SE507768C2 - Frontstruktur i ett fordon - Google Patents

Description

IQ Un 507 768 k) tvärsnitt på sådant sätt, att dess styvhet och därmed dess energiabsorptionsförmåga ökar.

Syftet med föreliggande uppfinning är att utveckla en frontstruktur med ett aktivt balksystem som möjliggör anpassning av deformation och energiupptagningsförrnåga till olika krocksituationer.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom att balkarna är samordnade med varsin retardationsavkännare, som är anordnade att avge varsin av retardationen beroende signal till en styrenhet, vilket är anordnad att jämföra signalerna och aktivera nämnda organ för förändring av balkamas styvhet i beroende av skillnaden mellan signalema från retardationsavkärmarna.

Genom uppfinningen skapas en aktiv frontstruktur där den i och för sig kända tekni- ken utnyttjas på ett helt nytt sätt, som bygger på idén att dimensionera balkarna för en viss krocksituation som kräver viss styvhet och att förändra balkarnas styvhet för krocksituationer, vid vilka annan styvhet önskas.

Uppfmningen är i synnerhet inriktad på en frontstruktur, i vilken balkarnas styvhet med åtföljande deforrnationsförlopp och energiabsorptionsförmåga kan anpassas till mer eller mindre symmetrisk frontalkrock och till en s k off-set krock, dvs en krock med ett fordon eller föremål, som träffar huvudsakligen på ena sidan om fordonets längsgående mittplan.

I ett utförande kan balkama dimensioneras för off-set krock, som kräver stor styv- het, eftersom hela eller större delen av deformationsarbetet tas upp av endast den ena balken. Vid symmetrisk frontalkrock skall deformationsarbetet fördelas mellan bal- karna och optimal energiabsorption uppnås då genom att reducera styvheten hos balkama.

Un 10 30 507 768 Balkama i frontstrukturen är således aktiva. Genom att studera en passiv balks deformation efter en krock kan man fastställa var veckningsförloppet övergår i t ex knäckning. Genom att aktivt uppmjuka balken i detta område, exempelvis med hjälp av små pyrotekniska laddningar, kan knäckningen undvikas och veckningssträckan därigenom förlängas över det uppmjukade området till ett bakomliggande område, som kan vara styvare.

I ett annat utförande kan balkarna dimensioneras med en tvärsnittsprofil, som ger optimal styvhet vid symmetrisk frontalkrock, varvid organen för att förändra balkar- nas styvhet kan vara anordnade att vid off-set krock öka styvheten genom att för- ändra tvärsnittsprofilen, t ex såsom anges i US 4 050 537.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan med hänvisning till på bifogade ritningar visade utföringsexempel, där fig. 1 visar en perspektivvy av en första utföringsform av en frontstruktur enligt uppfinningen hos en schematiskt antydd personbil, ñg. 2a och 2b perspektivvyer av frontstrukturens balkkonstruktion före resp efter viss de- formation, fig. 3a-3d vyer ovanífrån av en del av balken i fig. 2a i olika deforma- tionsstadier, fig. 4 en perspektivvy motsvarande fig. 1 av en andra utföringsform, fig.

Sa och Sb vyer motsvarande fig. 2a, 2b av utföringsformen i fig. 4, fig. 6a-6d vyer motsvarande fig. 3a-3d av utföringsformen i fig. 4 samt fig. 7 ett blockschema över ett styrsystem för aktiv deformationsreglering.

I fig. 1 och 4 betecknar 1 en fordonskaross av s k självbärande typ. En generellt med 2 betecknad lådbalk utgör den ena av två symmetriskt med avseende på bilens längsgående mittplan fixerade sidobalkar. Balken 2 består av två U-profiler 3, som är sammanfogade med varandra genom punktsvetsning så att en rektangulär lådprofil erhålls. Den visade balken och dess generella uppbyggnad och funktion är väl kända och behöver inte beskrivas närmare. Det kan bara nämnas att i en på marknaden förekommande bilmodell tjänstgör sidobalkarna som bärare av en mellanram, som i sin tur bär motorn. Såsom framgår av figurerna är balken strutliknande. Dess vidare 10 30 507 768 ände 4 (till vänster i figurerna) är förbunden med bilens främre Stötfångare 5 (fig. 1 och 4). Från sitt raka främre parti 6, som sträcker sig i bilens längdriktning, övergår balken i ett krökt bakre parti 7, vilket är förbundet med bilens bottenplatta Respektive balk 2 i det i fig. 1-3 visade utförandet uppvisar präglingar 8 i de mot- stående vertikala balksidoma 9. I präglingama är små sprängladdningar 10 fixerade.

Präglingarna 8 med sprängladdningama 10 är anordnade i ett snitt, som temporärt måste hindras från att knäcka och balkama är här dimensionerade för att stödja framförvarande struktur, så att denna utnyttjas effektivt för energiabsorbering genom att optimera bucklingsförloppet. När deformationen når fram till partiet med spräng- laddningama 10 aktiveras dessa sekventiellt för att försvaga balkarna och hindra dessa från att knäcka, så att bucklingsförloppet och energiupptagningen kan fortsätta i bakomvarande balkparti.

På respektive balk 2 vid dess främre ände är en retardationsavkännare i form av en accelerometer 20 anordnad. Denna kan vara av den typ som används i utlösningsan- ordningar för krockkuddar. Accelerometrarna 20 på respektive balk 2 är kopplade till en styrenhet, t ex mikroprocessor 21, till vilken även elektriskt aktiverade detonatorer 22 för sprängladdningarna 10 är anslutna. Styrenheten 21 är programmerad att styra utlösningen av sprängladdningama på respektive balk sekventiellt, såsom särskilt visas i ñg. 3a-3d, i beroende av signalerna från accelerometrama 20.

