RU2243911C1 - Passenger car side energy-absorbing buffer - Google Patents
Passenger car side energy-absorbing buffer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2243911C1 RU2243911C1 RU2003124320/11A RU2003124320A RU2243911C1 RU 2243911 C1 RU2243911 C1 RU 2243911C1 RU 2003124320/11 A RU2003124320/11 A RU 2003124320/11A RU 2003124320 A RU2003124320 A RU 2003124320A RU 2243911 C1 RU2243911 C1 RU 2243911C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- energy
- absorbing
- buffer
- profile
- devices
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vibration Dampers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам пассивной безопасности транспортных средств при столкновениях и может найти применение для оснащения боковых поверхностей дверей и салона кузова легковых автомобилей, микроавтобусов и других транспортных средств, и может быть применено совместно с передними и задними энергопоглощающими бамперами легковых автомобилей, микроавтобусов и других транспортных средств.The invention relates to means of passive safety of vehicles in collisions and can be used to equip the side surfaces of doors and the passenger compartment of cars, vans and other vehicles, and can be used in conjunction with front and rear energy-absorbing bumpers of cars, vans and other vehicles .
Известно применение боковых предохранительных накладных планок и панелей, имеющих различные размеры и форму и присоединенных к наружной поверхности дверей и салона соответственно на уровне переднего и заднего бамперов легковых автомобилей; однако они не способны обеспечить защиту при столкновении ввиду очень низкой энергоемкости при разрушении.It is known to use lateral safety patch strips and panels having various sizes and shapes and attached to the outer surface of the doors and the passenger compartment, respectively, at the level of the front and rear bumpers of cars; however, they are not able to provide protection in a collision due to the very low energy consumption during destruction.
Известно, что наружную боковую обшивку дверей и салона легковых автомобилей отформовывают выступом наружу соответственно на уровне переднего и заднего бамперов и, в частности, дополнительно подкрепляют указанные участки ребрами жесткости, а также усиливают стойки салона, ребра жесткости в каркасе и пороги кузова легковых автомобилей; известно также применение выступающих наружу боковых защитных панелей (например, кузов ВАЗ-2115). Однако указанные технические решения недостаточно эффективны, так как обладают низкой энергоемкостью при разрушении.It is known that the outer side trim of the doors and the passenger compartment of cars is molded with a protrusion outward, respectively, at the level of the front and rear bumpers and, in particular, additionally reinforce these sections with stiffeners, as well as reinforce the passenger compartment struts, stiffeners in the frame and thresholds of the car body; It is also known to use side protruding outward protective panels (for example, a VAZ-2115 body). However, these technical solutions are not effective enough, as they have low energy consumption during destruction.
Известны конструкции многослойных амортизационных панелей и оболочек [1, 2 и др.], включающие несущие слои, и соединенный с ними заполнитель в виде структуры армирующих элементов, каждый из которых выполнен в виде чередующихся поперечных один относительно другого участков - основания и полураскоса, расположенных в отстоящих одна относительно другой нормальных к несущим листам плоскостях и соединенных между собой перемычками, а с несущими листами - основаниями через перемычки, при этом ряды армирующих элементов соединены один с другим поочередно соответствующими основаниями и полураскосами, а в полостях между рядами армирующих элементов и оснований расположены соединенные с ними фигурные профили, углы которых выполнены в виде пластинчатых пружин. Указанные устройства обладают достаточно высокой энергоемкостью и стабильностью характеристик амортизации, однако, в силу своего конструктивного исполнения не могут быть применены для защиты транспортных средств при столкновениях.Known designs of multilayer cushioning panels and shells [1, 2, etc.], including bearing layers, and a filler connected to them in the form of a structure of reinforcing elements, each of which is made in the form of alternating transverse sections relative to the other - the base and half-strut, located in spaced one relative to the other normal to the supporting sheets planes and interconnected by jumpers, and with the supporting sheets - bases through jumpers, while the rows of reinforcing elements are connected to each other eredno poluraskosami and appropriate bases, and in the voids between the rows of reinforcing elements and bases connected thereto are arranged shaped profiles whose corners are embodied as leaf springs. These devices have a sufficiently high energy intensity and stability of depreciation characteristics, however, due to their design, they cannot be used to protect vehicles in collisions.
