 변형 특성이 이러한 방식으로 달성될 수 있는 것으로 나타났다.
대안적으로 또는 추가적으로, 적어도 하나의 내부 튜브는 탄소 섬유 복합 재료로 제조되는 한편, 외부 튜브는 강관 및/또는 주조 부품으로 제조될 수 있다.
추가의 바람직한 실시예에서, 변형 장치는 하나가 다른 하나 위에 배치된 2개의 평행 스트럿들을 가질 수 있다. 이러한 방식으로 충돌 시 변형 장치의 에너지 흡수 특성이 더욱 향상될 수 있다. 변형 장치가 길이방향 프레임 부재에 조립된 상태에서, 2개의 스트럿들이 수직 방향으로 하나가 다른 하나 위에 배치된다. 3개 이상의 스트럿도 제공될 수 있다. 길이방향 프레임 부재들 위에 그리고 길이방향 프레임 부재들에 대해 횡방향으로 배치된 적어도 하나의 스트럿에 추가하여, 길이방향 프레임 부재의 높이에 배치되므로 길이방향 프레임 부재 위에 있지 않은 적어도 하나의 추가 스트럿을 제공하는 것도 가능하다.
다른 양태에 따르면, 케이블, 예를 들어 강철 케이블이 중공 프로파일로서 또는 관형으로 설계된 스트럿들 중 적어도 하나를 통해 당겨질 수 있다. 강철 케이블은 고정 요소들(아래 설명된 바와 같이), 수용 요소들 및/또는 길이방향 프레임 부재들에 부착되어 이러한 요소들로 더 많은 힘을 전달할 수 있다.
이 실시예의 가능한 변형에서, 변형 장치는, 하나가 다른 하나 위에 배치된 2개의 평행 스트럿들을 둘러싸고 거리를 유지하며 바람직하게는 상기 스트럿들에 그 에지에서 용접 구멍들을 통해 용접되는 결합 부분을 포함할 수 있다. 이것은 하나가 다른 하나 위에 배치된 평행 스트럿들의 안정성을 향상시킨다. 이 경우에, 결합 부분은 반대편 측면에서, 진행 방향에서 볼 때, 스트럿에 고정되는 2 개의 판형 및 클램프형 부분 요소들을 포함할 수 있다.
다른 양태에 따르면, 변형 장치는 2개의 고정 요소들을 가질 수 있으며, 그들 사이에 적어도 하나의 스트럿이 배치되고 단부에서 고정된다. 이 경우, 고정 요소들은 수용 요소와 압력 끼워맞춤 방식으로 및/또는 형상 끼워맞춤 방식으로 연결될 수 있고 및/또는 연결되며, 예를 들어 고정 요소들이 각각 수용 요소들 중 하나의 수용 요소의 수용 개구에 삽입되고 거기서 수용 요소와 압력 끼워맞춤 방식으로 연결될 수 있고 및/또는 연결된다.
스트럿은 고정 요소들에 용접될 수 있다. 적어도 하나의 스트럿과 고정 요소들을 별도의 구성요소로 제공하고 후속 용접을 하면 제조상의 이점이 있다. 변형 장치는 일체형 구성요소 또는 일체형 어셈블리로 설계될 수 있다. 적어도 하나의 스트럿과 2개의 고정 요소들을 포함하는 변형 장치는 예를 들어 주조 부품으로 제조될 수 있다.
고정 요소들의 바람직한 실시예에서, 고정 요소들은 구부러진 프로파일을 갖는다. 구부러진 프로파일은, 수용 요소가 각각 길이방향 프레임 부재에 고정되는 경우, 수용 요소에 직접 고정되는 고정 요소의 제 1 섹션이 수용 요소와 정렬되게 그리고 길이방향 프레임 부재의 길이방향에 대해 평행하게 연장되고, 적어도 하나의 스트럿이 부착된 고정 요소의 제 2 섹션은 상기 제 1 섹션에 이어지며 길이방향 프레임 부재의 길이방향과 관련해서 외부로 구부러지는 방식이다. 이는 다음과 같은 이점을 제공한다: 충돌 시 충돌 스트럿에 충격력이 작용하여 충돌 스트럿을 뒤로, 즉 진행 방향과 반대 방향으로 당긴다. 전술한 바와 같이 구부러진 프로파일의 경우, 약간 구부러진 제 2 섹션은 충돌 스트럿에 의해 전달되는 이 충격력에 의해 이제 중심을 향해, 즉 충돌 스트럿을 향해 약간 당겨진다. 따라서 충돌 시 상기 제 2 섹션은 길이방향 프레임 부재와 같은 높이로 정렬되고 구부러짐은 사라지거나 적어도 작아진다. 이것은 길이방향 프레임 부재의 길이 방향으로 더 큰 충돌 안정성과 힘 전달을 가능하게 한다.
