NO171051B - Stoetfangeranordning for kjoeretoeyer - Google Patents

Description

Oppfinnelsen omfatter en støtfangerinnretning i energiopptakende utførelse for nyttekjøretøyer, ifølge kravinn-ledningen.

Ved frontalsammenstøt mellom et nyttekjøretøy (i det følgende kalt lastebil) og en personbil er risikoen svært ulikt fordelt. På grunn av den ulike masse-, hhv energifordeling, er risikoen for at en personbil, hhv for at de som sitter i personbilen, skal komme til skade ved et sammenstøt langt høyere enn de er for en lastebil, hhv. for lastebilens fører. I tillegg til masseforholdene kommer problemet med fikseringen av personbilen ved sammenstøtet med lastebilen, fordi energitilførselen spesielt for en personbil finner sted i en høyde over kjørebanen hvor personbilen ikke har en struktur for opptak av energi, og dermed kan den bli overkjørt eller rullet over av lastebilen. FR 2 383 047 foreslår å benytte konvensjonelle støtfangere i to plan for å ta hensyn til høydeforskjellen mellom lastebiler og personbiler.

Det er oppfinnelsens oppgave å utforme en støtfanger-innretning som nevnt innledningsvis, på en slik måte at risikoen for en frontalt sammenstøtende personbil reduseres i betydelig grad.

Oppgaven løses ifølge oppfinnelsen ved hjelp av de i kravene anførte trekk.

Med støtfangerinnretningen ifølge oppfinnelsen blir en del av bevegelsesenergien ved et sammenstøt omvandlet til deformeringsenergi eller liknende ved hjelp av en struktur som tar opp energi og som i og for seg er kjent. Ved at den sam-menstøtende personbil samtidig avledes, kompenseres den ulike masse- og energifordeling mellom begge kjøretøyer så lenge lastebilen ennå er i bevegelse og faren for at personbilen rulles over av lastebilen reduseres derved vesentlig.

Støt f anger anordningen kan enten være støtfangende selv, en innretning anordnet under støtfangeren, som for eksempel en frontspoiler, eller eventuelt begge komponenter på en gang.

I en fremstillingsteknisk enkel utførelse er den komponent som tjener som støtfanger i anordningen hvelvet, dvs. med bueliknende lengdesnitt, noe som imidlertid fører til en

forlengelse av kjøretøyet.

Ifølge en ytterligere utforming av . oppfinnelsen er frontspoileren, hhv. støtfangeren, innbefattet i et samlet system på en slik måte at disse komponenter med hjelp av et egnet system for avstandsmåling før et sammenstøt kjøres ut i en stilling hvor en avledning av den påkjørende personbil er mulig. Med denne løsning opprettholdes normalt lastebilens lengde og likevel økes deformasjonslengden i tilfelle sammenstøt og samtidig muliggjøres en avledning.

Oppfinnelsen forklares i det følgende på grunnlag av de skjematiske tegninger hvor figur 1 viser frontene av en lastebil og av en personbil sett fra siden for å kunne forklare forholdene ved et frontalsammenstøt, figur 2 viser området av et mulig frontalsammenstøt mellom en lastebil og en personbil sett ovenfra og figurene 3-8 viser en utførelse av støtfangeranordningen.

Fronten av en lastebil er ifølge figur 1 kjennetegnet ved den nedre del av førerkabinen 1, forhjulet 2, skjermen 3, rammekonstruksjonen 4, støtfangeren 5, samt en front spoiler 6 som er anbrakt under støtfangeren 5. Av en personbil er det vist et forhjul 7, frontdelen av karosseriet 8 og en i karosseriet 8 integrert støtfanger 9.