Наиболее близким - по совокупности признаков - аналогом является “Энергопоглощающий буфер грузового автомобиля” [3], включающий наружную обшивку, бампер П-образного сечения, присоединенный к несущей конструкции автомобиля, расположенные между ними и равномерно расположенные по длине бампера на расстоянии друг от друга энергопоглощающие устройства, присоединенные к наружной поверхности бампера, и другие вспомогательные элементы. Каждое энергопоглощающее устройство включает определенное количество прилегающих друг к другу энергопоглощающих элементов, каждый из которых является зеркальным отображением соседнего, изготовлен за одно целое из отрезка круглого, выполненного, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, металлического прута, участки которого последовательно изогнуты во взаимно перпендикулярных плоскостях, и соответственно включает основание, перемычку и раскос, причем основания всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства по всей своей длине присоединены к наружной поверхности бампера, перемычки соответственно расположены соосно друг другу и взаимодействуют своей боковой поверхностью с наружной поверхностью бампера, а прилегающие друг к другу раскосы расположены в одной плоскости, соединены между собой по всей своей длине и направлены наружу относительно бампера, при этом каждое энергопоглощающее устройство снабжено подвижным основанием в виде жесткой пластины, выполненной за одно целое с тремя боковыми выступами, и пластинчатыми пружинами, присоединенными к тыльной поверхности подвижного основания и выполненными, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”.The closest - in terms of combination of characteristics - analogue is the “Energy-absorbing buffer of a truck” [3], including the outer skin, a U-shaped bumper attached to the supporting structure of the car, energy-absorbing located between them and evenly spaced along the length of the bumper from each other devices attached to the outer surface of the bumper, and other auxiliary elements. Each energy-absorbing device includes a certain number of energy-absorbing elements adjacent to each other, each of which is a mirror image of the neighboring one, made in one piece from a round segment made, in particular, of a material having the effect of “shape memory”, a metal rod, sections of which are sequentially bent in mutually perpendicular planes, and accordingly includes a base, a jumper and a brace, and the bases of all energy-absorbing elements of each energy the absorbing device along its entire length is connected to the outer surface of the bumper, the jumpers are respectively aligned with each other and interact with their lateral surface with the outer surface of the bumper, and the adjacent braces are located in the same plane, are interconnected along their entire length and are directed outward relative to bumpers, each energy-absorbing device provided with a movable base in the form of a rigid plate made in one piece with three side protrusions, and a plate springs attached to the back surface of the movable base and made, in particular, of a material having the effect of “shape memory”.
Данное устройство отличается высокой энергоемкостью, стабильностью характеристик амортизации и возможностью многоразового использования, соответственно после выполнения несложных ремонтных операций и замены наружной обшивки и ряда других элементов.This device is characterized by high energy intensity, stability of depreciation characteristics and the possibility of reusable use, respectively, after performing simple repair operations and replacing the outer skin and a number of other elements.
К числу недостатков данного устройства необходимо отнести определенную сложность конструкции, а также то, что в силу своего конструктивного исполнения оно не может быть эффективно использовано для непосредственной защиты кузова легковых автомобилей.The disadvantages of this device include a certain design complexity, as well as the fact that, due to its design, it cannot be effectively used to directly protect the body of cars.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое устройство, заключается в обеспечении защиты боковой поверхности кузова легкового автомобиля при столкновении с преградой или другим легковым автомобилем, причем защиты, обладающей высокой энергопоглощающей способностью и стабильностью характеристик амортизации, а также заключается в упрощении конструкции и снижении массовых характеристик.The problem to which the proposed device is aimed is to provide protection for the side surface of a car body in a collision with an obstacle or other car, moreover, a protection having high energy absorption ability and stability of depreciation characteristics, and also consists in simplifying the design and reducing mass characteristics.
Технический результат заключается в том, что, кроме указанных выше достоинств и преимуществ, обеспечена возможность многоразового использования конструкции энергопоглощающего буфера и полного восстановления заданных характеристик после его деформации вследствие воздействия ударных нагрузок и соответственно после проведения несложных ремонтных операций и замены наружной обшивки.The technical result consists in the fact that, in addition to the above advantages and advantages, it is possible to reuse the design of the energy-absorbing buffer and completely restore the specified characteristics after its deformation due to impact loads and, accordingly, after conducting simple repair operations and replacing the outer skin.
Указанные технические результаты достигаются тем, что боковой энергопоглощающий буфер легкового автомобиля, включающий наружную обшивку, опорную поверхность в виде профиля, присоединенного к несущей конструкции автомобиля, расположенные между ними и равномерно расположенные по длине профиля на расстоянии друг от друга энергопоглощающие устройства, присоединенные к наружной поверхности профиля и включающие каждое определенное количество прилегающих друг к другу энергопоглощающих элементов, каждый из которых является зеркальным отображением соседнего, изготовлен за одно целое из отрезка круглого, выполненного, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, металлического прута, участки которого последовательно изогнуты во взаимно перпендикулярных плоскостях, и соответственно включает основание, перемычку и раскос, причем основания всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства по всей своей длине присоединены к наружной поверхности опорного профиля, перемычки соответственно расположены соосно друг другу и взаимодействуют своей боковой поверхностью с наружной поверхностью опорного профиля, а прилегающие друг к другу раскосы расположены в одной плоскости, соединены между собой по всей своей длине и направлены наружу относительно опорного профиля, при этом каждое энергопоглощающее устройство снабжено подвижным основанием в виде жесткой пластины, выполненной за одно целое с тремя боковыми выступами, и пластинчатой пружиной, выполненной, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы” и присоединенной к наружной поверхности опорного профиля, а в полостях между обшивкой и пластинами подвижных оснований энергопоглощающих устройств расположены взаимодействующие с ними сегменты амортизирующего пеноматериала, - дополнительно выполнен следующим образом: - конструкция буфера включает по меньшей мере две отдельных - переднюю и заднюю секции, каждая из которых расположена соответственно на одном уровне с передним и задним бамперами и содержит определенное количество энергопоглощающих устройств, опорная поверхность секции буфера выполнена в виде профиля П-образного сечения, горизонтальные