또 다른 양태에 따르면, 수용 요소의 수용 개구는 수용 요소와 고정 요소 사이에 분할선을 각각 가질 수 있어, 고정 요소가 정지부까지 끼워맞춤부를 통해 수용 개구로 삽입될 수 있고 그 후 수용 요소와 고정 요소의 삽입된 영역에 있는 정렬된 리세스들을 통해 나사 결합될 수 있고 및/또는 나사 결합된다. 정지부를 갖는 이러한 분할선은 간단한 조립에 더하여 수용 요소와 고정 요소 사이의 추가 형상 끼워맞춤을 가능하게 한다.
추가 실시예에서, 제 1 수용 요소 및 제 2 수용 요소는, 제 1 수용 요소가 길이방향 프레임 부재들 중 하나의 길이방향 프레임 부재의 상부면에 그리고 제 2 수용 요소가 다른 길이방향 프레임 부재의 상부면에 고정될 수 있도록 및/또는 고정되도록 설계된다. 이것은 변형 장치가 길이방향 프레임 부재 위에 배치될 수 있도록 하기 위해 장치의 구조적으로 컴팩트한 설계를 가능하게 한다.
추가 실시예에 따르면, 수용 요소들은 각각 예각으로 수렴하는 2개의 측면들을 포함하는 쐐기형 중공 프로파일로서 설계되고, 상기 측면들 중 하나는 길이방향 프레임 부재들 중 하나의 길이방향 프레임 부재의 상부면에 고정될 수 있도록 설계되고, 변형 장치는 쐐기형 중공 프로파일의 쐐기 끝 반대편 측면에 부착된다. 이것은 수용 요소들의 구조적으로 컴팩트하고 동시에 안정적인 설계를 가능하게 한다. 길이방향 프레임 부재들 중 하나의 길이방향 프레임 부재의 상부면에 고정된 측면은 상기 길이방향 프레임 부재의 상부면과 실질적으로 동일한 폭을 가질 수 있고, 상기 길이방향 프레임 부재의 상부면에 있는 구멍 구조의 구멍들과 정렬되도록 배치될 수 있는 다수의 관통 개구들을 가질 수 있다.
추가 관점에 따르면, 크로스 부재에 의해 서로 연결된 2개의 길이방향 프레임 부재를 포함하고 여기에 설명된 바와 같은 에너지를 소산시키는 장치를 더 포함하는 다용도 차량, 바람직하게는 트럭이 제공된다.
전술한 바와 같이, 다용도 차량은 충돌의 결과로 다용도 차량에 에너지가 작용하는 경우 에너지를 소산시키는 장치를 가질 수 있다. 에너지를 소산시키는 장치는 충돌 시 변형되어 충격력을 감소시킬 수 있는 변형 장치와 상기 변형 장치를 다용도 차량의 2개의 길이방향 프레임 부재에 고정하기 위한 제 1 수용 요소 및 제 2 수용 요소를 포함한다. 변형 장치는 제 1 단부 영역에서 제 1 수용 요소에 연결되고 반대편 제 2 단부 영역에서 제 2 수용 요소에 연결된다. 이 경우에, 제 1 수용 요소는 길이방향 프레임 부재들 중 하나에, 바람직하게는 그 상부면에 고정되고, 제 2 수용 요소는 다른 길이방향 프레임 부재에, 바람직하게는 그 상부면에 고정된다. 본 발명에 따르면, 변형 장치는 길이방향 프레임 부재들 위에 그리고 길이방향 프레임 부재들에 대해 횡방향으로 연장된다.