Det kan tydelig sees at lastebilens støtfanger 5 ligger betydelig over personbilens støtfanger 9, slik at begge støt-fangere 5, hhv. 9, ikke virker sammen ved et frontalsammenstøt. Dersom lastebilens frontspoiler 6 bare har vindledningsfunksjon, noe som er vanlig, så har den en forholdsvis lett konstruksjon som neppe er i stand til å oppta energi ved et sammenstøt. Frontspoileren 6 forhindrer altså ved et sammenstøt neppe at personbiler kommer under lastebilen, eller personbilen støter mot fronten av rammekonstruksjonen 4 og deformeres der i større eller mindre grad. Støtfangeren 5 på lastebilen har omtrent ingen virkning da den i hovedsak trykker sammen karosseriet 8 på den inntrengende personbil, noe som forbruker lite energi. Derfor opptas energien først av kupéen som derved deformeres og da ikke mer har overlevelsesrom for de som sitter der.

Det er imidlertid kjent at frontspoileren 6 kan utformes med en struktur som tar opp energi, slik at en større del av bevegelsesenergien kan tas opp. Det ulike masseforhold mellom begge kjøretøyene forblir imidlertid, og personbilen skyves mot sin kjøreretning, hhv. overkjøres delvis av lastebilen som på grunn av sin høye vekt kjører praktisk, talt uretardert videre.

For å avhjelpe dette utformes støtfangeranordningen for lastebilen i tillegg til det energiopptakende utstyr på en slik måte at den påkjørende personbil ledes vekk fra lastebilen slik at den videre bevegelse av lastebilen ikke forårsaker ytterligere skader. Utførelser av slike støtfangeranordninger er vist i figurene 3-8.

Utførelseseksemplet ifølge figur 3 viser en teknisk enkel løsning hvor støtfangeranordningen, dvs. frontspoileren eller støtfangeren 20 i anordningen, er hvelvet i retning fremover. I lengdesnitt kan den utgjøre en sirkelbue, hvor radien er valgt slik at støtfangeranordningenen 20 ikke øker kjøretøyets 21 vendekrets R, dvs. at konturen av komponent 20 ligger innenfor vendekretsradien R. Det påkjørende kjøretøy vil da treffe på en flate som står på skrå i forhold til dets kjøreretning 22 og avledes tilsvarende (pilretning 25). Ved løsningen ifølge figur 3 forlenges den samlede lengde på grunn av støtfangerens 20 hvelving, slik at denne løsning er egnet for kjøretøyer hvor den samlede lengde ligger under den maksimalt tillatte kjøretøy-lengde.

Figurene 4 og 5 viser utførelser som også kan anvendes for kjøretøyer som allerede med konvensjonelle støtfangere når lengdegrensen. Denne utførelse består i det vesentlige i at støtfangeranordningens avledende komponenter ved normal kjøring har posisjon som er konvensjonell støtfanger, og først forskyves fremover ved fare for sammenstøt under økning av kjøretøyets lengde på en slik måte at den ved en egnet stilling av de utoverbevegede komponenter muliggjør en avledning av personbilen. For dette er det nødvendig med en styring som signaliserer at et kjøretøy nærmer seg frontalt slik at en forskyvningsmekanisme kan aktiveres. En slik situasjon er eksempelvis fremstilt i figur 2, hvor en måle- og avstandssensor 18, for eks. et kjent radar-eller lasersystem i lastebilen 1 signaliserer at en personbil 8 nærmer seg, og avhengig av den hastighet den nærmer seg med, avstanden mellom personbilen og lastebilen og den ønskede observasjonssektor, aktiverer en styremekanisme for støt-fanger anordningen for ved hjelp av denne å kjøre ut avledningskomponentene. Dette finner sted umiddelbart før sammenstøtet og gjennomføres automatisk når kriterier som er .bestemt empirisk eller ved beregninger er nådd.

Støtfangeren i anordningen kan være utformet i to deler, som vist i figur 4. Ved normal drift ligger begge komponentdeler 30 og 31, som for eksempel er forbundet med kjøretøyet på siden ved 32, 33, med hver sin frie ende mot kjøretøyets front; denne stilling er vist med en hel linje i figur 4. Før et sammenstøt svinges begge komponentdeler 30 og 31 fremover, slik at det dannes en hvelvet støtflate (stilling vist med stiplede linjer). For å unngå en spalte mellom begge frie ender på komponentene 30 og 31 når de befinner seg i fremover-skjøvet stilling, er komponent 30 utstyrt med et avsnitt 34 som er bøyd mot kjøretøyet og som i normalstilling strekker seg inn bak den annen komponent 31 og lukker den åpning som ellers ville oppstå i fremoverskjøvet stilling. De komponenter 30 og 31 som kan beveges utover kan i lengdesnitt være rette eller lett hvelvet.

