UA121945C2 - Брус бампера з поперечним перерізом у формі вісімки - Google Patents

Description

Винахід стосується бруса бампера для автомобільного транспортного засобу, при цьому брус бампера виконаний з принаймні одного отриманого прокаткою сталевого листа і містить верхню балку і нижню балку, які проходять в поперечному напрямку, кожна з верхньої і нижньої балок має замкнутий поперечний переріз, який утворений передньою стінкою, задньою стінкою, верхньою стінкою і нижньою стінкою, верхня стінка і нижня стінка об'єднують передню стінку із задньою стінкою, при цьому центральна стінка, яка проходить між передніми стінками і задніми стінками верхньої і нижньої балок, утворює як нижню стінку верхньої балки, так і верхню стінку нижньої балки.

Винахід також стосується способу виготовлення такого бруса бампера.

Бруси бампера, що містять верхню і нижню балки, що мають загальну центральну стінку, відомі як бруси бампера з поперечним перерізом у формі вісімки. Відомо, що такі бруси бампера володіють хорошими характеристиками міцності і ударної дії, завдяки центральній стінці, яка збільшує здатність опору бруса бампера при одночасній відносній легкості і здатності пристосовуватися до доступного простору в транспортному засобі де повинен бути встановлений брус бампера. Наприклад, в документах 5-8 716 624 і 05-2014/0361558 описані бруси бамперів з поперечним перерізом у формі вісімки.

Необхідно, щоб у разі удару, наприклад, тестового удару об стовп, брус бампера мав певну поведінку, при цьому локальна перешкода ударяє в центральну частину бруса бампера із швидкістю приблизно 15 км/год. Зокрема, брус бампера повинен бути здатний деформуватися, поглинаючи енергію при виникненні удару так, щоб енергія удару не передавалася або менше передавалася на частини, розташовані за брусом бампера в транспортному засобі.

З цією метою, брус бампера повинен володіти задовільними характеристиками з погляду здатності опору піковому зусиллю, більшому заздалегідь заданого порогового значення зусилля, прикладеного до бруса бампера під час удару; з погляду мінімальної енергії, що поглинається після деформації бруса бампера при заздалегідь заданій величині деформації через удар; і з погляду здатності опору руйнуванню в ході деформації бруса бампера при докладанні пікового зусилля до бруса бампера, а також після сильної деформації, що означає, що брус бампера повинен бути пластично деформований, а не зруйнований при заздалегідь заданій величині деформації для забезпечення поглинання енергії в ході пластичної

Зо деформації.

При проектуванні нового бруса бампера, фахівець хоче отримати якнайкращі результати для зазначених трьох параметрів (здатність опору піковому зусиллю, мінімальна поглинена енергія і здатність опору руйнуванню). Проте, спроба поліпшити одну з цих характеристик, загалом, завдає шкоди одній та/або іншій характеристикам. Наприклад, збільшення здатності опору бруса бампера, наприклад шляхом зміни його геометрії або шляхом збільшення його межі міцності на розтягування, так що він може витримувати більше пікове зусилля, робить брус бампера таким, що менш деформується і більш схильним до руйнування до досягнення деформації бруса бампера заздалегідь заданої величини.

Одним із завдань винаходу є створення бруса бампера, що володіє покращеними результатами по всім трьом параметрам.

Завдання винаходу вирішується брусом бампера згаданого вище типу, в якому центральна стінка проходить принаймні в двох різних площинах.

Проходження центральної стінки принаймні в двох різних площинах, утворюючи сходинку в центральній стінці, дозволяє поліпшити здатність опору бруса бампера, що дозволяє чинити опір більшому піковому зусиллю, докладеному під час удару. Крім того, створення сходинки дозволяє зменшити довжину, виміряну в напрямку, в якому через удар до бруса бампера докладено зусилля, частин центральної стінки, що проходить в одній площині, що покращує поглинання енергії в ході деформації бруса бампера, отже, покращує мінімальну поглинену енергію для заздалегідь заданої величини деформації, і дозволяє брусу бампера з меншою вірогідністю руйнуватися під час деформації. Зазначений результат отримують завдяки тому, що зусилля виникнення викривлення поверхні стає меншим, оскільки збільшується довжина, в подовжньому напрямку, в якому зусилля докладене до бруса бампера під час удару, поверхні, яка проходить в одній площині. В порівнянні з цією ситуацією, коли центральна стінка проходить в одній площині, оскільки зміна площини в центральній стінці дозволяє зменшити довжину поверхонь, які проходять в одній площині центральної стінки в подовжньому напрямку, відкладається викривлення цих поверхонь, оскільки збільшується зусилля виникнення викривлення. Відкладання викривлення дозволяє підтримувати порожнисті корпуси верхньої балки і нижньої балки при великих величинах деформації, що покращує ефективність бруса бампера при ударі по показнику поглинання енергії. 60 Конкретні особливості бруса бампера описані в пунктах 2-13 формули винаходу.

Винахід також стосується способу виготовлення описаного вище бруса бампера, який включає наступні етапи, на яких: забезпечують наявність сталевого листа, виконують роликову профілізацію сталевого листа в послідовно розташованих станціях роликової профілізації для отримання бруса бампера, що містить верхню і нижню балки, кожна з яких проходить в поперечному напрямку і має замкнутий поперечний переріз, утворений передньою стінкою, задньою стінкою, верхньою стінкою і нижньою стінкою, при цьому верхня і нижня стінки об'єднують передню стінку із задньою стінкою, а центральна стінка, що проходить між передніми і задніми стінками верхньої і нижньої балок, утворює нижню стінку верхньої балки і верхню стінку нижньої балки, при цьому форму центральної стінки виконують такою, що вона проходить принаймні в двох різних площинах принаймні в одній з послідовно розташованих станцій роликової профілізації.