다른 양태에 따르면, 길이방향 프레임 부재의 측면 및 수용 요소의 수직 측벽에 나사 결합되는 고정 플레이트가 제공될 수 있다. 이것은 길이방향 프레임 부재의 길이방향 축을 가로지르는 수평 방향으로 길이방향 프레임 부재에 부착된 장치의 안정성을 증가시킨다.
또한, 길이방향 프레임 부재의 상단 영역 및 그 위에 놓이는 수용 요소의 하단 영역을 클램프 형태로 둘러싸서 형상 끼워맞춤을 형성한 다음, 길이방향 프레임 부재의 상단 영역 및 그 위에 놓이는 수용 요소의 하단 영역에 나사 결합되는, 클램프 형태로 설계된 고정 요소(이하에서, 형상 끼워맞춤 요소라고 함)가 제공될 수 있다. 이러한 형상 끼워맞춤 요소에 의해, 길이방향 프레임 부재에 부착된 장치의 안정성이 더욱 증가될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서, 다용도 차량은 길이방향 프레임 부재들 사이에 그리고 운전실의 영역 아래 배치된, 다용도 차량의 배터리 드라이브의 적어도 하나의 고전압(HV) 부품을 갖는, 적어도 부분적으로 배터리로 구동되는 다용도 차량이다. 적어도 하나의 HV 부품은 배터리 팩 또는 인버터일 수 있다. 변형 장치는 운전실의 영역 아래에 그리고 진행 방향에서 볼 때 적어도 하나의 고전압 부품 앞에 배치되어, 다용도 차량이 앞서가는 트레일러에 충돌한 경우 적어도 하나의 고전압 부품을 보호한다.
전술한 장치는 또한 구성 요소로서의 장치가 다른 차량 모델 또는 시리즈에 걸쳐 동일한 패키지를 가질 수 있다는 이점을 갖는다. 장치는 조립 및 분해를 위해 여러 부분으로 설계될 수 있고 추가로 조립된 상태에서 형상 끼워맞춤을 제공한다. 따라서 형상 끼워맞춤은 주어진 하중 조건에서 충돌 스트럿이 무너지지 않고 구성 요소에 대한 허용 한계값이 허용 범위 내에 있도록 한다.
전술한 본 발명의 바람직한 실시예들 및 특징들은 임의로 서로 결합될 수 있다. 본 발명의 추가 세부사항들 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 설명된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지를 소산시키는 장치의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 장치의 평면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 장치의 정면도를 도시한다.
도 4는 도 1의 장치의 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 장치의 평면도를 도시한다.
도 3은 도 1의 장치의 정면도를 도시한다.
도 4는 도 1의 장치의 측면도를 도시한다.
동일하거나 동등한 요소들은 모든 도면에서 동일한 도면 부호로 표시되며 그 중 일부는 별도로 설명되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지를 소산시키는 장치(6)의 사시도를 도시한다.
도 1은 공지된 방식으로 설계된 트럭의 지지 프레임 또는 사다리 프레임(2)의 2개의 길이방향 프레임 부재(3)를 도시한다. 여기서, 길이방향 프레임 부재들(3)은 개방형 프로파일, 예를 들어 U-프로파일로 설계된다. 도 1에 도시된 길이방향 프레임 부재(3)의 섹션은 진행 방향 x에서 볼 때 길이방향 프레임 부재(3)의 전방 단부 영역(3b)이다.
예를 들어, 트럭은 배터리 구동식 트럭으로 설계될 수 있다. 이러한 배터리 구동식 트럭(1)에서, 배터리 팩 및/또는 전기 드라이브의 다른 고전압 부품은 길이방향 프레임 부재들(3) 사이와 운전실 영역 아래 영역, 즉 트럭의 전방 영역에 배치될 수 있다. 이것은 도 2에 도시되어 있다. 배터리 팩은 부착용 사다리 프레임(2)에 부착된다(미도시).