Avsnittet 34 som er forbundet med den ene komponent 30 kan imidlertid også, som fig. 5 viser, utformes og utkjøres atskilt. I fig 5 er det utkjøringskomponent 12. Sidekomponentene 10 og 11 er nær ved sine ytre ender svingbare om et ledd 14, hhv. 15, med vertikal aksel, og er lagret på energiopptakende vis på rammekonstruksjonen 4. Så langt tilsvarer denne utførelse den utførelsesform som er vist i figur 4. Den tredje komponent 12 som er anordnet i midten er utformet som et glidestykke som er translatorisk forskyvbart i kjøretøyets lengderetning. Sammen-støtsystemet befinner seg normalt ifølge figur 5 i den drifts-stilling I som er vist med stiplede linjer. Forskyvningsbevegel-sen i stilling II bevirkes før sammenstøtet ved hjelp av det forannevnte måle- og avstandsbestemmelsessystem.

Også i dette tilfelle kan avledningskomponentene i lengdesnitt være utformet rette eller hvelvet. For fremkjøring av avledningskomponentene 10, 11, 12 er hydrauliske eller pneumatiske forskyvningsmekanismer 16 egnet, som eksempelvis vist i figur 5. Hver avledningskomponent er utformet slik at den er tilstrekkelig motstandsdyktig mot støtkrefter.

Sammenstøtningssystemet må imidlertid for opptak av kinetisk energi være konstruert på deformerbart vis, for eksempel med sandwich- eller rammestrukturer. Sammenstøtsystemer med utkjørbare komponenter har videre den fordel at deformerings-lengden blir større, hvorved et ytterligere bidrag til reduksjon av følgene av sammenstøt er tilveiebrakt. Ifølge en spesielt fordelaktig utforming av oppfinnelsen, uten at kjøretøyet ved normal drift må forlenges, blir støtfangeranordningens deforme-ringslengde ved en frontkollisjon forlenget, slik at dermed risikoen for at begge kjøretøyer skal skyve seg inn i hverandre reduseres. Lastebilen vil også på denne måte overta en høyere andel av energiopptaket enn det som er tilfelle med vanlige støtfangere.

Den utkjørbare del av støtf angeranordningen kan i dette tilfelle være enten støtfangeren selv, en innretning som er anordnet under støtfangeren, som for eksempel en frontspoiler, eller eventuelt begge komponenter samtidig eller deler av komponentene. Forskyvningen vil alt etter utformingen av kjøretøyets frontdel være en parallell- eller skråforskyvning eller det kan også være en svingebevegelse.

Utkjøringsprosessen kan ifølge en utførelsesform av oppfinnelsen gjennomføres svært hurtig. Egnet for dette er gassreservoarer med høyt trykk, luftposer (air-bags) som for eksempel allerede er kjente for anvendelse som beskyttelse av passasjerer, fjærsystemer eller andre systemer for lagring av energi hvor en skyvekraft kan utnyttes momentant.

For å innlede utkjøringen er egnet en måle- og avstandssensor med tilhørende styresystem som kan signalisere en personbil for sammenstøtet og kan avgi et styresignal for utkjøringen tidsnok før sammenstøtet. Som sensor kan det fortrinnsvis også anvendes en tåkesiktsensor, som kjøretøyet allerede kan være utrustet med. Med en slik sensor observeres minsteavstanden til forankjørende kjøretøy i tåke avhengig av siktlengden, eventuelt bremses kjøretøyet for å holde minsteavstanden. Ved å innprogrammere en ytterligere styringskarakteri-stikk kan tåkebeskyttelsessystemet samtidig benyttes for igangsetting av utkjørelsesinnretningen.