полки которого обращены наружу и выполнены с отогнутыми соответственно вверх и вниз вертикальными продольными участками, энергопоглощающие элементы выполнены попарно за одно целое с дополнительной перемычкой, соединяющей между собой их раскосы, при этом основания и раскосы всех энергопоглощающих элементов каждого энергопоглощающего устройства расположены горизонтально, перемычки энергопоглощающих элементов соответственно расположены вертикально, а раскосы всех энергопоглощающих устройств обеих секций буфера наклонены каждый под заданным углом соответственно в направлении от переднего бампера к заднему бамперу автомобиля, пластины подвижных оснований выполнены каждая за одно целое с пластинчатыми пружинами, которые присоединены к наружной поверхности П-образного профиля, выступы пластин подвижных оснований обращены к поверхности П-образного профиля и концевые участки горизонтальных выступов, прилегающие к перемычкам энергопоглощающих элементов, взаимодействуют своими наружными боковыми поверхностями с внутренними поверхностями полок П-образного профиля, выполнены округленными и взаимодействуют своей торцевой поверхностью с наружной поверхностью П-образного профиля, при этом сегменты амортизирующего пеноматериала выполнены ромбовидного сечения, размещены в полостях между соседними подвижными основаниями энергопоглощающих устройств, наружной обшивкой и наружной поверхностью П-образного профиля, и наружная обшивка присоединена к отогнутым вертикальным участкам полок П-образного профиля с помощью разъемных соединений; кроме этого, обшивка каждой секции буфера снабжена предохранительной планкой, присоединенной к ее наружной поверхности, а подвижные основания энергопоглощающих устройств могут быть выполнены из материала, обладающего эффектом “памяти формы”.These technical results are achieved in that the side energy-absorbing buffer of a passenger car, including the outer skin, a supporting surface in the form of a profile attached to the supporting structure of the car, energy-absorbing devices located between them and evenly spaced along the length of the profile from each other, attached to the outer surface profile and including each specific number of adjacent energy-absorbing elements adjacent to each other, each of which is a mirror of the reflection of the neighboring one, made in one piece from a round segment made, in particular, of a material having the effect of “shape memory”, a metal rod, sections of which are successively bent in mutually perpendicular planes, and accordingly includes a base, a jumper and a brace, and the bases of all energy-absorbing elements of each energy-absorbing device along its entire length are connected to the outer surface of the support profile, the jumpers are respectively aligned with each other and interact they have their lateral surface with the outer surface of the support profile, and the braces adjacent to each other are located in the same plane, are interconnected along their entire length and directed outward relative to the support profile, with each energy absorbing device provided with a movable base in the form of a rigid plate made for integral with three lateral protrusions, and a leaf spring made, in particular, of a material having the effect of “shape memory” and attached to the outer surface of the bearing profile, and in the cavities between the casing and the plates of the movable bases of the energy-absorbing devices, the shock absorbing foam segments interacting with them are located, - is additionally implemented as follows: - the buffer structure includes at least two separate ones - the front and rear sections, each of which is located at the same level, respectively with front and rear bumpers and contains a certain number of energy-absorbing devices, the supporting surface of the buffer section is made in the form of a profile of a U-shaped section the horizontal shelves of which are facing outward and are made with vertical longitudinal sections bent up and down, respectively, the energy-absorbing elements are made in pairs in one piece with an additional jumper connecting their braces, while the bases and braces of all the energy-absorbing elements of each energy-absorbing device are located horizontally, jumpers of energy-absorbing elements are respectively located vertically, and the braces of all energy-absorbing devices of both sections are buffer each is inclined at a given angle, respectively, in the direction from the front bumper to the rear bumper of the car, the plates of the movable bases are each integral with leaf springs that are attached to the outer surface of the U-shaped profile, the protrusions of the plates of the movable bases face the surface of the U-shaped profile and end sections of horizontal protrusions adjacent to jumpers of energy-absorbing elements interact with their outer side surfaces with the inner surfaces of the floor to the U-shaped profile, made rounded and interact with its end surface with the outer surface of the U-shaped profile, while the segments of the shock-absorbing foam are diamond-shaped, placed in the cavities between adjacent movable bases of energy-absorbing devices, the outer skin and the outer surface of the U-shaped profile, and the outer skin is attached to the bent vertical sections of the shelves of the U-shaped profile using detachable connections; in addition, the lining of each section of the buffer is equipped with a safety strip attached to its outer surface, and the movable bases of the energy-absorbing devices can be made of a material with the effect of “shape memory”.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено продольное (горизонтальное) сечение сегмента кузова легкового автомобиля, снабженного передним и задним бамперами и боковым буфером, включающим переднюю и заднюю секции, - вид сверху, причем наиболее вероятные направления воздействия ударной нагрузки условно показаны стрелками; на фиг.2 представлено увеличенное изображение совокупности энергопоглощающих элементов одного энергопоглощающего устройства - вид спереди; на фиг.3 показано увеличенное изображение - разрез совокупности энергопоглощающих элементов; на фиг.4 показано увеличенное изображение продольного (горизонтального) сечения сегмента секции бокового энергопоглощающего буфера; на фиг.5 показано увеличенное изображение поперечного (вертикального) разреза энергопоглощающего буфера; на фиг.6 представлено увеличенное изображение - сечение подвижного основания энергопоглощающего устройства; а на фиг.7 представлено увеличенное изображение - разрез частично деформированного под воздействием ударной нагрузки энергопоглощающего устройства конструкции буфера.The essence of the proposed design is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal (horizontal) section of a body segment of a car equipped with front and rear bumpers and a side buffer including front and rear sections, a top view, and the most likely impact directions are shown conditionally arrows figure 2 presents an enlarged image of a set of energy-absorbing elements of one energy-absorbing device - front view; figure 3 shows an enlarged image of a section of a set of energy-absorbing elements; figure 4 shows an enlarged image of a longitudinal (horizontal) section of a segment section of a side energy-absorbing buffer; figure 5 shows an enlarged image of a transverse (vertical) section of an energy-absorbing buffer; figure 6 presents an enlarged image of a section of a movable base of an energy-absorbing device; and Fig.7 shows an enlarged image - section of a partially deformed under the influence of shock load energy-absorbing device design buffer.