고전압 부품, 특히 배터리 팩은 내연 기관과는 달리 폭발적으로 발화할 위험이 훨씬 더 크기 때문에 충돌의 경우 손상으로부터 보호되어야 한다는 사실은 이미 위에서 확인되었다.
이 위험은 트럭(1)이 앞서가는 트레일러(도시되지 않음)와 충돌할 때 특히 높으며, 그 지지 프레임 및 적재 영역은 일반적으로 충돌 시 트레일러가 길이방향 프레임 부재 바로 위의 영역으로 정확히 침투할 수 있는 높이를 갖는다. 차량 전방(4)이 이러한 트레일러와 충돌한 경우 충격력은 도 1에서 화살표 F로 표시되고 길이방향 프레임 부재(3) 바로 위 영역에서 작용한다.
충돌의 경우 길이방향 프레임 부재(3) 위의 이 영역과 그에 따라 고전압 부품(5)을 별도로 보호하기 위해, 변형 장치(10)가 길이 방향 프레임 부재(3)의 전방 단부 영역에서 길이방향 프레임 부재 위에 그리고 길이방향 프레임 부재에 대해 횡방향으로, 즉 Y 방향으로 연장되도록, 변형 장치(10)가 길이방향 프레임 부재(3)에 배치되어 고정된다.
변형 장치(10)는 예를 들어 충돌 시험과 같은 실험적 시험에 기초하여 충돌의 경우 변형되어 충격력 또는 충격 에너지를 감소시키도록 설계된다. 변형 장치는 충격 에너지의 일부를 흡수하고 및/또는 변형에 의해 의도대로 감소시키도록 설계되어, 변형 장치(10)의 구성 요소들이 뒤의 구성 요소를 변형시키거나 너무 심하게 손상시키지 않고 트럭이 제동된다.
이를 위해, 변형 장치는 하나 이상의 충돌 스트럿(11)을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 변형 장치(10)는 하나가 다른 하나 위에 배치된 2개의 평행 충돌 스트럿(11a, 11b)을 포함한다. 충돌의 경우, 충돌 스트럿들(11a, 11b)은 충격력(F)의 작용 하에서 변형되어 충격력을 적어도 부분적으로 감소시킬 수 있다. 스트럿들(11a, 11b)은 진행 방향 x, 즉 충격력의 방향과 반대 방향으로 만곡되어 있다. 스트럿들(11a, 11b)은 내부 튜브(14)와 외부 튜브(13)를 갖는 중공 프로파일, 여기서는 다각형 튜브로 설계된다.
충돌의 경우, 튜브 시스템(11a, 11b)의 의도된 변형을 통해 충돌 에너지가 충돌 스트럿(11a, 11b)의 변형에 의해 부분적으로 감소되고, 부분적으로는 앞선 차량으로 전달되고 부분적으로는 충돌하는 트럭으로 허용 범위로 유입된다.
변형 장치(10)는 측면 단부 영역(10a, 10b) 각각에 고정 요소(15)를 구비하여, 2개의 충돌 스트럿(11a, 11b)이 외부 고정 요소들(15) 사이에 배치되고 단부에서 이들에 고정된다. 고정 요소들(15)은 2개의 섹션(16, 17)을 포함한다. 즉, 길이방향 프레임 부재(3)에 고정된 수용 요소(20)에 고정하기 위한 제 1 섹션(16) 및 충돌 스트럿(11a, 11b)을 홀딩하기 위한 제 2 섹션(17)을 포함한다. 제 2 섹션은 단지 예로서 y-방향으로 오프셋된 2개의 고정 플레이트를 포함하고, 상기 고정 플레이트들은 각각 충돌 스트럿(11a, 11b)의 외주에 맞춰져서 충돌 스트럿을 수용하는 수용 개구를 갖는다. 충돌 스트럿들(11a, 11b)은 접촉 에지를 통해 제 2 섹션(17)에 용접된다.