Figurene 6-8 viser skjematisk støtfangeranordninger hvor den kinetiske energi ødelegges ved et eventuelt sammenstøt. På kjøretøy 1 er en støtfanger eller spoiler 40 som tjener som støtfanger i anordningen anbrakt i den posisjon som er vanlig for lastebiler, men festet på en slik måte at støtfangeren 40 kan kjøres ut under innvirknig av en foroverettet kraft F. Når støtfangeren befinner seg i utkjørt stilling 41 er den forbundet med en struktur som tar opp energi, noe som er symbolisert i tegningen med leddforbundne stenger 42.

For utkjøring av støtf angeranordningen 41, 42 forutsettes ifølge figur 6 en såkalt air-bag 43, som er festet på kjøretøyets rammekonstruksjon bak støtfangeren 40, og som når det er nødvendig utvider seg eksplosjonsartig og derved skyver støtfangeren 40 forover i stillingen 41. På denne måte økes lastebilens deformasjonslengde fremover, slik at energiopptaket begynner i en større avstand mellom personbilen og rammekonstruksjonen 4.

I stedet for en air-bag 43 kan det benyttes et pneumatisk eller hydraulisk system som ifølge figur 7 kan bestå av trykksylindre 43 som er aktiverbare ved hjelp av et gassreservoar 46 som står under høyt trykk. Ved at trykksylindrene 43 i seg selv utformes slik at de er deformerbare, overtar disse samtidig en del av energiopptaket. Figur 8 viser en utførelse hvor utkjøringskraften F utøves av et spent fjærsystem 50.

De foran beskrevne utførelser omfatter et system som lagrer potensiell energi som så eksplosjonsartig kan overføres i bevegelsesenergi. For igangsetting av utkjøringen forutsettes en styreinnretning 31 som er antydet i figur 8 og som i avhengig-het av målesignalene fra en måle- og avstandssensor 52 aktiverer et manøvreringsledd 53, for eksempel

ved at det utløses, for innledning av utkjøringsbevegelsen.

Det kan imidlertid også benyttes fremoverskyvende innretninger som ikke arbeider eksplosjonsartig og som er utformet med konvensjonelle fremoverskyvende mekanismer. En slik innretning kan for eksempel omfatte den i figur 7 viste trykk-sylinder 43 i forbindelse med en pumpe som ikke er vist. I figurene 6 og 8 er det vist parallellforskyvninger av hele komponent 40 (41) og i figur 7 en kombinert svingeforskyv-ningsbevegelse 40 (41'). Utførelsen for økning av deformasjonslengden kan imidlertid ha hvilken som helst utforming. Den komponent som skal beveges kan, med unntak av hele støtfangeren eller hele spoileren, være en del av denne. En annen mulighet er at komponentene deles opp i deler som hver for seg er bevegelige og hvor delene kan beveges på lik eller ulik måte. Et eksempel på dette er oppdeling av komponentene i to sidedeler som er lagret svingbare om en midtdel som er forskyvbar fremover parallelt med seg selv.

Claims (18)

1. Støtf anger anordning i energiopptakende utførelse for nyttekjøretøyer som foran har en støtfanger og en frontspoiler, KARAKTERISERT VED at anordningen (10-12, 20, 30, 31, 40) som med sin utforming, alene eller sammen med en lastebils støtfanger (5), er innrettet til å avlede påkjørende motorkjøretøyer, især personbiler, er anordnet under lastebilens støtfanger (5), omtrent i plan med personbilers støtfangere.

2. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anordningen (20) alene eller som virksom enhet sammen med lastebilens støtfanger (3), er i det minste delvis hvelvet fremover i kjøretøyets lengderetning.