Конструкция каждого бокового энергопоглощающего буфера включает по меньшей мере две (см. фиг.1) отдельных - переднюю и заднюю секции, которые присоединены к несущим элементам каркаса кузова 1 легкового автомобиля, размещены соответственно на одном уровне относительно поверхности земли с передним 2 и задним 3 бамперами и расположены, например, вместо соответствующего участка корпуса кузова и присоединены к несущим элементам каркаса или внутри отформованного вовнутрь участка корпуса кузова, подкрепленного дополнительными горизонтальными и вертикальными элементами каркаса, соединенными с основными несущими элементами каркаса, - следующим образом. В том случае, когда легковой автомобиль имеет 4-х дверный кузов, например, типа “седан” - передняя секция 4 буфера расположена на передней двери кузова, а задняя секция 5 буфера соответственно расположена на задней двери кузова легкового автомобиля и обе секции расположены на расстоянии друг от друга. В другом случае, когда легковой автомобиль имеет 2-х дверный кузов, например, типа “купе” - передняя секция 4 буфера расположена на двери кузова легкового автомобиля и имеет увеличенную длину, а задняя секция 5 буфера расположена на задней боковой части салона кузова 1 легкового автомобиля и имеет меньшую длину; в последнем случае обе секции могут прилегать друг к другу (условно показано пунктиром на фиг.1). Для легковых автомобилей других классов и других продольных размеров, а также микроавтобусов могут быть применены дополнительные и, в частности, промежуточные защитные секции.The design of each side energy-absorbing buffer includes at least two (see Fig. 1) separate front and rear sections, which are attached to the supporting elements of the car body frame 1 of the car, are located respectively at the same level relative to the ground surface with the
Конструкция каждой секции энергопоглощающего буфера включает (см. фиг.1, 4) П-образный профиль 6, являющийся опорной поверхностью, горизонтальные полки которого обращены наружу относительно кузова 1 автомобиля и выполнены с отогнутыми соответственно вверх и вниз вертикальными продольными участками. По длине П-образного профиля 6 равномерно расположены на заданном расстоянии друг от друга энергопоглощающие устройства 7, присоединенные к его наружной поверхности и включающие каждое определенное количество, а именно, четыре прилегающих друг к другу энергопоглощающих элемента 8. Каждый из энергопоглощающих элементов 8 (см. фиг.2, 3) является зеркальным отображением соседнего, изготовлен за одно целое из отрезка круглого, выполненного, в частности, из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, металлического прута, участки которого последовательно изогнуты во взаимно перпендикулярных плоскостях, и соответственно включает основание 9, перемычку 10 и раскос 11, причем основания всех энергопоглощающих элементов 9 каждого энергопоглощающего устройства 7 по всей своей длине присоединены к наружной поверхности опорного профиля 6, перемычки 10 соответственно расположены соосно друг другу и взаимодействуют своей боковой поверхностью с наружной поверхностью опорного профиля 6. При этом прилегающие друг к другу соседние энергопоглощающие элементы 8 выполнены попарно за одно целое с дополнительной перемычкой 12, соединяющей между собой их раскосы 11. Основания 9 и раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 каждого энергопоглощающего устройства 7 расположены горизонтально, перемычки 10 и 12 энергопоглощающих элементов соответственно расположены вертикально, а раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 и соответственно всех энергопоглощающих устройств 7 обеих секций 4, 5 буфера обращены наружу и наклонены каждый под заданным углом ϕ (соответственно в направлении от переднего бампера 2 к заднему бамперу 3 кузова 1 автомобиля. В составе каждого энергопоглощающего устройства 7 раскосы 11, расположенные под заданным углом ϕ (относительно основания 9, являются поворачивающимися рычагами, обеспечивающими скручивание перемычек 10, являющихся пластическими торсионами, относительно неподвижного основания 9 при воздействии ударной нагрузки. При этом основания 9 энергопоглощающих элементов 8 по всей своей длине присоединены к наружной поверхности П-образного профиля 6 посредством сварочного шва 13, а прилегающие друг к другу раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 также соединены между собой по всей своей длине посредством сварочного шва 13. Каждое энергопоглощающее устройство 7 включает подвижное основание 14, выполненное в виде жесткой пластины, снабженной выполненными с ней за одно целое пластинчатой пружиной 15, двумя горизонтальными выступами 16 и вертикальным выступом 17, причем выступы 16 и 17 обращены к наружной поверхности П-образного профиля 6 и концевые участки горизонтальных выступов 16, прилегающие к перемычкам 10 энергопоглощающих элементов 8, взаимодействуют (см. фиг.4, 5) своими наружными боковыми поверхностями с внутренними поверхностями горизонтальных полок П-образного профиля 6, выполнены округленными и взаимодействуют своей торцевой поверхностью с наружной поверхностью стенки П-образного профиля 6. Пластинчатая пружина 15 выполнена непрерывной по всей своей длине, соответствующей высоте пластины подвижного основания 14, и присоединена, например, с помощью сварки (односторонний шов с проплавлением) или с помощью разъемных или неразъемных соединений к наружной поверхности стенки П-образного профиля 6. К тыльной поверхности пластины подвижного основания 14 по всей своей длине посредством сварочных швов 13 (см. фиг.4, 5, 6) присоединены раскосы 11 всех энергопоглощающих элементов 8 каждого данного энергопоглощающего устройства 7, причем раскосы 11 и дополнительные перемычки 12 расположены заподлицо с кромками выступов 16 и 17 пластины подвижного основания 14 каждого энергопоглощающего устройства 7.The design of each section of the energy-absorbing buffer includes (see Figs. 1, 4) a