또한, 고정 요소들(15)은 구부러진 프로파일을 가지며, 이는 도 2의 평면도에 명확히 나타난다. 구부러진 프로파일은, 수용 요소(20)에 직접 고정되는 고정 요소(15)의 제 1 섹션(16)이 수용 요소(20)와 정렬되게 그리고 길이방향 프레임 부재(3)의 길이 방향 x에 대해 평행하게 연장되고, 이에 이어지는 고정 요소(15)의 제 2 섹션(17)은 길이방향 프레임 부재(3)의 길이방향과 관련해서 외부로 구부러져 구부러짐 포인트(16a)가 형성되는 것을 특징으로 한다. 충돌의 경우 충돌 스트럿(11a, 11b)에 충격력(F)이 작용하면, 이들은 F 방향으로 당겨져 변형된다. 약간 구부러진 제 2 섹션(17)은 이제 중심을 향해, 즉 충돌 스트럿(11a, 11b)을 향해 약간 당겨진다. 따라서, 충돌의 경우에, 이 제 2 섹션(17)은 길이방향 프레임 부재(3)와 정렬되고 구부러짐이 사라지거나 적어도 작아진다. 이것은 길이방향 프레임 부재의 길이 방향으로 더 큰 충돌 안정성과 힘 전달을 가능하게 한다.
변형 장치(10)의 강도와 안정성을 더욱 증가시키기 위해, 하나가 다른 하나 위에 배치된 2개의 평행 스트럿(11a, 11b)을 중앙 영역에서 둘러싸고, 거리를 유지하며 상기 스트럿들과 그 에지에서 용접 구멍들을 통해 용접되는 결합 부분(12)이 제공된다. 이 경우, 결합 부분(12)은 반대편 측면에서, 진행 방향에서 볼 때, 스트럿들(11a, 11b)에 고정되는 2개의 판형 및 클램프형 부분 요소들을 갖는다. 부분 요소들은 용접 구멍들을 갖고, 이들을 통해 그리고 이들의 에지들에서 스트럿들(11a, 11b)에 용접될 수 있다. 스트럿들(11a, 11b) 사이에는 결합 부분(12)의 웨브 섹션이 x-방향으로 연장되며, 상기 웨브 섹션의 높이는 스트럿들(11a, 11b)의 거리를 유지하기 위해 z-방향으로 스트럿들(11a, 11b) 사이의 거리에 해당한다.
변형 장치(10)는 여기서 수용 요소(20)라고 하는 2개의 측면 리셉터클을 통해 길이방향 프레임 부재(3)에 고정된다. 수용 요소(20) 각각은 길이방향 프레임 부재들(3) 중 하나에 부착된다.
여기에 도시된 예시적인 실시예에서, 수용 요소들(20)은 각각 예각으로 수렴하는 2개의 측면들(25, 26)을 포함하는 쐐기형 중공 프로파일로서 설계되고, 상기 측면들 중 하부 측면은 길이방향 프레임 부재들(3) 중 하나의 길이방향 프레임 부재의 상부면(3a) 상에 놓여 이것과 나사 결합된다. 길이방향 프레임 부재의 상부면(3a)과 수용 요소(20)의 하부 측면(26) 사이에 z-방향의 나사 결합부(22)가 도 2에 도시되어 있다.
도 1은 또한 길이방향 프레임 부재(3)의 상단 영역 및 그 위에 놓이는 수용 요소(20)의 하단 영역을 클램프 형태로 둘러싸서 형상 끼워맞춤을 형성하는, 클램프 형태로 설계된 형상 끼워맞춤 요소(40)를 도시한다. 따라서, 형상 끼워맞춤 요소는 y-방향으로 부착된 다음, 길이방향 프레임 부재(3)의 상단 영역 및 그 위에 놓인 수용 요소(20)의 단부 영역에 나사 결합된다.
변형 장치(10)를 수용 요소들(20)에 고정하기 위해, 고정 요소들(15)은 수용 요소들(15) 중 하나의 수용 요소의 수용 개구(24) 내로 각각 삽입되고 거기서 수용 요소(15)에 나사 결합된다.
