UA126618C2

UA126618C2 - Брус бампера зі вставкою

Info

Publication number: UA126618C2
Application number: UAA202101857A
Authority: UA
Inventors: Елі Жібо; Эли ЖИБО; Яніс Кхеяті; Янис Кхеяти; Набіль Менеґаді; Набиль Менегади
Original assignee: Арселорміттал; Арселормиттал
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2019-07-10
Publication date: 2022-11-02
Also published as: EP3849848A1; ZA202101144B; JP7166437B2; JP2021535868A; KR20210047344A; RU2756114C1; US11807178B2; US20210268976A1; MA53595A; MA53595B1; WO2020053617A1; MX2021002596A; CN112689580B; EP3849848B1; PL3849848T3; HUE060096T2; CA3110597C; KR102513658B1; CN112689580A; ES2927549T3

Abstract

Винахід стосується поперечного елемента для бруса бампера, який містить: зовнішню балку; внутрішній зміцнювальний елемент, що проходить всередині щонайменше частини внутрішньої порожнини зовнішньої балки і містить щонайменше два ребра жорсткості, що виступають вперед до передньої стінки балки, при цьому ребра жорсткості з'єднані одне з одним щонайменше своїми задніми кінцями, протилежними передній стінці балки, за допомогою верхньої поперечної планки і нижньої поперечної планки, які проходять у поперечному напрямку; верхня і нижня поперечні планки прикріплені, відповідно, до верхньої і нижньої полиць зовнішньої балки; причому кожне ребро жорсткості впирається в передню стінку балки, а довжина верхньої поперечної планки менша довжини верхньої стінки балки і довжина нижньої поперечної планки менша довжини нижньої стінки балки, при цьому довжини виміряні у поздовжньому напрямку.

Description

Винахід відноситься до поперечного елемента бруса бампера автотранспортного засобу.

Винахід також відноситься до способу виготовлення такого бруса бампера.

Поперечний елемент бруса бампера розташований перед автотранспортним засобом і/або позаду нього і прикріплений до крашбоксів, зазвичай, болтами. Крашбокси, в свою чергу, прикріплені до конструкції транспортного засобу. У разі удару при зіткненні з задньої або передньої сторони поперечний елемент є першим механічним елементом транспортного засобу, який входить в контакт з перешкодою. У разі зіткнення на високій швидкості поперечний елемент виконує функцію передачі навантаження до системи контролю руйнування транспортного засобу. У разі зіткнення на низькій швидкості крашбокси, до яких прикріплений поперечний елемент, виконують функцію поглинання енергії зіткнення, захищаючи від пошкодження інші елементи конструкції транспортного засобу. У будь-якому випадку, очікується, що при аварії поперечний елемент буде деформований, але не зруйнується.

Тобто, поперечний елемент бруса бампера має бути досить міцним, щоб передавати навантаження від зіткнення на систему контролю руйнування транспортного засобу, і одночасно має бути здатним поглинати енергію без утворення тріщин в точці прикладання ударного навантаження.

Для забезпечення правильної поведінки поперечного елемента при аварії офіційні організації пропонують кілька стандартизованих тестів. Наприклад, Науково-дослідницька організація з авторемонту (КСАК) визначає методи тестування бампера і тестування конструкції транспортного засобу при аварії на малих швидкостях. Поперечний елемент розглядається також при проведенні інших випробувань, які стосуються всього транспортного засобу в цілому, таких як-от "випробування на міцність при лобовому зіткненні по всій ширині з жорсткою перешкодою зі швидкістю 50 км/год.» Європейської Програми оцінювання нових автомобілів (МСАР) і Страхового інституту безпеки дорожнього руху, відомого також як "випробування на ударну міцність при лобовому зіткненні".

Крім того, виробники автомобілів також створюють свої власні методики випробувань для подальшого покращення оцінки поперечного елемента. Такі тести не стандартизовані і не є загальнодоступними. Однак відомо, що багато виробників автомобілів створили свою власну методику випробувань, відому під назвою "випробування на удар об стовп", при якій транспортний засіб врізається на низькій швидкості, наприклад, близько 10 км/год., в жорсткий стовп, розташований посередині транспортного засобу по його ширині. Таке випробування призначене для імітації незначних ударів при маневруванні транспортного засобу на малій швидкості.