Конструкция каждой секции энергопоглощающего буфера также включает блоки отвержденного пеноматериала 18, которые выполнены ромбовидного поперечного сечения, расположены между соседними энергопоглощающими устройствами 7 заподлицо с наружными кромками пластин подвижных оснований 14 и прилегают к основаниям 9 и пластинчатым пружинам 15. Каждая секция 4, 5 энергопоглощающего буфера закрыта снаружи обшивкой 19, которая присоединена, например, к вертикальным участкам П-образного профиля 6 или кузову 1 с помощью разъемных соединений, при этом наружная обшивка 19 каждой секции 4, 5 может быть снабжена предохранительной планкой 20, выполненной, например, из полимерного материала.The design of each section of the energy-absorbing buffer also includes blocks of cured
Каждая секция 4, 5 бокового энергопоглощающего буфера присоединена (см. фиг.5) к силовым элементам несущей конструкции кузова 1, причем в несущую конструкцию кузова 1 могут быть включены дополнительные подкрепляющие элементы 21, расположенные вертикально и горизонтально, присоединенные к П-образному профилю 6 и перераспределяющие воздействие ударной нагрузки на стойки и другие основные силовые элементы каркаса кузова 1 легкового автомобиля.Each section 4, 5 of the side energy-absorbing buffer is attached (see Fig. 5) to the power elements of the supporting structure of the body 1, and additional supporting
Изготовление и сборка предлагаемой конструкции очень просты и выполняются обычными известными методами. Большинство конструктивных элементов изготавливается из обычных сталей и сплавов, обычными методами выполняются подвижные основания с пластинчатыми пружинами и наружная обшивка в виде П-образного профиля с закругленными концевыми участками, включающая предохранительную планку, присоединенную к его наружной поверхности. И только к изготовлению энергопоглощающих элементов, которые, в частности, могут быть выполнены из различных сталей - Ст.20, Ст.40Х и других, а также, с целью упрощения и ускорения ремонтных работ, из материала, обладающего эффектом “памяти формы” [4], например, никелида титана, предъявляются определенные требования. Каждый отрезок металлического прута заготовки энергопоглощающего элемента 8 или совокупности элементов данного энергопоглощающего устройства, имеющего соответственно заданные размеры и определенный диаметр, - последовательно изгибают (см. фиг.2, 3) во взаимно перпендикулярных плоскостях соответственно под заданными углами, причем в случае изготовления энергопоглощающего элемента из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, гибку прута осуществляют при температуре задания “памяти формы”. В последнем случае подвижные основания 14 с пластинчатыми пружинами 15 также целесообразно выполнять из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, и формование пружин 15 соответственно также осуществляют при температуре задания “памяти формы”. Изготовленные энергопоглощающие элементы 8 (см. фиг.2, 3) соединяют друг с другом по месту прилегания их оснований и раскосов (причем по всей их длине) с помощью сварочных швов 13, а затем присоединяют к тыльной поверхности пластин 14 подвижных оснований также с помощью сварочных швов 13, расположенных соответственно по всей длине их раскосов (см. фиг.4, 5, 6). Далее частично собранные энергопоглощающие устройства описанным выше образом с помощью сварочных швов присоединяют по месту к наружной поверхности П-образного профиля 6, причем основания 9 энергопоглощающих элементов приваривают по всей их длине, включая и их торцевые участки. После этого устанавливают по месту блоки амортизирующего пеноматериала 18, обладающего заданной жесткостью, например пенопласта. В последнюю очередь одевают наружную обшивку 19 данной секции буфера и присоединяют ее с помощью разъемных соединений к П-образному профилю или элементам кузова автомобиля.The manufacture and assembly of the proposed design is very simple and performed by conventional known methods. Most of the structural elements are made of ordinary steels and alloys, conventional methods are used to move movable bases with leaf springs and an outer skin in the form of a U-shaped profile with rounded end sections, including a safety strip attached to its outer surface. And only to the manufacture of energy-absorbing elements, which, in particular, can be made of various steels - Art. 20, Art. 40X and others, and also, with the aim of simplifying and accelerating repair work, from a material having the effect of “shape memory” [ 4], for example, titanium nickelide, certain requirements are imposed. Each piece of metal rod of the workpiece of the energy-absorbing
В случае столкновения по нормали или под углом, когда воздействие ударной нагрузки приходится на одну или обе секции 4 и 5, причем одновременно или поочередно - в случае воздействия “скользящей” ударной нагрузки, конструкция энергопоглощающего буфера (см. фиг.1, 4, 7) работает следующим образом. В первую очередь происходит разрушение наружной обшивки 19, а затем происходит деформирование энергопоглощающих устройств 7. Воздействие нагрузки, -величина которой превышает силу сопротивления скручиванию вертикальных перемычек 10, являющихся пластическими торсионами, и жесткость пластинчатых пружин 15, - на наружную поверхность подвижных оснований 14 вызывает их поворот (см. фиг.7) к наружной поверхности П-образного профиля 6 и соответственно поворот соединенных с ними раскосов 11, что обуславливает пластическое скручивание соосных вертикальных перемычек 10 энергопоглощающих устройств 7 и соответственно поглощение энергии воздействующей нагрузки. Одновременно происходит деформирование пластинчатых пружин 15 данных энергопоглощающих устройств 7, обладающих заданной жесткостью, и разрушение блоков амортизирующего пеноматериала 18, расположенных в полостях между соседними энергопоглощающими устройствами 7. Общая величина энергопоглощения каждого