RU2320502C1

RU2320502C1 - Vehicle safety device

Info

Publication number: RU2320502C1
Application number: RU2006132033/11A
Authority: RU
Inventors: Давид Михайлович Белый (RU); Давид Михайлович Белый
Priority date: 2006-09-05
Filing date: 2006-09-05
Publication date: 2008-03-27

Abstract

FIELD: transport engineering.

SUBSTANCE: invention is designed to protect vehicle from damage in case of collision with obstacle. Proposed device cushions shock of collision and absorbs energy of shock. Device contains bumper and hose-type shock absorbing guard arranged over vehicle body in its lower part. Bumper is made in form of movable energy-absorbing member installed in vehicle body front part and flexibly connected to body by means of system of four-link parallelogram articulated mechanisms arranged in horizontal plane. Tops of mechanisms lying on diagonals parallel to longitudinal axis of body are hinge-connected with movable member of bumper and with body. Tops lying on cross diagonals are hinge connected in succession by helical cylindrical springs. Spring connecting extreme side tops of system of articulated mechanisms is concentrically inserted over entire contour into guard hose made in form of closed rigid steel pipe.

EFFECT: simplified design of safety device, increased efficiency of absorption of shock energy, enlarged sphere of application.

1 dwg

Description

Изобретение относится к средствам для смягчения удара, поглощения его энергии и защите транспортного средства от повреждений при столкновении его с препятствием.The invention relates to means for mitigating shock, absorbing its energy and protecting the vehicle from damage when it collides with an obstacle.

Известны, например, бамперы транспортных средств, содержащие смонтированные на кузове наружний подвижный энергопоглощающий элемент и внутреннее неподвижное основание, упруго соединенные либо винтовыми цилиндрическими пружинами с устройством их фиксации в сжатом состоянии (см. а.с. СССР №1162641, кл. В60R 19/18, 1984 [1]), либо жесткими стержнями, ориентированными попарно под углом друг к другу и шаринирно соединенными одними из концов между собой и основанием (см. патент РФ на полезную модель №53632, кл. В60R 19/02, 2005 [2]).Vehicle bumpers are known, for example, containing an external movable energy-absorbing element mounted on a body and an internal fixed base, elastically connected either by helical coil springs with a device for fixing them in a compressed state (see AS USSR No. 1162641, class B60R 19 / 18, 1984 [1]), or by rigid rods oriented in pairs at an angle to each other and articulated at one of the ends between themselves and the base (see RF patent for utility model No. 53632, class B60R 19/02, 2005 [2 ]).

Недостатками известных устройств являются низкая эффективность поглощения энергии удара при столкновении транспортного средства с препятствием, а главное - практическая незащищенность транспортных средств при боковых ударах, ударах сзади и т.п.The disadvantages of the known devices are the low efficiency of absorption of impact energy in a collision of a vehicle with an obstacle, and most importantly - the practical vulnerability of vehicles with side impacts, rear impacts, etc.

Известны также устройства для боковой защиты транспортного средства при столкновениях, состоящие из прикрепленного к нижней части платформы транспортного средства при помощи стоек и упоров бокового ограждения (см. патент РФ на полезную модель №53622, кл. В60С 13/00, В62D 25/02, 2006 [3]).Also known are devices for lateral protection of a vehicle in a collision, consisting of a vehicle attached to the lower part of the platform of the vehicle using struts and stops of the side guard (see RF patent for utility model No. 53622, class B60C 13/00, B62D 25/02, 2006 [3]).

Недостатками известных устройств являются низкая эффективность поглощения энергии удара при столкновениях, а также ограниченные функциональные возможности вследствие невыполнения устройством одновременно и функций бампера спереди транспортного средства.The disadvantages of the known devices are the low efficiency of absorption of impact energy in collisions, as well as limited functionality due to the failure of the device to simultaneously perform bumper functions in front of the vehicle.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является предохранительное устройство транспортного средства, содержащее передний бампер, a также смонтированное вокруг корпуса амортизирующее ограждение в виде гибкого рукава, заполненного текучей средой под давлением и связанного с чувствительным элементом, подключенным через блок управления к приводу и тормозной системе транспортного средства (см. а.с. СССР №1162642, кл. В60R 21/08, 1984) [4], принятое за прототип.The closest device of the same purpose to the claimed invention in terms of features is a vehicle safety device containing a front bumper, as well as a shock absorber mounted around the body in the form of a flexible sleeve filled with pressure fluid and connected to a sensor connected via a control unit to drive and brake system of a vehicle (see AS USSR No. 1162642, class B60R 21/08, 1984) [4], adopted as a prototype.

Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность конструкции, низкая эффективность поглощения энергии удара, особенно при лобовых столкновениях транспортного средства с препятствием и ограниченная область применения, преимущественно в качестве внутризаводского транспорта.The disadvantages of the prototype device are the extreme complexity of the design, low efficiency of absorption of impact energy, especially in frontal collisions of a vehicle with an obstacle and a limited scope, mainly as an in-plant transport.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции предохранительного устройства транспортного средства, включающей одновременно как бампер в передней части корпуса транспортного средства, так и амортизирующее ограждение вокруг его корпуса, характеризующиеся по отдельности высокой степенью энергопоглощения при соударениях, а также возможностью взаимного влияния в направлении увеличения эффективности энергопоглощения обоих элементов конструкции.The essence of the invention is to create a design of a safety device of a vehicle, including both a bumper in the front of the vehicle body and a shock-absorbing fence around its body, individually characterized by a high degree of energy absorption during collisions, as well as the possibility of mutual influence in the direction of increasing the energy absorption efficiency of both structural elements.

Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение эффективности поглощения энергии удара, расширение областей применения конструкции.The technical result is a simplification of the design of the device, increasing the efficiency of absorption of impact energy, expanding the scope of construction.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном предохранительном устройстве транспортного средства, содержащем бампер и смонтированное вокруг корпуса транспортного средства в его нижней части амортизирующее ограждение в виде рукава, особенность заключается в том, что бампер выполнен в виде установленного в передней части корпуса подвижного энергопоглощающего элемента, упруго присоединенного к корпусу с помощью системы размещенных в горизонтальной плоскости четырехзвенных параллелограммных шарнирных механизмов, вершины которых, лежащие на параллельных продольной оси корпуса диагоналях, шарнирно соединены с подвижным элементом бампера и корпусом, а вершины, лежащие на поперечных диагоналях, также шарнирно последовательно соединены между собой винтовыми цилиндрическими пружинами, при этом пружина, соединявшая крайние боковые вершины системы шарнирных механизмов, концентрично вставлена по всему его контуру в рукав ограждения, выполненный в виде замкнутой жесткой стальной трубки.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known vehicle safety device comprising a bumper and a shock absorber in the form of a sleeve mounted around the vehicle body in its lower part, the feature is that the bumper is made in the form of a body mounted in front of the body a movable energy-absorbing element, elastically attached to the body using a system of four-link parallel-mounted in the horizontal plane gram articulated mechanisms, whose vertices lying on the diagonals parallel to the longitudinal axis of the housing are pivotally connected to the movable bumper element and the housing, and the vertices lying on the transverse diagonals are also pivotally connected to each other by helical coil springs, with the spring connecting the extreme lateral vertices system of articulated mechanisms, concentrically inserted around its entire contour into the sleeve of the fence, made in the form of a closed rigid steel tube.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематично на виде сверху изображено транспортное средство с предлагаемым предохранительным устройством.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows a top view of a vehicle with the proposed safety device.

Предохранительное устройство транспортного средства содержит: бампер, выполненный в виде установленного в передней части корпуса 1 транспортного средства подвижного энергопоглощающего элемента 2, например, резинового бруса, упруго присоединенного к корпусу 1 с помощью системы размещенных в горизонтальной плоскости четырехзвенных параллелограммных шарнирных механизмов 3, вершины которых, лежащие на параллельных продольной оси корпуса 1 диагоналях, соединены шарнирами 4, 5 соответственно с подвижным элементом 2 бампера и корпусом 1, а вершины 6, лежащие на поперечных диагоналях, также шарнирно последовательно соединены между собой витыми цилиндрическими пружинами 7; смонтированное вокруг корпуса 1 транспортного средства в его нижней части, естественно, ниже уровня низшего края дверц салона, амортизирующее ограждение 8 выполнено в виде замкнутой жесткой стальной трубки, закрепленной на бортах корпуса 1 с помощью специальных держателей 9 и муфт 10 с отверстиями для пропускания трубки 8, при этом пружина 11, соединяющая крайние боковые вершины 12, 13 системы шарнирных механизмов 3, концентрично вставлена в трубку 8 амортизирующего ограждения по всему ее контуру.The vehicle safety device includes: a bumper made in the form of a movable energy-absorbing element 2 installed in the front part of the vehicle body 1, for example, a rubber bar, elastically attached to the body 1 using a system of four-link parallelogram joint mechanisms 3 located on a horizontal plane, the vertices of which, diagonals lying parallel to the longitudinal axis of the housing 1 are connected by hinges 4, 5, respectively, with the movable element 2 of the bumper and the housing 1, and the tires 6 lying on the transverse diagonals are also pivotally connected to each other by coiled coil springs 7; mounted around the vehicle body 1 in its lower part, naturally below the lower edge of the passenger compartment doors, the shock absorbing guard 8 is made in the form of a closed rigid steel tube fixed to the sides of the body 1 using special holders 9 and couplings 10 with holes for passing the tube 8 wherein the spring 11 connecting the extreme lateral peaks 12, 13 of the system of hinge mechanisms 3 is concentrically inserted into the tube 8 of the shock-absorbing fence along its entire contour.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.The work of the proposed device is as follows.