При такому випробуванні центральна частина поперечного елемента повинна володіти достатньою здатністю поглинання удару і достатньою пластичністю в точці прикладання ударного навантаження, щоб деформуватися без розтріскування при дуже локалізованому навантаженні, яке виникає при зіткненні зі стовпом. З іншого боку, розглядаючи, наприклад, випробування на ударну міцність при лобовому зіткненні, поперечний елемент по всій своїй ширині має володіти достатньою механічною міцністю, щоб не руйнуватися при дуже високому навантаженні, яке виникає при зіткненні з перешкодою, і передавати енергію удару на систему контролю руйнування транспортного засобу.

У відомому рівні техніки в форму конструкції поперечного елемента додані одна або кілька борозен, пристосованих для підвищення міцності поперечного елемента при дії стискальних навантажень при зіткненні з перешкодою за рахунок затримки початку процесу викривлення.

Спочатку здійснюється складання різних деталей поперечного елемента, а потім поперечний елемент кріпиться болтами до крашбоксів, утворюючи вузол бруса бампера. Перед встановленням на транспортному засобі на вузол бруса бампера наноситься покриття методом гальванічного покриття незалежно від інших частин транспортного засобу. Нанесення гальванічного покриття здійснюється на всьому вузлі бруса бампера, а не на його окремих збірних деталях, оскільки процес складання включає в себе зварювання, в якому може відбуватися випаровування гальванічного покриття, і окремі зварні ділянки залишаться незахищеними, без зазначеного гальванічного покриття.

У відомому рівні техніки для виготовлення поперечного елемента бруса бампера використовувалася щонайменше одна металева зовнішня балка із вставлюваним всередину неї зміцнювальним елементом з пластика. Оскільки зміцнювальний елемент із пластика зазвичай не може витримувати високі температури при нанесенні гальванопокриття, пластиковий зміцнювальний елемент обов'язково вставляють в зовнішню балку поперечного елемента після нанесення гальванопокриття на вузол бруса бампера.

Використання пластикового зміцнювального елемента збільшує кількість енергії, яка бо поглинається поперечним елементом при зіткненні, без значного збільшення його ваги.

Однак використання внутрішнього зміцнювального елемента із пластика призводить до виникнення кількох проблем у технології виробництва і конструкції деталі. Наприклад, при використанні багатокомпонентного формування попередньо зібраний вузол бруса бампера з нанесеним гальванічним покриттям повинен мати дуже строгі геометричні допуски, щоб його можна було щільно і герметично вставити у прес-форму. Одержання таких жорстких геометричних допусків для вузла, одержаного за допомоги зварювання, такого як вузол бруса бампера, є дуже складним завданням, і для цього виробник має прийняти спеціальні, трудомісткі і коштовні заходи. | навіть при прийнятті таких заходів виробник має зіткнутися з численними проблемами з якості продукції і з великою кількістю браку. Крім того, для забезпечення гарної взаємодії зовнішньої балки із зміцнювальним елементом при зіткненні ці деталі повинні залишатися з'єднаними одна з одною. Для забезпечення хорошого зчеплення між зазначеними елементами під час удару необхідно створити зміцнювальний елемент, який має велику поверхню контакту із зовнішньою балкою. Це зумовлює необхідність створення на зміцнювальному елементі поверхонь, які не беруть участі у поглинанні енергії удару, а лише забезпечують хороше сполучення із зовнішньою балкою. Іншими словами, це призводить до необхідності розробки пластикової зміцнювальної структури, яка не є оптимізованою для поглинання енергії удару. Як альтернативний варіант, хороше зчеплення між вищевказаними елементами може забезпечуватися за рахунок проведення додаткових трудомістких і коштовних операцій виробничого процесу, таких як-от затвердіння термоклею.