энергопоглощающего устройства 7 и всех энергопоглощающих устройств 7 данной секции буфера, на которые непосредственно пришлось соударение, соответственно складывается из величин энергопоглощения, обеспечиваемых указанными выше пластинчатыми пружинами и торсионами при деформировании. Поворот подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 происходит либо до прекращения воздействия ударной нагрузки и тогда энергопоглощающие устройства 7 остаются в каком-то промежуточном деформированном положении (см. фиг.7), обусловленном величиной воздействующей нагрузки, либо продолжается до тех пор, пока ход амортизации и энергопоглощающая способность данных устройств 7 секции буфера не будут исчерпаны. В последнем случае пластины подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 будут в пределе повернуты на угол φ, - соответственно на этот же угол будут скручены пластические торсионы - перемычки 10 энергопоглощающих устройств 7, - и упрутся своей тыльной поверхностью, а именно, выступами 16 и 17, раскосами 11 и дополнительными перемычками 12 в наружную поверхность П-образного профиля 6. Следует отметить, что пластины подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 в значительной степени защищены от повреждений при воздействии ударной нагрузки участками разрушившейся наружной обшивки 19 и блоками деформирующегося амортизирующего пеноматериала 18, перераспределяющими воздействие нагрузки на всю поверхность пластин подвижных оснований, также дополнительно подкрепленных изнутри другими блоками амортизирующего пеноматериала 18.In the event of a collision along the normal or at an angle, when the impact of the shock load falls on one or both sections 4 and 5, and at the same time or alternately in the case of a “sliding” shock, the design of the energy-absorbing buffer (see figures 1, 4, 7 ) works as follows. First of all, the
Следует отметить, что энергопоглощающие устройства 8 обладают высокой энергоемкостью и стабильностью характеристик амортизации, которые присущи амортизирующим устройствам, включающим пластические торсионы [1, 2, 3 и др.], подвергаемые кручению, и, тем более, торсионы, подкрепленные деформирующимися одновременно упругими или пластическими пластинчатыми пружинами, обладающими заданной жесткостью. При этом энергопоглощающие элементы и пластинчатые пружины могут быть, в частности, выполнены из материала, обладающего эффектом “памяти формы”, и в этом случае они являются пластическими амортизирующими элементами, необратимо деформирующимися при воздействии нагрузки. В том случае, когда указанные выше амортизирующие элементы энергопоглощающих устройств 7 выполнены из обычных сталей и сплавов, - перемычки (торсионы) также являются пластическими амортизирующими элементами, а пластинчатые пружины могут быть и упругими, и пластическими амортизирующими элементами, причем во всех указанных выше случаях жесткость пластинчатых пружин может быть задана меньше усилия сопротивления пластических торсионов скручиванию, равной ему или наоборот, соответственно таким же образом, как и в известных аналогах [3 и др.].It should be noted that energy-absorbing
Следует подчеркнуть, что общая величина энергопоглощения и ход амортизации каждого энергопоглощающего устройства 7 могут быть заданы в широких пределах - путем увеличения или уменьшения величины заданного угла ϕ (между раскосами 11 и основаниями 9, определяющего предельную величину скручивания перемычек 10 энергопоглощающих элементов 8, путем задания определенных размеров и соотношений размеров - длин и диаметров перемычек 10 энергопоглощающих элементов 8, а также длины раскосов 11, являющихся рычагами, и, тем самым, задания различных величин усилий их сопротивления деформированию, а также путем задания определенных сочетаний характеристик энергопоглощающих элементов 8 и пластинчатых пружин 15, а также блоков амортизирующего пеноматериала 18, обладающего заданной жесткостью.It should be emphasized that the total amount of energy absorption and the depreciation rate of each energy-absorbing
Энергопоглощающие устройства 7 данной конструкции обладают и другим положительным качеством, заключающимся в том, что частично или полностью деформированное устройство может быть вновь и многократно приведено в исходное положение, а его энергопоглощающая способность восстановлена, что обеспечивается путем проведения определенных ремонтных работ, причем без замены каких-либо элементов. В том случае, когда энергопоглощающие элементы 8 и пластинчатые пружины 15 и подвижные основания 14 в целом энергопоглощающих устройств 7 выполнены из материала, обладающего эффектом “памяти формы” [4], например никелида титана, для этого достаточно одновременно нагреть указанные элементы нагревательным устройством, например паяльной лампой, до температуры восстановления “памяти формы”, после чего эти элементы сами вернутся в исходное положение и примут заданную форму, соединенные с ними элементы также вернутся в исходное положение, а конструкция устройства и его энергопоглощающая способность будут полностью восстановлены.The energy-absorbing
В том случае, когда энергопоглощающие элементы 8, пластинчатые пружины 15 подвижных оснований 14 энергопоглощающих устройств 7 выполнены из обычных сталей и сплавов, - необходимо применение силовых устройств, например гидроцилиндров с выдвижным штоком или домкратов, присоединяемых к соответствующим элементам (например, к участку профиля 6 и пластине 14 подвижного основания) отдельных энергопоглощающих устройств 7 и посредством воздействия создаваемой ими нагрузки, подвергающих данные элементы медленному принудительному деформированию в обратном направлении.In the case where the energy-absorbing