Конкретні особливості способу викладені в пунктах 15 і 26 формули винаходу.

Інші особливості і переваги винаходу будуть зрозумілі з подальшого опису, наведеного як приклад і з посиланнями на креслення.

На Фіг. 1 показаний вузол бруса бампера, що містить брус бампера згідно винаходу, вигляд в перспективі; на Фіг. 2 - поперечний переріз по площині І-ІІ на Фіг. 1; на Фіг. З - поперечний переріз по площині ПІ-ПІ на Фіг. 1; на Фіг. 4 - поперечні перерізи, що ілюструють форму сталевого листа на кожному етапі профілізації бруса бампера за фіг. 1; на Фіг. 5 - збільшений вид етапів 4-7, показаних на Фіг. 4; і на Фіг. 6 - графік, що відображає силу, прикладену до бруса бампера, залежно від величини деформації цього бруса бампера за фіг. 1.

У описі термін «подовжній» визначений відповідно до напрямку зад-перед транспортного засобу, а термін «поперечний» визначений відповідно до напрямку ліво-право транспортного засобу. Терміни «верх», «верхній», «нижній» визначені відносно напрямку висоти транспортного засобу.

З посиланнями на Фіг. 1 описаний вузол бруса бампера для автомобільного транспортного

Зо засобу. Такий вузол бруса бампера повинен бути розташований спереду та/або позаду транспортного засобу для захисту моторного відсіку і пасажирського відсіку у разі удару в транспортний засіб спереду та/або ззаду.

Вузол бруса бампера містить брус 1 бампера, що проходить по суті поперечно, і два краш- бокси 2, що проходять в подовжньому напрямку і прикріплені до бруса 1 біля його кожного поперечного кінця 4. Кріпильна пластина 6 виконана на кінці краш-бокса 2 напроти бруса 1 і пристосована для кріплення цього вузла бруса бампера до кузова транспортного засобу, наприклад, до подовжніх балок транспортного засобу. Розміри бруса 1 бампера такі, що він проходить уздовж більшої частини ширини транспортного засобу в поперечному напрямку.

Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, брус 1 бампера проходить на відстань, яка трохи більша відстані, що розділяє дві подовжні балки транспортного засобу, наприклад, на відстань, що становить 7095 ширини транспортного засобу.

Брус 1 бампера є дугоподібним в поперечному напрямку, тобто він має вигнуту форму, розташовану так, що центральна частина 8 проходить далі у напрямку до зовнішньої сторони транспортного засобу в порівнянні з поперечними кінцями 4 бруса 1 бампера. Це означає, що опукла зовнішня поверхня бруса бампера пристосована для проходження у напрямку до зовнішньої сторони транспортного засобу, а увігнута внутрішня поверхня пристосована для проходження у напрямку до внутрішньої сторони транспортного засобу. Радіус кривизни бруса 1 бампера, наприклад, менший або дорівнює 4000 мм, наприклад, складає від 2000 мм до 4000 мм. Радіус кривизни може бути постійним або непостійним уздовж поперечного напряму.

Брус 1 бампера отримують за допомогою роликової профілізації сталевого листа 10 (фіг. 4), що означає, що сталевий лист згинають до певної форми, що детальніше описане нижче.

Конкретніше, сталевий лист 10, наприклад, профілюють до певної форми. Сталевий лист 10 виконаний із сталі, межа міцності на розтягування якої більша або дорівнює 980 МПа, наприклад, більша 1500 МПа або більша 1700 МПа. Сталь, наприклад, містить принаймні 3595 мартенситу або бейніту. Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, сталь, наприклад, є повністю мартенситною сталлю, межа міцності на розтягування якої складає 1500 МПа. Сталь може бути покрита, наприклад, покриттям на основі цинку або алюмінію. Як альтернатива, сталь залишають непокритою. Товщина сталевого листа 10 складає від 0,8 мм до 1,5 мм, наприклад, складає приблизно 1 мм. Товщина сталевого листа не обов'язково є постійною, щоб 60 сформувати в брусі 1 бампера ділянки різної товщини.

Сталевий лист 10 згинають так, що брус 1 бампера містить верхню балку 12 і нижню балку 14, кожна з яких проходить в поперечному напрямку, при цьому верхня балка 12 проходить над нижньою балкою 14 в напрямку по висоті транспортного засобу.

Верхня балка 12 містить передню стінку 16, що проходить у напрямку до зовнішньої сторони транспортного засобу, задню стінку 18 по суті паралельну передній стінці 16 і що проходить у напрямку до внутрішньої сторони транспортного засобу, і верхню стінку 20, що сполучає верхній кінець передньої стінки 16 з верхнім кінцем задньої стінки 18.

Нижня балка 14 має передню стінку 22, що проходить у напрямку до зовнішньої сторони транспортного засобу, задню стінку 24 по суті паралельну передній стінці 22 і що проходить у напрямку до внутрішньої сторони транспортного засобу, і нижню стінку 26, що сполучає нижній кінець передньої стінки 22 з нижнім кінцем задньої стінки 24.

Брус 1 бампера додатково містить центральну стінку 28, що сполучає передні стінки 16, 22 із задніми стінками 18, 24 верхньої і нижньої балок 12, 14 і що проходить між верхньою стінкою 20 верхньої балки 12 і нижньою стінкою 26 нижньої балки 14. Отже, центральна стінка 28 утворює як нижню стінку верхньої балки 12, так і верхню стінку нижньої балки 14 і є загальною для верхньої і нижньої балок 12, 14, як показано на фіг. 2 і 3.