При лобовом столкновении транспортного средства с препятствием удар воспринимает подвижный энергопоглощающий элемент 2 бампера, что приводит к измению формы (сжатию) шарнирных механизмов 3, соответственно к растяжению одних (внутри механизмов 3) и сжатию других (соединяющих механизмы 3) винтовых пружин 7, и одновременно с этим к деформации пружины 11 внутри трубы 8 по всему контуру транспортного средства, сопровождающейся трением витков пружины 11 о внутреннюю поверхность трубы 8. Одновременное включение в работу при ударе такого значительного по суммарной продолжительности упругого элемента с наличием сил сухого трения обеспечивает, даже при сравнительно малых объемах бампера, значительную эффективность диссипации кинетической энергии удара и ее преобразование в потенциальную энергию сжатых и растянутых пружин. При слабых боковых соударениях транспортного средства с препятствием корпус 1 предохраняется за счет поперечной жесткости стального замкнутого контура (трубы 8) и системы 9, 10 ее крепления. При сильном боковом ударе, сопровождающемся пластической деформацией трубы 8, вступает в работу пружина 11, приводящая одновременно к упругим деформациям всей системы упругих элементов 2, 3, 7 бампера, а также к значительному рассеянию энергии удара за счет взаимного трения элементов 8, 11, 3, 7, 12, 13. Таким образом, как при лобовых, так и при боковых столкновениях транспортного средства, вступает в работу одновременно вся упругая система предохранительного устройства (как бампера, так и амортизирующего ограждения) с рабочей длиной по всему периметру корпуса транспортного средства. Именно эти принципиальные особенности конструкции позволяют при сравнительной простоте обеспечить высокую эффективность поглощения энергии удара при любом характере столкновений с препятствием. Устройство достаточно универсально и может найти применение практически в любых типах транспортных средств без ухудшения их дизайна. При этом для повышения эффективности в бампере может быть одновременно задействовано несколько подобных систем шарнирных механизмов 3, размещенных друг под другом в горизонтальных плоскостях, и соответственно система лежащих одна на другой трубок 8, образующих как бы замкнутую вокруг корпуса 1 ребристую панель из полуцилиндрических поверхностей трубок.In a frontal collision of a vehicle with an obstacle, the shock is perceived by the movable energy-absorbing element 2 of the bumper, which leads to a change in the shape (compression) of the hinge mechanisms 3, respectively, to the extension of some (inside the mechanisms 3) and compression of the other (connecting mechanisms 3) coil springs 7, and simultaneously with this, to the deformation of the spring 11 inside the pipe 8 along the entire contour of the vehicle, accompanied by the friction of the coils of the spring 11 on the inner surface of the pipe 8. Simultaneous inclusion in the operation of such a significant In terms of the total duration of the elastic element with the presence of dry friction forces, it provides, even with relatively small bumper volumes, a significant dissipation efficiency of the kinetic energy of the impact and its transformation into potential energy of compressed and extended springs. In case of weak lateral collisions of the vehicle with an obstacle, the housing 1 is protected due to the lateral stiffness of the steel closed loop (pipe 8) and its fastening system 9, 10. With a strong side impact, accompanied by plastic deformation of the pipe 8, the spring 11 starts to work, leading simultaneously to elastic deformations of the entire system of elastic elements 2, 3, 7 of the bumper, as well as to significant dissipation of impact energy due to mutual friction of the elements 8, 11, 3 , 7, 12, 13. Thus, both in frontal and lateral collisions of a vehicle, the entire elastic system of a safety device (both a bumper and a shock-absorbing fence) with a working length along the entire perimeter comes into operation simultaneously Labor body of the vehicle. It is these fundamental design features that, with comparative simplicity, make it possible to ensure high efficiency of absorption of impact energy in any type of collision with an obstacle. The device is quite versatile and can find application in almost all types of vehicles without compromising their design. At the same time, to increase efficiency in the bumper, several similar systems of hinge mechanisms 3 can be simultaneously used, placed one below the other in horizontal planes, and accordingly, a system of tubes 8 lying on top of each other, forming a ribbed panel made of semi-cylindrical tube surfaces that is closed around the housing 1.

Claims

A vehicle safety device comprising a bumper and a shock absorber in the form of a sleeve mounted around the vehicle body in its lower part, characterized in that the bumper is made in the form of a movable energy-absorbing element mounted in front of the body, elastically connected to the body by means of a system placed in horizontal planes of four-link parallelogram hinge mechanisms, the vertices of which lying on the diagonals parallel to the longitudinal axis of the housing, w are pivotally connected to the movable bumper element and the housing, and the vertices lying on the transverse diagonals are also pivotally connected to each other by helical coil springs, while the spring connecting the extreme lateral vertices of the hinge mechanism system is concentrically inserted around its entire contour into the fence sleeve, made in the form of a closed rigid steel tube.