Указанную выше совокупность ремонтных операций можно проводить и без отсоединения конструкции буфера от несущей конструкции автомобиля, а количество циклов “деформирование под воздействием ударной нагрузки - обратное принудительное деформирование” составляет, как минимум, несколько сотен циклов, - в зависимости от материала, из которого изготовлены энергопоглощающие элементы 8 и пластинчатые пружины 15 энергопоглощающих устройств 7, и соотношения размеров - длин и диаметров перемычек-торсионов 10 энергопоглощающих элементов. После того, как все деформированные ранее энергопоглощающие устройства 7 приведены в исходное положение, размещают по месту новые блоки амортизирующего пеноматериала 18, затем одевают и присоединяют новую наружную обшивку 19 и конструкция секции буфера вновь готова к восприятию ударных нагрузок, а ее энергопоглощающая способность восстановлена.The above set of repair operations can be carried out without disconnecting the buffer structure from the vehicle’s load-bearing structure, and the number of cycles “deformation under the influence of shock loading - reverse forced deformation” is at least several hundred cycles, depending on the material from which the energy-absorbing materials are made
Конструкция бокового энергопоглощающего буфера легкового автомобиля отличается от прототипа и ближайших аналогов своим назначением, расположением и местонахождением защитных секций, находящихся на одном уровне с бамперами автомобиля, определенной заданной ориентацией раскосов энергопоглощающих устройств, которые наклонены под заданным углом соответственно в направлении от переднего к заднему бамперу легкового автомобиля, а также видом выполнения совокупности энергопоглощающих элементов в составе каждого энергопоглощающего устройства, видом выполнения П-образного профиля и подвижных оснований энергопоглощающих устройств в составе конструкции секций энергопоглощающего буфера.The design of the side energy-absorbing buffer of a passenger car differs from the prototype and its closest analogues in its purpose, location and location of the protective sections that are on the same level with the bumpers of the car, defined by the specified orientation of the braces of the energy-absorbing devices, which are tilted at a given angle respectively from the front to the rear bumper of the vehicle, as well as the type of implementation of the set of energy-absorbing elements in each energy-absorbing device of the structure, the type of execution of the U-shaped profile and the movable bases of the energy-absorbing devices as part of the design of the sections of the energy-absorbing buffer.
Таким образом, можно сделать вывод, что данная конструкция бокового энергопоглощающего буфера, - обладающая высокой энергопоглощающей способностью и стабильностью характеристик амортизации и включающая совокупность отдельных секций, - обеспечивает эффективную защиту боковой поверхности легкового автомобиля при различных видах столкновений и в широком диапазоне углов возможного воздействия ударных нагрузок при столкновениях, что обусловлено видом выполнения и расположением энергопоглощающих устройств в составе конструкции секции буфера, а также заданным определенным расположением их раскосов, которые наклонены под заданным углом соответственно в направлении от переднего к заднему бамперу автомобиля. Кроме этого, обеспечена возможность самостоятельного деформирования различных секций буфера, именно тех, непосредственно в которые пришлось соударение, а также возможность многократного восстановления конструкции буфера и ее энергопоглощающей способности после деформирования под воздействием ударной нагрузки, причем без замены основных элементов. Данный энергопоглощающий буфер отличается простотой конструкции, простотой изготовления и проведения ремонтных работ, а также невысокими весовыми характеристиками; при этом конструкция энергопоглощающих устройств позволяет в широких пределах изменять общую величину энергоемкости и ход амортизации путем задания определенных углов между основаниями и раскосами энергопоглощающих элементов, задания определенных размеров и соотношений размеров - длин и диаметров их перемычек-торсионов, а также путем задания определенных сочетаний характеристик энергопоглощающих элементов и пластинчатых пружин в составе энергопоглощающего устройства и задания различных характеристик соответственно различным энергопоглощающим устройствам в составе конструкции буфера.Thus, we can conclude that this design of the side energy-absorbing buffer, which has a high energy absorption capacity and stability of the shock absorption characteristics and includes a set of individual sections, provides effective protection of the side surface of a passenger car in various types of collisions and in a wide range of angles of possible impact loads in collisions, due to the type of execution and the location of energy-absorbing devices in the structure of the section buffer, as well as a predetermined specific location of their braces, which are inclined at a given angle, respectively, in the direction from the front to rear bumper of the car. In addition, it is possible to independently deform various sections of the buffer, namely those directly impacted, as well as the ability to repeatedly restore the buffer structure and its energy-absorbing ability after deformation under the influence of shock, without replacing the main elements. This energy-absorbing buffer is characterized by simplicity of design, ease of manufacture and repair work, as well as low weight characteristics; the design of energy-absorbing devices allows you to widely vary the total energy intensity and the course of depreciation by setting specific angles between the bases and braces of energy-absorbing elements, setting certain sizes and aspect ratios - the lengths and diameters of their jumpers-torsion bars, as well as by setting certain combinations of energy-absorbing characteristics elements and leaf springs as part of an energy-absorbing device and setting various characteristics corresponding to different en ergo-absorbing devices in the structure of the buffer.