Styrenheten 21 är anordnad att jämföra signalerna från accelerometrarna 20 med varandra och att aktivera detonatorema 22 efter ett visst av skillnadssignalen beroen- de mönster. Exempelvis kan styrenheten 21 vara programmerad att utlösa bägge balkarnas 2 sprängladdningar 10 samtidigt vid en viss tidpunkt, om skillnadssignalen understiger ett visst förutbestämt värde som indikerar en relativt symmetrisk frontal- krock, då ju bägge balkama 2 samtidigt skall engageras i energiabsorptionen. Om skillnadssignalen är stor, vilket indikerar s k off-set krock, måste balken 2 på den sida som träffas vid krocken ta upp större krafter och absorbera mer energi, varför 10 _ 507 768 det i beroende på krockförloppet då kan vara fördelaktigt att inte utlösa sprängladd- ningarna alls eller utlösa dem vid en annan tidpunkt än vid symmetrisk frontalkrock.

Detta förutsätter då att balkama 2 är optimerarade för off-set krock, vilket får till följd att försvagning av balkama blir nödvändig vid symmetrisk krock för att hela den tillgängliga deformationssträckan skall kunna utnyttjas optimalt.

Vid utförandet i ñg. 4-6 är balkamas 2 U-profiler 3 sammanfogade medelst nitar 30, av vilka vissa är försedda med sprängladdningar 10. Försvagingen av balkama 2 uppnås här genom att spränga loss dessa nitar 30 och därigenom bryta förbandet mellan U-profilerna 3 på valda ställen utmed balken, såsom visas i tig. 6a-6d.

Uppfinningen har ovan beskrivits med hänvisning till utföringsexempel, vid vilka sprängladdningar 10 är applicerade direkt på balkarna 2. Man kan givetvis även tänka sig andra varianter. Exempelvis kan någon form av gasgeneratoranordning utnyttjas, som vid krock skapar ett övertryck i hålrum i balksegment, vilka därvid brister eller deformeras på sådant sätt att den eftersträvade försvagningen uppnås. I ett annat utförande (inte visat) kan en gasgeneratoranordning utnyttjas på ett annat sätt, så att det alstrade övertrycket i balkamas hålrum endast tillåts bli så högt att balkamas tvärsnittsprofil ändras utan att någon bristning sker. På detta sätt kan styv- heten ökas, t ex genom att en balks kvadratiska eller rektangulära tvärsnitt förändras, så att det blir mer eller mindre cirkulärt eller elliptiskt. I detta fall dimensioneras balkama mindre styva för anpassning till symmetrisk frontalkrock och uppstyvas vid off-set krock.

Claims (9)

Un 10 507 768 Patentkrav

1. Frontstruktur i ett fordon, innefattande ett par med inbördes avstånd i sidled anordnade balkar, som var och en omfattar ett av bockad plåt framställt lådformigt element med större längd än bredd resp höjd och med ett parti, som är orienterat i fordonets längdriktning, samt organ (10,20,21,22) för att avkänna fordonets retarda- tion vid kollision och i beroende av denna förändra balkens styvhet i sin längdrikt- ning, kännetecknad av att balkama (2) är samordnade med varsin retardationsav- kännare (20), som är anordnade att avge varsin av retardationen beroende signal till en styrenhet (21), vilken är anordnad att jämföra signalerna och aktivera nämnda organ (10,22) för förändring av balkamas styvhet i beroende av skillnaden mellan signalerna från retardationsavkännarna.

2. Frontstruktur enligt krav 1, kännetecknad av att balkama (2) är samordnade med varsin aktiveringsanordning (22) och att styrenheten (21) är anordnad att vid kollision ge signal till aktiveringsanordningarna att aktivera organ (10) för reducering av bägge balkamas styvhet, om skillnaden mellan retardationssignalerna underskrider ett förutbetämt lägsta värde.

3. Frontstruktur enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att organen för att förändra balkamas (2) styvhet irmefattar sprängmedel (10).

4. Frontstruktur enligt krav 3, kännetecknad av att sprängmedlet innefattar efter varandra i balkens (2) längdriktning fördelade sprängladdningar (10) och att styren- heten (21) är anordnad att bringa sprängladdningama att detonera efter varandra i balkens deformationsriktning.

5. Frontstruktur enligt något av kraven 2-4, kännetecknad av att sprängmedlet (10) är anordnat att vid detonation buckla balkplåten. 10 507 768

6. Frontstruktur enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att balken (2) består av minst två medelst fastelement (30) med varandra sammanfogade plåtprofiler (3) och att sprängmedlet (10) är anordnat att vid detonation bryta fogen mellan profilerna.

7. Frontstruktur enligt krav 6, kännetecknad av att fástelementen är bildade av nitar (30) och att sprängmedlet (10) är anordnat att vid detonation spränga loss åtminstone vissa nitar.

8. Frontstruktur enligt krav 1, kännetecknar! av att balkama (2) är samordnade med varsin aktiveringsanordning (22) och att styrenheten (21) är anordnad att vid kolli- sion ge signal till aktiveringsanordningen (22) tillhörande den balk, vars retarda- tionsavkännare registrerar den högsta retardationen, att aktivera organ (10) för ökning av balkens styvhet, om skillnaden mellan retardationssignalerna överskrider ett förut- bestämt högsta värde.

9. Frontstruktur enligt krav 8, kännetecknad av att organen för att öka balkens styvhet innefattar en gasgenerator, som är anordnad att vid aktivering skapa ett över- tryck i balkens hålrum med åtföljande förändring av balkens tvärsnittsprofil.