Передня стінка 16 верхньої балки 12 і передня стінка 22 нижньої балки 14 проходять по суті в одній і тій же площині, а задня стінка 18 верхньої балки 12 і задня стінка 24 нижньої балки проходять по суті в одній і тій же площині, яка паралельна площині передніх стінок 16, 22. У встановленому стані площини передніх стінок 16, 22 і задніх стінок 18, 24 є площинами, що містять напрямок по висоті і поперечний напрямок і є відповідними, по суті, вертикальним площинам. Відстань між передніми стінками 16, 22 і задніми стінками 18, 24 складає, наприклад, приблизно 30 мм.

Верхня стінка 20 верхньої балки 12 і нижня стінка 26 нижньої балки 14, наприклад, по суті, паралельні одна одній і, наприклад, по суті, перпендикулярні площинам передніх стінок 16, 22 і задніх стінок 18, 24. У встановленому стані площини верхньої стінки 20 і нижньої стінки 26 є площинами, що містять подовжній і поперечний напрями і відповідними, по суті, горизонтальним площинам. Відстань між верхньою стінкою 20 верхньої балки 12 і нижньою стінкою 26 нижньої балки 14 складає, наприклад, приблизно 120 мм.

Центральна стінка 28 проходить, по суті, на однаковій відстані від верхньої стінки 20 верхньої балки 12 і від нижньої стінки 26 нижньої балки 14, так що верхня балка 12 і нижня балка 14, по суті, мають однакові розміри і поперечні перерізи. Відповідно до одного з варіантів виконання, центральна стінка 28 може проходити на різних відстанях від верхньої стінки 20 і нижньої стінки 26, так що або поперечний переріз верхньої балки 12 більший поперечного перерізу нижньої балки 14 або навпаки.

Відповідно до описаного вище варіанту здійснення винаходу, отже, поперечний переріз бруса 1 бампера в площині, перпендикулярній поперечному напряму має форму вісімки, як показано на Фіг. 2 і 3. Проте, поперечний переріз бампера може бути іншим, наприклад, коли не паралельні передня і задня стінки та/або не паралельні верхня і нижня стінки.

Центральна стінка 28 має принаймні одну зміну площині між передніми стінками 16, 22 і задніми стінками 18, 24, що означає, що центральна стінка 28 проходить принаймні в двох різних площинах. Центральна стінка 28 містить передню частину 30, сполучену з передніми стінками 16, 22, задню частину 32, сполучену із задніми стінками 18, 24, і центральну частину 34, що сполучає передню частину 30 із задньою частиною 32. Центральна частина 34 проходить в площині, відмінній від площини, в якій проходять передня частина 30 та/або задня частина 32. Відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на фіг. 2 і 3, передня частина 30 проходить в першій площині, задня частина 32 проходить в другій площині, а центральна частина 34 проходить в третій площині. Перша і друга площини, по суті, паралельні одна одній і перпендикулярні площинам передніх стінок 16, 22 і задніх стінок 18, 24. Третя площина нахилена між першою площиною і другою площиною. Наприклад, третя площина утворює кут є з першою і другою площинами, який складає від 107 до 170". Відповідно до одного прикладу кут « складає від 30" до 60". Отже, центральна частина 34 утворює сходинку в центральній стінці 28. При деформації бруса бампера при ударі, сходинка в центральній стінці розділяє центральну стінку на дві частини, які проходять в різних площинах, що, отже, затримує викривлення двох частин. Фактично зусилля по виникненню викривлення поверхні стає меншим, оскільки збільшується довжина поверхні в подовжньому напрямку, в якому зусилля докладене до бруса бампера в ході удару. Оскільки наявність сходинки в центральній стінці надає можливість зменшення довжини поверхні першої і другої частин центральної стінки в подовжньому напрямку, те викривлення першої і другої частин затримується в порівнянні з бо центральною стінкою, яка проходить в одній площині, оскільки зусилля виникнення викривлення більше. Затримання викривлення дозволяє підтримувати порожнисті корпуси верхньої балки 12 і нижньої балки 14 при великих величинах деформації, що покращує ефективність бруса бампера під час удару в термінах поглиненої енергії.

Центральна частина 34 сполучена з передньою частиною 30 і задньою частиною 32 за допомогою закруглених ділянок 36, тобто вигнутих ділянок, які забезпечують перехід між першою площиною і третьою площиною і між третьою площиною і другою площиною. Радіус кривизни закруглених ділянок 36 більший або дорівнює половині товщини сталевого листа 10.

Відповідно до одного прикладу, радіус кривизни закруглених ділянок 36 більший або дорівнює двом величинам товщини сталевого листа 10. Відповідно до згаданого вище прикладу, отже, радіус кривизни закруглених ділянок 36 більший або дорівнює значенню, яке складає від 1,6 мм до З мм, залежно від товщини сталевого листа 10.

Перша частина 30 проходить, наприклад, на висоті, яка відрізняється від висоти другої частини 32, це означає, що відстань між першою частиною 30 і верхньою стінкою 20 верхньої балки 12, відповідно нижньою стінкою 26 нижньої балки 14, відрізняється від відстані між другою частиною 32 і верхньою стінкою 20 верхнього балки 12, відповідно нижньою стінкою 26 нижньої балки 14. Відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на фіг. 2 і 3, перша відстань між першою частиною 30 і верхньою стінкою 20 верхньої балки 12 менша другої відстані між другою частиною 32 і верхньою стінкою 20 верхньої балки 12, це означає, що перша частина 30 проходить вище за другу частину 32 у встановленому стані бруса бампера.

Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, різниця між першою відстанню і другою відстанню менша третини відстані, що відокремлює верхню стінку 20 верхньої балки 12 від нижньої стінки 26 нижньої балки 14, тобто менша 40 мм, відповідно до описаного раніше прикладу. Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу різниця між першою відстанню і другою відстанню, яка відповідає відстані між першою площиною і другою площиною, складає приблизно 10 мм.