수용 개구(24)는 쐐기형 수용 요소(20)의 뾰족하지 않은 단부 영역에 의해 형성된다. 이 경우에, 고정 요소(15)는 정지부(18)까지 끼워맞춤부(19)를 통해 수용 개구(24) 내로 삽입된 다음, 수용 요소(20) 및 고정 요소(15)의 삽입된 영역에 있는 정렬된 리세스들을 통해 나사 결합된다. 도면 부호 21은 이 나사 결합부를 나타낸다. 수용 요소(20)와 고정 요소(15) 사이에 정지부(18)를 갖는 이러한 분할선(23)은 간단한 조립에 더하여 수용 요소와 고정 요소 사이의 추가 형상 끼워맞춤을 가능하게 한다.
끝으로, 길이방향 프레임 부재(3)의 측면(3c)과 수용 요소(20)의 수직 측벽(27)에 나사 결합되는(도시되지 않음) 구멍 구조를 갖는 고정 플레이트(30)가 제공된다.
요약하면, 진행 방향 x에서 볼 때 고전압 부품(5) 앞에 배치되는 적어도 하나의 충돌 스트럿(11)을 갖는 변형 장치(10)는 다용도 차량이 다른 차량, 특히 앞서가는 트레일러와 충돌한 경우 고전압 부품을 보호할 수 있다.
본 발명이 특정 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 균등물이 대체될 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 실시예들로 제한되어서는 안 되며, 첨부된 청구범위의 범위에 속하는 모든 실시예를 포함해야 한다. 특히, 본 발명은 인용된 청구항들과 독립적으로 종속 청구항들의 대상 및 특징에 대한 보호를 청구한다.
1: 다용도 차량
2: 사다리 프레임
3: 길이방향 프레임 부재
3a: 길이방향 프레임 부재의 상부면
3b: 길이방향 프레임 부재의 전방 단부 영역
3c: 측면
4: 차량 전방
5: 고전압 부품, 예를 들어 배터리 팩
6: 에너지를 소산시키는 장치
10: 변형 장치
10a: 제 1 단부 영역
10b: 제 2 단부 영역
11: 스트럿
11a: 하부 스트럿
11b: 상부 스트럿
12: 결합 부분
13: 외부 튜브
14: 내부 튜브
15: 고정 요소
16: 제 1 섹션
16a: 구부러짐
17: 제 2 섹션
17a: 리세스
18: 정지부
19: 끼워맞춤부
20: 수용 요소
21: 나사 결합부
22: 나사 결합부
23: 분할선
24: 수용 개구
25: 상부 측면
26: 하부 측면
27: 수직 측벽
30: 고정 플레이트
40: 형상 끼워맞춤 요소
2: 사다리 프레임
3: 길이방향 프레임 부재
3a: 길이방향 프레임 부재의 상부면
3b: 길이방향 프레임 부재의 전방 단부 영역
3c: 측면
4: 차량 전방
5: 고전압 부품, 예를 들어 배터리 팩
6: 에너지를 소산시키는 장치
10: 변형 장치
10a: 제 1 단부 영역
10b: 제 2 단부 영역
11: 스트럿
11a: 하부 스트럿
11b: 상부 스트럿
12: 결합 부분
13: 외부 튜브
14: 내부 튜브
15: 고정 요소
16: 제 1 섹션
16a: 구부러짐
17: 제 2 섹션
17a: 리세스
18: 정지부
19: 끼워맞춤부
20: 수용 요소
21: 나사 결합부
22: 나사 결합부
23: 분할선
24: 수용 개구
25: 상부 측면
26: 하부 측면
27: 수직 측벽
30: 고정 플레이트
40: 형상 끼워맞춤 요소
Claims (18)
- 충돌의 결과로 다용도 차량(1)에 에너지가 작용하는 경우 에너지를 소산시키는 장치(6)로서, 크로스 부재에 의해 서로 연결된 2개의 길이방향 프레임 부재들(3)을 가지며, 상기 장치(6)는
충돌의 경우 변형되어 충격력을 감소시킬 수 있는 변형 장치(10), 및
상기 변형 장치(10)를 상기 다용도 차량(1)의 상기 2개의 길이방향 프레임 부재들(3)에 고정하기 위한 제 1 수용 요소(20) 및 제 2 수용 요소(20)를 포함하고, 상기 변형 장치(10)는 제 1 단부 영역(10a)에서 상기 제 1 수용 요소(20)에 연결되며 반대편 제 2 단부 영역(10b)에서 상기 제 2 수용 요소(20)에 연결되고,
상기 제 1 수용 요소(20) 및 상기 제 2 수용 요소(20)는 상기 제 1 수용 요소(20) 및 상기 제 2 수용 요소가 각각 상기 길이방향 프레임 부재들(3) 중 하나에 고정될 수 있도록 설계되고,