Необходимо отметить, что две секции данной конструкции энергопоглощающего буфера, - раскосы и подвижные основания энергопоглощающих устройств которых соответственно ориентированы иным определенным образом, а именно, наклонены в разные стороны - соответственно от середины к бокам легкового автомобиля (или от середины соответственно к боковым краям его бампера), - могут найти применение для оснащения переднего и заднего энергопоглощающих бамперов различных легковых автомобилей.It should be noted that the two sections of this design of the energy-absorbing buffer, the braces and movable bases of the energy-absorbing devices, which are respectively oriented in a different way, namely, are tilted in different directions, respectively, from the middle to the sides of the car (or from the middle, respectively, to the side edges of its bumper ), - can be used to equip the front and rear energy-absorbing bumpers of various cars.
ЛИТЕРАТУРА:LITERATURE:
1. АС СССР №854751 от 27.07.1979 г., В 32 В 3/08, “Многослойная амортизационная панель”.1. AS of the USSR No. 854751 of July 27, 1979, B 32 B 3/08, “Multilayer depreciation panel”.
2. АС СССР №1390966 от 14.07.1986 г., В 64 С 3/26 “Многослойная амортизационная оболочка”.2. USSR AS No. 1390966 dated 07/14/1986, B 64 C 3/26 “Multilayer cushioning shell”.
3. Патент РФ №2207261 от 13.12.2001 г., В 60 R 19/56, “Энергопоглощающий буфер грузового автомобиля”.3. RF patent No. 2207261 of December 13, 2001, 60
4. Тихонов А.С. и др. “Применение эффекта памяти формы в современном машиностроении” М., Машиностроение, 1981 г.4. Tikhonov A.S. and others. “The use of the shape memory effect in modern engineering” M., Mechanical Engineering, 1981
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124320/11A RU2243911C1 (en) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | Passenger car side energy-absorbing buffer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003124320/11A RU2243911C1 (en) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | Passenger car side energy-absorbing buffer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2243911C1 true RU2243911C1 (en) | 2005-01-10 |
RU2003124320A RU2003124320A (en) | 2005-02-10 |
Family
ID=34881873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003124320/11A RU2243911C1 (en) | 2003-08-04 | 2003-08-04 | Passenger car side energy-absorbing buffer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2243911C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013090368A1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Wohlberg Pamela | Vehicle protection device |
RU2493035C2 (en) * | 2007-09-20 | 2013-09-20 | Сименс Аг Эстеррайх | Railway vehicle damping module |
CN113619515A (en) * | 2020-08-03 | 2021-11-09 | 南平市建阳区汽车锻压件厂 | Automobile bridge frame for absorbing side impact energy through automobile body shock absorber during side impact |
-
2003
- 2003-08-04 RU RU2003124320/11A patent/RU2243911C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2493035C2 (en) * | 2007-09-20 | 2013-09-20 | Сименс Аг Эстеррайх | Railway vehicle damping module |
WO2013090368A1 (en) * | 2011-12-12 | 2013-06-20 | Wohlberg Pamela | Vehicle protection device |
CN113619515A (en) * | 2020-08-03 | 2021-11-09 | 南平市建阳区汽车锻压件厂 | Automobile bridge frame for absorbing side impact energy through automobile body shock absorber during side impact |
CN113619515B (en) * | 2020-08-03 | 2023-08-18 | 南平市建阳区汽车锻压件厂 | Automobile bridge capable of absorbing side collision energy through automobile body shock absorber during side collision |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003124320A (en) | 2005-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4000148B2 (en) | Vehicle shock absorber | |
US20060249342A1 (en) | Vehicle structural element serving to absorb certain shocks by plastic deformation | |
US20050189788A1 (en) | Energy absorbing front frame structure for a vehicle | |
EP0434240A1 (en) | Vehicle bumper system | |
CZ294520B6 (en) | Bumper arrangement | |
EP1262382B2 (en) | Protective structure for vehicles, designed to be used, in particular, in the event of impact with pedestrians | |
Kim et al. | Effect of the cross-sectional shape of hat-type cross-sections on crash resistance of an “S”-frame | |
US9944325B2 (en) | Vehicle and chassis therefor | |
ES2299009T3 (en) | DEFORMABLE FRAME FOR THE CABIN OF A VEHICLE. | |
WO2016148635A1 (en) | Progressive crash box member and its arrangement | |
JP2021522097A (en) | Uniform deceleration unit | |
CA2249667C (en) | Floor-assembly of a motor vehicle with means for storage rooms, bumper support and increasing passenger safety | |
GB2568538A (en) | Vehicle structural assemblies | |
EP1951557B1 (en) | Safety system | |
RU2243911C1 (en) | Passenger car side energy-absorbing buffer | |
DE10048902C1 (en) | Bumper arrangement | |
JP2008239083A (en) | Transportation device | |
AU661949B2 (en) | High performance vehicle bumper | |
RU2243910C1 (en) | Passenger car energy absorbing buffer | |
US20200130544A1 (en) | Pivot bracket for connecting vehicle seats | |
RU2286893C1 (en) | Passenger car energy absorbing buffer | |
RU2272723C1 (en) | Automobile energy-absorbing bumper with guard | |
RU2555728C1 (en) | Energy-absorbing road fence | |
RU2278034C1 (en) | Passenger car energy-absorbing buffer | |
RU2263592C1 (en) | Truck energy-absorbing buffer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080805 |