Перша частина 30 сполучена з передньою стінкою 16 верхньої балки 12 за допомогою закругленого переднього кінця 38, а друга частина 32 сполучена із задньою стінкою 24 нижньої балки 14 за допомогою закругленого заднього кінця 40. Аналогічно закругленим ділянкам 36 між центральною частиною 36 і передньою і задньою частинами 30, 32, радіус кривизни закруглених переднього і заднього кінців 38, 40 більший або дорівнює половині товщини сталевого листа 10.

Відповідно до одного прикладу, радіус кривизни закруглених кінців 38, 40 більший або дорівнює двом величинам товщини сталевого листа 10.

Відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на Фіг. 1 і 2, центральна стінка 28 має центр симетрії, який розташований в центрі центральної стінки в подовжньому напрямку.

Центральна стінка 28, що проходить, по суті, в центрі бруса 1 бампера, збільшує здатність опору бруса 1 бампера. В результаті, брус 1 бампера може чинити опір більшому піковому зусиллю в ході удару. Більш того, сходинка, утворена центральною частиною 34, затримує викривлення поверхонь, що проходять в одній площині, під час удару, що дозволяє брусу 1 бампера поглинати більшу кількість енергії при деформації бруса 1 бампера, і він менш схильний до руйнування, як описано вище. В результаті, центральна стінка 28 покращує характеристики бруса бампера.

На схемі, яка показана на Фіг. б і на якій показана сила, докладена до бруса бампера залежно від величини його деформації, пікове зусилля позначене на осі сил значенням «Ер».

Величина деформації, при якій все ще поглинають мінімальну кількість енергії без руйнування бруса бампера, показана на осі відстаней і позначена через Ет. Зазначене може бути отримане при центральній стінці 28, яка відповідає винаходу, оскільки з такою центральною стінкою, наприклад, можливо затримати викривлення центральної стінки 28 на 10-20 мс при фронтальному ударі на брус бампера, яке має місце при швидкості, рівній 15 км/год.

Слід розуміти, що форма центральної стінки 28 може бути інша. Відповідно до одного прикладу, перша і друга частини 30, 32 центральної стінки можуть проходити в одній і тій же площині, а центральна частина 34 може проходити в більш ніж одній площині. Перший кінець 38 може бути сполучений з передньою стінкою 22 нижньої балки 14, а задній кінець 40 може бути сполучений із задньою стінкою 18 верхньої балки 12. Перша частина 30 може проходити на висоті, яка менша висоти другої частини 32.

Далі будуть описані інші ознаки бруса 1 бампера, які покращують його характеристики та/або полегшують його виготовлення.

Сталевий лист 10 проходить між першою кромкою 42 і другою кромкою 44, як показано на

Фіг. 3. Коли брус 1 бампера сформований, першу кромку 42 прикріплюють до передньої стінки 16 верхньої балки 12, і вона закриває закруглений передній кінець 38 центральної стінки 28, і 60 другу кромку 44 прикріплюють до задньої стінки 24 нижньої балки 14, і вона закриває закруглений задній кінець 40 центральної стінки 28. В результаті, перша і друга кромки 42 і 44 замикають поперечні перерізи верхньої і нижньої балок 12, 14. Перша і друга кромки 42, 44 проходять в площинах, які паралельні площинам передніх стінок 16, 22 і задніх стінок 18, 24, так що, коли кромки прикріплюють до передньої і задньої стінок, одна до одної прикріплюють плоскі поверхні. Це дозволяє робити замикання поперечних перерізів легшим етапом. Наприклад, першу і другу кромки 42, 44 прикріплюють за допомогою зварювання передньої і задньої стінок 16, 24, а зварювання плоских поверхонь легше за зварювання вигнутих поверхонь. Переважно, щоб зварювання була лазерним.

Відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на фігурах, кожна з передніх стінок 16, 22 верхньої і нижньої балок 12, 14 містить переднє ребро 46, яке проходить поперечно уздовж всієї довжини бруса 1 бампера. Кожне переднє ребро 46 має форму канавки або каналу, який проходить від передньої стінки у напрямку до внутрішньої сторони бруса бампера, тобто всередину поперечного перерізу бруса бампера у напрямку до задньої стінки, яка проходить напроти передньої стінки, на якій передбачено переднє ребро 46. Як вже відомо, таке переднє ребро 46 збільшує значення ударної міцності верхньої і нижньої балок 12, 14, що робить брус 1 бампера здатним витримувати великі максимальні зусилля під час удару. Кожне переднє ребро 46 володіє дугоподібною формою. Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, радіус кривизни кожного переднього ребра більше або дорівнює половині товщини сталевого листа 10. Відповідно до одного прикладу, радіус кривизни передніх ребер 46 більший або дорівнює двом величинам товщини сталевого листа 10. Кожне переднє ребро 46 проходить, по суті, в центрі передньої стінки 16, 22 у напрямку висоти. Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, висота переднього ребра, тобто розмір переднього ребра 46, виміряний в напрямку по висоті, по суті, складає від 1095 до половини висоти передньої стінки, на якій проходить переднє ребро. Висота переднього ребра, наприклад складає від 10 мм до 30 мм. Глибина переднього ребра 46, тобто розмір ребра, виміряний в подовжньому напрямку, наприклад, складає від однієї десятої до третини відстані між передньою стінкою, на якій проходить ребро, і задньою стінкою, направленою до передньої стінки. Наприклад, глибина переднього ребра 46 складає від З мм до 10 мм. Відповідно до конкретного прикладу, висота ребра дорівнює глибині ребра. Переднє ребро 46, яке проходить на передній стінці 16 верхньої

Зо балки 12, наприклад, по суті, ідентично передньому ребру 46, що проходить на передній стінці 22 нижньої балки 14.