상기 변형 장치(10)와 상기 제 1 및 제 2 수용 요소(20)는, 수용 요소들(20)이 상기 길이방향 프레임 부재들(3)에 각각 고정되는 경우 상기 변형 장치(10)가 상기 길이방향 프레임 부재들(3) 위에 그리고 상기 길이방향 프레임 부재들(3)에 대해 횡방향으로 연장되도록 설계되는, 에너지를 소산시키는 장치(6). - 제 1 항에 있어서, 상기 변형 장치(10)는 충돌의 경우 변형되어 충격력을 감소시킬 수 있는 적어도 하나의 스트럿(11)을 갖는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스트럿(11)은 만곡되는 방식으로 설계되고, 바람직하게는 상기 수용 요소들(20)과 관련해서 상기 적어도 하나의 스트럿(11)이 상기 수용 요소들로부터 멀어지는 방향으로 만곡되는 방식으로 설계되는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 스트럿(11)은 중공 프로파일로 설계되는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트럿(11)은 하나 이상의 내부 튜브(14) 및 외부 튜브(13)를 포함하는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 5 항에 있어서, 상기 내부 튜브(14)는
a) 상기 외부 튜브(13)의 재료보다 더 높은 강도를 갖는 재료로 제조되고; 및/또는
b) 탄소 섬유 복합 재료로 제조되는, 에너지를 소산시키는 장치(6). - 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 장치(10)는 하나가 다른 하나 위에 배치된 2개의 평행 스트럿들(11a, 11b)을 갖는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 7 항에 있어서, 상기 변형 장치(10)는, 하나가 다른 하나 위에 배치된 2개의 평행 스트럿들(11a, 11b)을 둘러싸며 거리를 유지하고 바람직하게는 상기 스트럿들에 그 에지에서 용접 구멍들을 통해 용접되는 결합 부분(12)을 포함하는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 장치(10)는 2개의 고정 요소들(15)을 가지며, 상기 고정 요소들(15) 사이에 적어도 하나의 스트럿(11)이 배치되고 단부에서 고정되고, 상기 고정 요소들(15)는 각각 상기 수용 요소들(15) 중 하나의 수용 요소의 수용 개구(24) 내로 삽입되고, 거기에서 상기 수용 요소(15)에 압력 끼워맞춤 방식으로 및 형상 끼워맞춤 방식으로 연결될 수 있고 및/또는 연결되는, 에너지를 소산시키는 장치(16).
- 제 9 항에 있어서, 상기 수용 요소들(20)이 상기 길이방향 프레임 부재들(3)에 각각 고정되는 경우, 상기 수용 요소(20)에 직접 고정되는 상기 고정 요소(15)의 제 1 섹션(16)은 상기 수용 요소(20)와 정렬되게 그리고 상기 길이방향 프레임 부재(3)의 길이 방향에 평행하게 연장되고, 상기 적어도 하나의 스트럿(11)이 고정된 상기 고정 요소(15)의 제 2 섹션(17)은 상기 제 1 섹션(16)에 이어지며 상기 길이방향 프레임 부재(3)의 길이 방향과 관련해서 외부로 구부러지는(16a) 방식으로, 상기 고정 요소(15)는 구부러진 프로파일을 갖는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 고정 요소(15)는 정지부(18)까지 끼워맞춤을 통해 상기 수용 개구(24) 내로 삽입될 수 있고, 그 다음 정렬된 리세스들을 통해 나사 결합될 수 있고 및/또는 나사 결합되는(21) 방식으로, 상기 수용 요소들의 상기 수용 개구(24)는 수용 요소(20)와 고정 요소(15) 사이의 분할선(23)을 갖는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변형 장치(10)는 일체형 부품 또는 일체형 어셈블리로 설계되거나, 또는 상기 고정 요소(15)는 적어도 하나의 스트럿(11)에 용접되는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 수용 요소(20) 및 상기 제 2 수용 요소(20)는 상기 제 1 수용 요소(20)가 상기 길이방향 프레임 부재들 중 하나의 길이방향 프레임 부재의 상부면(3a)에 고정될 수 있고 상기 제 2 수용 요소가 다른 길이방향 프레임 부재(3)의 상부면(3a)에 고정될 수 있도록 설계되는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 제 13 항에 있어서, 상기 수용 요소들(20)은 각각 예각으로 수렴하는 2개의 측면(25, 26)을 포함하는 쐐기형 중공 프로파일로서 설계되고, 상기 측면들 중 하나의 측면(26)은 상기 길이방향 프레임 부재들(3) 중 하나의 길이방향 프레임 부재의 상부면(3a)에 고정될 수 있도록 설계되고, 상기 변형 장치(10)는 상기 쐐기형 중공 프로파일의 쐐기 끝 반대편 측면에 고정되는, 에너지를 소산시키는 장치(6).