3. Anordning ifølge krav 1-2, KARAKTERISERT VED at anordningen (10-12, hhv. 30, 31) alene eller som virksom enhet sammen med lastebilens støtfanger (3), er utformet slik at den kan kjøres eller svinges ut fremover i kjøretøyets lengderetning og at sammenstøtsystemet kan ta opp energi i denne stilling

4. Anordning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at anordningen (10-12, hhv. 30, 31) alene eller som virksom enhet sammen med lastebilens støtfanger (5), er del av et samlet system på en slik måte at anordningens komponenter ved hjelp av et egnet avstandsmålesystem (18) automatisk kan kjøres ut før et sam-menstøt .

5. Anordning ifølge krav 3-4, KARAKTERISERT VED at anordningen alene eller som virksom enhet sammen med lastebilens støtfanger (3), består av to sideliggende komponenter (30, 31) som i normalstilling står tilnærmet på tvers av kjøretøyets lengdeakse og danner en gjennomgående struktur, samt at de i utkjørt tilstand danner en vinkel i forhold til hverandre.

6. Anordning ifølge krav 1-4, KARAKTERISERT VED at anordningen alene eller som virksom enhet sammen med lastebilens støtfanger (3) består av to sideliggende og en midtkomponent (10, 11 hhv. 12) som ved normal drift ligger tilnærmet i et plan loddrett på kjøretøyets lengdeakse og at begge sideliggende komponenter (10 og 11) i utkjørt stilling danner en vinkel i forhold til hverandre, samt at midtkomponenten (12) kan paral-lellforskyves.

7. Anordning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at de sideliggende komponenter (10, 11) i områdene ved de ender som vender bort fra hverandre hver er svingbart lagret i forhold til kjøretøyets ramme (4) om en vertikal aksel (14, 15), og at leddene er utformet slik at de kan oppta energi.

8. Anordning ifølge krav 6, KARAKTERISERT VED at midtkomponenten (12) er utformet slik at den er translatorisk forskyvbar i området mellom de to ender av de sideliggende komponenter (10, 11) som vender mot hverandre

9. Anordning ifølge krav 4-7, KARAKTERISERT VED at den forskyvningskraft som utløses av signalet (1), forskyver de ender av de sideliggende komponenter (10, 11, hhv. 30, 31) som vender mot hverandre fra kjøretøyet og fremover.

10. Anordning ifølge krav 1-9, KARAKTERISERT VED at det for forskyvning av komponentene (10-12, hhv. 30, 31) forutsettes syl indergr upper (16, 17), som er lagret på kj ør et øyr ammen på en slik måte at de kan ta opp energi og at de i seg selv er deformerbare.

11. Anordning ifølge krav 1-10, KARAKTERISERT VED at det under lastebilens støtfanger (3), omtrent i plan med personbilstøtfangere, er anordnet en anordning (40) som alene eller som virksom enhet sammen med lastebilens støtfanger (5) i det minste delvis kan kjøres ut fremover for økning av deforme-ringslengden i kjøretøyaksens retning og/eller er utformet på svingbar måte.

12. Anordning ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at en hydraulisk eller pneumatisk forskyvningsinnretning (45) forutsettes for utkjøringsprosessen.

13. Anordning ifølge krav 12, KARAKTERISERT VED at forskyvningsinnretningen (45) står i forbindelse med et energi-lager (46), spesielt et gassreservoar med høyt trykk.

14. Anordning ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at en såkalt air-bag (43) forutsettes for utløsning av utkjøringspro-sessen.

15. Anordning ifølge krav 11, KARAKTERISERT VED at spente fjærsystemer (50) forutsettes for utløsning av utkjørings-prosessen.

16. Anordning ifølge krav 11-15, KARAKTERISERT VED at utkjøringsprosessen er utløsbar ved hjelp av en måle- og avstandssensor (32) i forbindelse med en styreenhet (31).

17. Anordning ifølge krav 11-16, KARAKTERISERT VED at støtfangeranordningen når støtfangeren, hhv. en anordning (40) anordnet under støtfangeren, befinner seg i utkjørt tilstand (41), har en struktur som kan oppta energi.

18. Anordning ifølge krav 17, KARAKTERISERT VED at den struktur (42) som er i stand til å ta opp energi er leddforbundne stenger (42).