Відповідно до різних варіантів здійснення винаходу, принаймні або верхня стінка 20 верхньої балки 12, або нижня стінка 26 нижньої балки 14, або задня стінка 18 верхньої балки 12, або задня стінка 24 нижньої балки 14 додатково містить ребро, яке проходить поперечному брусу 1 бампера і у напрямку до внутрішньої сторони бруса 1 бампера. Під «ребром, яке проходить поперечно і у напрямку до внутрішньої сторони бруса бампера» розуміють те, що ребро проходить усередині поперечного перерізу бруса бампера.

Зокрема, відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на фігурах, кожна з задніх стінок 18, 24 верхньої і нижньої балок 12, 14 містить заднє ребро 48, що проходить поперечно уздовж всієї довжини бруса 1 бампера. Кожне заднє ребро 48 має форму канавки або каналу, який проходить від задньої стінки у напрямку до внутрішньої сторони бруса бампера, тобто всередину поперечного перерізу бруса бампера у напрямку до передньої стінки, яка проходить напроти задньої стінки, на якій виконано заднє ребро 48.

Задні ребра 48 виконані для поліпшення виготовлення бруса 1 бампера, щоб добитися кращої якості бруса бампера. Як описано раніше, брус 1 бампера вигнутий, і увігнута внутрішня поверхня проходить з боку задніх стінок 18, 24 бруса 1 бампера. Великі плоскі поверхні на увігнутій внутрішній стороні, такі як поверхні, утворені за допомогою задніх стінок 18, 24 без ребер, схильні коробитися при вигині бруса 1 бампера, який виконують для того, щоб зробити брус 1 бампера вигнутим в поперечному напрямку. Це викривлення створює хвилі на плоских поверхнях, які, отже, не залишаються плоскими після вигину. Це явище тим більше, чим менший радіус кривизни бруса бампера. Це викривлення є проблемою, оскільки глибина і висота хвиль можуть бути в районі або перевищувати прийнятні допуски виготовлення. В результаті, може бути проблематичним об'єднання бруса бампера з навколишніми компонентами.

Наявність ребер 48 на задніх стінках 18, 24 дозволяє зменшувати розміри плоских поверхонь, утворюючих задні стінки 18, 24 шляхом зменшення висоти плоских поверхонь, які вимірюються в напрямку по висоті. В результаті, завдяки заднім ребрам 48, в ході вигину бруса бампера можна уникнути викривлення задніх стінок 18, 24. Фактично зусилля по породженню викривлення поверхні стає меншим, оскільки збільшується довжина поверхні в напрямку по бо висоті. Оскільки наявність ребра в задній стінці дозволяє зменшити довжину плоских поверхонь в напрямку по висоті, можна уникнути викривлення плоских поверхонь, оскільки зусилля виникнення викривлення більше і залишається меншим в порівнянні із зусиллям, докладеним до бруса бампера в ході вигину бруса бампера.

З цією метою висота і положення кожного заднього ребра 48 на задній стінці виконані так, що плоскі поверхні 50, які проходять на кожній стороні заднього ребра 48, не мають висоту, достатню для викривлення в ході вигину бруса бампера. Відповідно до прикладу, висота кожної плоскої поверхні 50 не перевищує половини висоти задньої поверхні, на якій проходить ребро 48. Кожне заднє ребро 48, наприклад, проходить, по суті, в центрі задньої стінки 18, 24 у напрямку висоти. Висота кожного заднього ребра 48, наприклад, по суті, складає від третини до половини висоти передньої стінки, на якій проходить переднє ребро. Для задніх поверхонь, що мають більшу висоту, доцільно передбачати більш за одне заднє ребро на зазначених задніх поверхнях, щоб обмежувати висоту кожної плоскої поверхні зазначених задніх поверхонь, так що при вигині бруса 1 бампера може бути виключене викривлення задніх поверхонь. Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, задні ребра 48 виконані так, що висота кожної плоскої поверхні менше або рівна 30 мм.

Кожне заднє ребро 48 має дугоподібну форму. Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, радіус кривизни кожного заднього ребра більший або дорівнює половині товщини сталевого листа 10. Відповідно до прикладу, радіус кривизни задніх ребер 48 більше або дорівнює двом величинам товщини сталевого листа 10. Глибина кожного заднього ребра може бути будь-яким значенням, яке більше або дорівнює половині товщини сталевого листа 10, залежно від бажаної геометрії задньої стінки. Відповідно до варіанту здійснення винаходу, глибина може бути такою, що заднє ребро 48 проходить до передньої стінки, протилежної задній стінці, на якій проходить заднє ребро, або до переднього ребра 46, коли заднє ребро 48 проходить напроти переднього ребра 46. Відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на фігурах, глибина задніх ребер 48 менша глибини передніх ребер 46. Задні ребра 48 можуть проходити напроти передніх ребер 46 або можуть бути зміщені відносно передніх ребер 46 в напрямку по висоті.

Більш того, заднє ребро 48, що проходить поперечно, і у напрямку до внутрішньої сторони брусів бампера, виключає ризик пробиття радіатора, що може мати місце, коли ребро проходить поперечно і у напрямку до зовнішньої сторони бруса бампера, наприклад, під час аварії, при якій брус бампера штовхають об радіатор.

Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, який може бути альтернативним або може бути реалізований з описаними вище варіантами здійснення винаходу, верхня стінка 20 верхньої балки 12 та/або нижня стінка 26 нижньої балки 14 містить ребро жорсткості (не показано), яке проходить поперечного уздовж всієї довжини бруса 1 бампера. Ребро жорсткості володіє, по суті, такою ж дією, що і передні ребра 46 і покращує характеристики бруса 1 бампера. Більш того, ребро жорсткості також може бути доцільним для зменшення ризику викривлення у верхній стінці 20 верхньої балки 12 та/або нижній стінці 26 нижньої балки 14.