- 다용도 차량(1)으로서,
a) 크로스 부재에 의해 서로 연결된 2개의 길이방향 프레임 부재(3); 및
b1) 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 에너지를 소산시키는 장치(6); 또는
b2) 충돌의 결과로 다용도 차량에 에너지가 작용하는 경우 에너지를 소산시키는 장치(6)를 포함하고, 상기 에너지를 소산시키는 장치(6)는
충돌의 경우 변형되어 충격력을 감소시키는 변형 장치(10), 및
상기 변형 장치(10)를 상기 다용도 차량(1)의 상기 2개의 길이방향 프레임 부재(3)에 고정하기 위한 제 1 수용 요소(20) 및 제 2 수용 요소(20)를 포함하고, 상기 변형 장치(10)는 제 1 단부 영역(10a)에서 상기 제 1 수용 요소(20)에 연결되며 반대편 제 2 단부 영역(10b)에서 상기 제 2 수용 요소(20)에 연결되고, 상기 제 1 수용 요소(20) 및 상기 제 2 수용 요소(20)는 상기 길이방향 프레임 부재들(3)에, 바람직하게는 그 상부면(3a)에 고정되고;
상기 변형 장치(10)는 상기 길이방향 프레임 부재들(3) 위에 그리고 상기 길이방향 프레임 부재들(3)에 대해 횡방향으로 연장되는, 다용도 차량(1). - 제 15 항에 있어서, 상기 길이방향 프레임 부재(3)의 측면(3c) 및 상기 수용 요소(20)의 수직 측벽(3)에 나사 결합되는 고정 플레이트(30)를 더 포함하는, 다용도 차량(1).
- 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 길이방향 프레임 부재(3)의 상단 영역 및 그 위에 놓인, 상기 수용 요소(20)의 하단 영역을 클램프 형태로 둘러싸서 형상 끼워맞춤을 형성한 다음, 상기 길이방향 프레임 부재(3)의 상단 영역 및 그 위에 놓인, 상기 수용 요소(20)의 하단 영역과 나사 결합되는, 클램프 형태로 설계된 형상 끼워맞춤 요소(40)를 더 포함하는, 다용도 차량(1).
- 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 다용도 차량은 상기 다용도 차량의 배터리 드라이브의 적어도 하나의 고전압 부품(5)을 포함하는 배터리 구동식 다용도 차량이고, 상기 고전압 부품(5)은 상기 길이방향 프레임 부재들(3) 사이에 그리고 운전실의 영역 아래에 배치되고, 상기 변형 장치(10)는 진행 방향에서 볼 때 상기 적어도 하나의 고전압 부품(5) 앞에 배치되어, 상기 다용도 차량(1)이 앞서가는 트레일러에 충돌한 경우 상기 적어도 하나의 고전압 부품(5)을 보호하는, 다용도 차량(1).
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|---|---|---|---|
| DE102020110189.9 | 2020-04-14 | ||
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