Ребро жорсткості має дугоподібну форму. Відповідно до варіанту здійснення винаходу, радіус кривизни ребра жорсткості більший або дорівнює половині товщини сталевого листа 10.

Відповідно до прикладу, радіус кривизни ребра жорсткості більший або дорівнює двом величинам товщини сталевого листа 10. Глибина кожного ребра жорсткості, тобто розмір ребра жорсткості в напрямку по висоті може бути будь-яким, який більший або дорівнює половині товщини сталевого листа 10, залежно від бажаної геометрії стінки, на якій проходить це ребро.

Проте, переважно, щоб ребро жорсткості було розташоване так, щоб не перешкоджати передньому та/або задньому ребрам або центральній стінці 28. Відповідно до одного варіанту здійснення винаходу, глибина ребра жорсткості менша третини загальної висоти бруса 1 бампера. Ребро жорсткості, наприклад, проходить в подовжньому напрямку в центрі стінки, на якій проходить ребро. Ребро жорсткості дозволяє поліпшити характеристики бруса 1 бампера за показниками здатності опору руйнуванню і поглинання максимального зусилля шляхом утворення додаткового шаблону деформації.

Кожне ребро жорсткості проходить поперечно і у напрямку до внутрішньої сторони бруса бампера.

Відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на фіг. 1 і 3, брус 1 бампера додатково містить підсилюючий елемент 52, який виконаний з іншого виготовленого за допомогою роликової профілізації або штампування сталевого листа, прикріпленого до верхньої стінки 20 верхньої балки 12 ії до нижньої стінки 26 нижньої балки 14, і який проходить перед передніми стінками 16, 22. Підсилюючий елемент 52 проходить в поперечному напрямку над принаймні частиною бруса 1 бампера для утворення ударної поверхні перед принаймні 60 частиною передніх стінок 16, 22. Підсилюючий елемент 52 виконаний з можливість утворення принаймні однієї порожнини 54 з передніми стінками 16, 22, ця порожнина 54 проходить між передніми стінками 16, 22 і підсилюючим елементом 52. Відповідно до варіанту здійснення винаходу, який показаний на фігурах, підсилюючий елемент 52 містить верхню стінку 56, яка разом з передньою стінкою 16 верхньої балки 12 визначає верхню порожнину 54а, і нижню стінку 58, яка разом з передньою стінкою 22 нижньої балки 14 визначає нижню порожнину 5465.

Між верхньою стінкою 56 і нижньою стінкою 58, підсилюючий елемент 52 містить центральну стінку 60, яка прикріплена до передніх стінок 16, 22 напроти центральної стінки 28 бруса 1 бампера. Підсилюючий елемент 52 може містити ребра 62, які проходять поперечно у верхній стінці 56 та/або нижній стінці 58.

Підсилюючий елемент 52 дозволяє поліпшити поглинання енергії брусом 1 бампера шляхом утворення допоміжної конструкції, що деформується, перед брусом 1 бампера. З цією метою підсилюючий елемент 52 проходить там, де переважно повинна бути поглинена додаткова енергія і де перед брусом 1 бампера доступний додатковий простір в подовжньому напрямку, оскільки підсилюючий елемент 52 збільшує поперечний переріз бруса бампера в подовжньому напрямку. Наприклад, підсилюючий елемент 52 проходить в поперечному напрямку навколо центру бруса 1 бампера, де прикладена велика частина енергії удару у разі повного фронтального удару в транспортний засіб. Добуток поперечного перерізу порожнини 54 з межею міцності на розтягування сталі, утворюючої підсилюючий елемент 52, і товщини сталевого листа, утворюючого підсилюючий елемент, менший добутку поперечного перерізу бруса 1 бампера без елементу жорсткості з межею міцності на розтягування сталі, утворюючої брус бампера, і товщини сталевого листа, так що брус бампера з підсилюючим елементом 52 локально поглинає більше енергії в порівнянні з частиною бруса бампера, що залишилася.

Наприклад, підсилюючий елемент виконаний із сталі, яка податливіша в порівнянні із сталлю бруса бампера.

Відповідно до прикладу, підсилюючий елемент проходить уздовж від 1095 до двох третин довжини бруса 1 бампера в поперечному напрямку і порожнина 54 має поперечний переріз, який, по суті, дорівнює третині поперечного перерізу бруса бампера без елементу жорсткості в подовжньому напрямку. Підсилюючий елемент 52, наприклад, виконаний з двофазної сталі, межа міцності на розтягування якої складає від 780 до 1500 Мпа і товщина якої, наприклад,

Зо дорівнює товщині сталевого листа 10. Підсилюючий елемент 52 приварюють до бруса 1 бампера, наприклад, за допомогою лазерного зварювання.

Підсилюючий елемент 52 також може бути використаний для пристосування геометрії бруса 1 бампера до конкретних вимог по геометрії різних транспортних засобів. Наприклад, висота підсилюючого елементу 52 може бути більша висоти бруса 1 бампера, так що брус 1 бампера може бути використаний в транспортних засобах, які більше по висоті стандартних транспортних засобів. В цьому випадку підсилюючий елемент 52 може проходити уздовж всієї довжини бруса 1 бампера. В результаті підсилюючий елемент 52 може бути використаний для пристосування бруса 1 бампера до більшої кількості транспортних засобів, при цьому брус 1 бампера залишається однаковим для всіх транспортних засобів і змінюється тільки підсилюючий елемент для відповідності вимогам транспортного засобу.

Спосіб профілізації, описаного вище бруса 1 бампера, частково представлений на Фіг. 4, при цьому показані послідовні етапи роликової профілізації сталевого листа, і вони забезпечені мітками від 0 до 23. Ці двадцять три етапи роликової профілізації відповідають кількості етапів, потрібних для утворення бруса 1 бампера, що має центральну стінку 28 зі сходинкою, яку отримують на етапах 4-7 роликової профілізації, як ясніше показано на Фіг. 5, і передні і задні ребра 46, 48, які проходять в передніх стінках 16, 22 і задніх стінках 18, 24 верхньої балки 12 і нижньої балки 14 і які отримують на етапах 1-3. Різні етапи роликової профілізації здійснюють в послідовно розташованих роликових профілюючих станціях.

В кінці етапів роликової профілізації кромки 42 і 44 сталевого листа 10 приварюють до відповідних передньої і задньої стінок, і брус 1 бампера дугоподібно згинають в поперечному напрямку для отримання його дугоподібної форми. Завдяки заднім ребрам 48, ця операція не призводить до викривлення задніх стінок 18, 24 навіть при зменшеному радіусі кривизни бруса 1 бампера.

Коли брус 1 бампера містить підсилюючий елемент 52, цей елемент 52 формують окремо, наприклад, за допомогою роликової профілізації або шляхом штампування і прикріплюють до отриманого бруса 1 бампера.

Описаний вище брус бампера з третьою площиною, утворюючою з першою і другою площинами кут о, який, по суті, дорівнює 45", наприклад, може бути без руйнування деформований в подовжньому напрямку на величину, яка більша 200 мм. Пікове зусилля, що 60 зазнає брус бампера, більше 30 кН, наприклад, складає приблизно 33 кН (Ер на Фіг. б) і мінімальна енергія, поглинена після деформації, що становить 250 мм (Ет на Фіг. б), більша 5,5 кДж, наприклад, складає приблизно 5,75 кДж. В результаті, брус 1 бампера відрізняється хорошими характеристиками для всіх трьох параметрів, що відносяться до справи, тобто здатністю опору піковому зусиллю, яка більша порогового значення зусилля, мінімальною енергією, що поглинається, і здатністю опору руйнуванню.

Відповідно до варіанту здійснення способу виготовлення бруса бампера, який може бути альтернативним або може бути реалізований з описаними вище варіантами здійснення винаходу, спосіб виготовлення бруса бампера включає етапи роликової профілізації (не показані), направлені на виготовлення у верхній стінці 20 верхньої балки 12 та/або нижній стінці 26 нижньої балки 14 ребер жорсткості (не показано), який проходить поперечно і у напрямку до внутрішньої сторони бруса бампера. Етапи роликової профілізації для виготовлення ребра у верхній стінці 20 верхньої балки 12 та/або в нижній стінці 26 нижньої балки 14 здійснюють в послідовно розташованих роликових профілюючих станціях.

Ребра, які проходять поперечно і у напрямку до внутрішньої сторони бруса бампера, дозволяють обмежити об'єм, зайнятий брусом бампера. Дійсно, глибина транспортного засобу (тобто, розмір транспортного засобу, виміряний в подовжньому напрямку) не повинна перевищувати 50-60 мм, інакше транспортний засіб може бути дуже довгим.

Більш того, ребра, які проходять поперечно і у напрямку до внутрішньої сторони бруса бампера, краще за ребра, які проходять поперечно і у напрямку до зовнішньої сторони транспортного засобу. Дійсно, ребро, яке проходить в зовнішньому напрямку транспортного засобу, утворює виступ, де у разі ударної дії концентруються зусилля. У разі ребра, направленого до внутрішньої сторони бруса бампера, зусилля розділяються по двох великих поверхнях, що проходять по обидві сторони ребра. Таким чином, зменшується ризик розтріскування бруса бампера.

Claims (16)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Брус (1) бампера для автомобіля, виконаний щонайменше з одного виготовленого за допомогою роликової профілізації сталевого листа (10) і що містить верхню балку (12) і нижню Зо балку (14), кожна з яких проходить в поперечному напрямі і має замкнутий поперечний переріз, утворений передньою стінкою (16, 22), задньою стінкою (18, 24), верхньою стінкою (20) і нижньою стінкою (26) так, що верхня (20) і нижня (26) стінки сполучають передню стінку (16, 22) із задньою стінкою (18, 24), при цьому центральна стінка (28), що проходить між передніми (16, 22) і задніми (18, 24) стінками верхньої (12) і нижньої (14) балок, утворює нижню стінку верхньої балки (12) і верхню стінку нижньої балки (14), центральна стінка (28) проходить щонайменше в двох різних площинах, центральна стінка (28) містить передню частину (30), що проходить від передніх стінок (16, 22) верхньої і нижньої балок (12, 14), задню частину (32), що проходить від задніх стінок (18, 24) верхньої і нижньої балок (12, 14), і центральну частину (34), що сполучає передню частину (30) і задню частину (32), при цьому передня частина (30) і/або задня частина (32) проходять в площині, відмінній від площини, в якій проходить центральна частина (34), який відрізняється тим, що передня частина (30) проходить в першій площині і задня частина (32) проходить в другій площині, паралельній першій площині, при цьому центральна частина (34) проходить в третій площині, нахиленій між першою і другою площинами, з'єднання між центральною частиною (34) і передньою частиною (30), і відповідно задньою частиною (32), утворено закругленою ділянкою (36), що проходить між центральною частиною (34) і передньою частиною (30), і відповідно задньою частиною (32), причому радіус кривизни закругленої ділянки (36) більше або дорівнює половині товщини сталевого листа (10).

2. Брус бампера за п. 1, який відрізняється тим, що перша і друга площини паралельні верхній стінці (20) верхньої балки (12) і нижній стінці (26) нижньої балки (14).

3. Брус бампера за будь-яким з пп. 1, 2, який відрізняється тим, що передня частина (30) проходить на першій відстані від верхньої стінки (20) верхньої балки (12), а задня частина (32) проходить на другій відстані від верхньої стінки (20) верхньої балки (12), при цьому друга відстань більше першої відстані.

4. Брус бампера за п. 3, який відрізняється тим, що різниця між першою відстанню і другою відстанню менше третини відстані, що відокремлює верхню стінку (20) верхньої балки (12) від нижньої стінки (26) нижньої балки (14).

5. Брус бампера за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що передня частина (30) сполучена з передньою стінкою (16) верхньої балки (12) за допомогою закругленого переднього кінця (38), при цьому задня частина (32) сполучена із задньою стінкою (24) нижньої балки (14) за допомогою закругленого заднього кінця (40).

6. Брус бампера за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що кожна з передніх стінок (16, 22) верхньої балки (12) і нижньої балки (14) містить переднє ребро (46), що проходить поперечно, і у напрямку до внутрішньої сторони бруса (1) бампера.

7. Брус бампера за п. 6, який відрізняється тим, що верхня стінка (20) верхньої балки (12) і/або нижня стінка (26) нижньої балки (14), і/або задня стінка (18) верхньої балки (12), і/або задня стінка (24) нижньої балки (14) додатково містить ребро (48), що проходить поперечно, і у напрямку до внутрішньої сторони бруса (1) бампера.

8. Брус бампера за п. 7, який відрізняється тим, що кожна із задніх стінок (18, 24) верхньої балки (12) і нижньої балки (14) містить заднє ребро (48), що проходить поперечно, і у напрямку до внутрішньої сторони бруса (1) бампера.

9. Брус бампера за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що сталевий лист (10) виготовлений із сталі, межа міцності на розтягування якої більше або рівна 980 МПа.

10. Брус бампера за п. 9, який відрізняється тим, що товщина сталевого листа (10), по суті, складає від 0,8 до 1,5 мм.

11. Брус бампера за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що зігнутий в поперечному напрямі, при цьому радіус його кривизни менше або рівний 4000 мм.

12. Брус бампера за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що сталевий лист (10) проходить між першою кромкою (42) і другою кромкою (44), при цьому перша кромка (42) приварена до передньої стінки (16) верхньої балки (12), а друга кромка (44) приварена до задньої стінки (24) нижньої балки (14).

13. Брус бампера за будь-яким з пп. 1-12, що додатково містить підсилюючий елемент (52), виконаний із сталевого листа і прикріплений до верхньої балки (12) і нижньої балки (14) так, що він проходить навпроти щонайменше частини передніх стінок (16, 22) верхньої балки (12) і нижньої балки (14) і визначає з вказаними передніми стінками (16, 22) щонайменше одну порожнину (54), яка проходить між передніми стінками (16, 22) і цим підсилюючим елементом Коо) (52).

14. Спосіб виготовлення бруса (1) бампера за будь-яким з пп. 1-13, що включає наступні етапи, на яких: забезпечують наявність сталевого листа (10), виконують роликову профілізацію сталевого листа (10) в послідовно розташованих станціях роликової профілізації для отримання бруса (1) бампера, що містить верхню (12) і нижню (14) балки, кожна з яких проходить в поперечному напрямі і має замкнутий поперечний переріз, утворений передньою стінкою (16, 22), задньою стінкою (18, 24), верхньою стінкою (20) і нижньою стінкою (26), при цьому верхня (20) і нижня (26) стінки об'єднують передню стінку (16, 22) із задньою стінкою (18, 24), а центральна стінка (28), що проходить між передніми (16, 22) і задніми (18, 24) стінками верхньої (12) і нижньої (14) балок, утворює нижню стінку верхньої балки (12) і верхню стінку нижньої балки (14), який відрізняється тим, що форму центральної стінки (28) виконують такою, що вона проходить щонайменше в двох різних площинах щонайменше в одній з послідовно розташованих станцій роликової профілізації.

15. Спосіб за п. 14, що додатково включає етап, на якому приварюють одну з кромок (42) сталевого листа (10) до передньої стінки (16) верхньої балки (12) і приварюють іншу кромку (44) сталевого листа (10) до задньої стінки (24) нижньої балки (14).

16. Спосіб за будь-яким з пп. 14-15, який відрізняється тим, що сталевий лист (10) виготовлений із сталі, межа міцності на розтягування якої більше або рівна 980 МПа.

? З А под пк ЩІ БОС ВМІ й В ен Й, ну Ж Тео ній тп Ї век ЗЕВЕКЕ: ге се і : Ше ее | те З во ї Меса Енн СОН о ср о нн: в ши нн НОЖА і. й т а і х ЩІ 428

Фіг.1 29 Ї стресі й нед Іо КК 16-77 ши18 46 З / 48 28 й чі ую 2-8 з 38 ра 40 ю-- | л я- (- м | | 50 536

Фіг.2

Ла 56 І . 50 ж УА ше матів й в ро зв і 50 ко І щі 36 33 зв. 30-- ав бо ян ПО | -2 4 ши Вл З ши 26

Фіг.3 х Ав х и а В ся 16 г-3 . | 5,

Е В. пнпнннннцинннчнннтнннкно грав і? -3 у в п ПИ со ЧИ І су іі ан а два вро ос» Б озон ИН Мо со 5 5 фмднчтмючтсткти ЩЕ и по «о г Сн шо р мо ех Бонн р З са

Фіг.4 42 45 16 28 48 я В їй вощина ЦЬЧНННО всший- и 46 і 2 8 10 В в щої Ані туту, Ь 46 зе ппповиткннь 42 88 19 25 і , і 48 44 і б тт т ШИ нки вк. ОН, чі ШИ 310 й 46 і 82 І 7 ут тлу я "ше

Фіг.5 Ш

ЗО ся пінку пні нн и в щ і 75 гз на срок псів тент с : Гео ї д іт ни нини З І- - т ; І; 50 1 150 РА 250 300 350 400 Деформація (мм)

Фіг.6