Одне із завдань винаходу полягає у подоланні зазначених обмежень за допомоги створення поперечного елемента для бруса бампера, який є оптимізованим за поглинанням енергії удару і досить легко виготовляються без будь-яких додаткових трудомістких операцій. З цією метою, винаходом пропонується поперечний елемент для бруса бампера, який містить: - зовнішню балку, яка проходить у поперечному напрямку і має основну частину балки, що містить в собі верхню стінку балки, нижню стінку балки і передню стінку балки, яка сполучає верхню стінку балки з нижньою стінкою балки, верхню полицю балки і нижню полицю балки, які проходять, відповідно, вздовж заднього кінця верхньої стінки балки і заднього кінця нижньої стінки балки у поперечному напрямку, при цьому задні кінці проходять протилежно передній стінці балки і на відстані від цієї передньої стінки балки у поздовжньому напрямку, причому

Зо верхня, нижня і передня стінки балки утворюють разом внутрішню порожнину, відкриту у напрямку назад, протилежному передній стінці балки; - внутрішній зміцнювальний елемент, що проходить всередині щонайменше частини внутрішньої порожнини балки і містить щонайменше два ребра жорсткості, які виступають вперед до передньої стінки балки і з'єднані між собою щонайменше своїми задніми кінцями, протилежними передній стінці балки, за допомоги верхньої поперечної планки і нижньої поперечної планки, які проходять у поперечному напрямку; - верхня і нижня поперечні планки прикріплені, відповідно, до верхньої і нижньої полиць зовнішньої балки; причому кожне ребро жорсткості впирається в передню стінку балки, довжина верхньої поперечної планки менше довжини верхньої стінки балки, а довжина нижньої поперечної планки менше довжини нижньої стінки балки, при цьому довжини виміряні у поздовжньому напрямку.

Винахід дозволяє виготовлення поперечного елемента, який містить металеву зовнішню балку і внутрішній зміцнювальний елемент із пластика, які ефективно взаємодіють одна з одним, залишаючись з'єднаними під час зіткнення завдяки великій поверхні контакту між цими елементами, яка забезпечується точками контакту між ребрами жорсткості, які впираються у передню стінку балки, при мінімізації кількості пластику, який витрачається на виготовлення поперечних планок, які не поглинають енергію удару при зіткненні, але одночасно, відвертають "розкривання" зовнішньої балки під дією стискальної сили удару.

Поперечний елемент відповідно до винаходу може також мати відмітні риси згідно з пп. 2-19 доданої формули винаходу, взяті окремо або у будь-який технічно можливій комбінації.

Винахід також відноситься до способу виготовлення вищеописаного поперечного елемента, який включає в себе, етапи на яких: - забезпечують наявність зовнішньої балки; - забезпечують наявність внутрішнього зміцнювального елемента; - прикріплюють внутрішній зміцнювальний елемент до зовнішньої балки шляхом кріплення щонайменше верхньої полиці зовнішньої балки до верхньої поперечної планки внутрішнього зміцнювального елемента і нижньої полки зовнішньої балки до нижньої поперечної планки внутрішнього зміцнювального елемента.

Запропонований винаходом спосіб може також включати в себе особливості згідно пп. 21-26 бо доданої формули винаходу, взяті окремо або у будь-який технічно можливій комбінації.

Інші аспекти і переваги винаходу стануть більш зрозумілі з наведеного нижче прикладу докладного опису конкретного варіанта виконання з посиланнями на креслення.

На Фіг. 1 показаний поперечний елемент відповідно до варіанта здійснення винаходу, вид спереду у перспективі;

На Фіг. 2 - поперечний елемент за Фіг. 1, вид ззаду у перспективі;

На Фіг. 3 - поперечний елемент за Фіг. 1 в розібраному стані, вид ззаду у перспективі;

На Фіг. 4 - заготовки для формування зовнішньої балки поперечного елемента відповідно до варіанта здійснення винаходу, вид спереду.

У наведеному нижче описі терміни "верхній", "нижній", "передній", "задній", "поперечний" і "поздовжній" служать для позначення стандартної орієнтації при установці бампера на транспортному засобі. Зокрема, терміни "верхній" і "нижній" служать для позначення положення по висоті транспортного засобу, терміни "передній", "задній" і "поздовжній" служать для позначення положення у напрямку вперед-назад по довжині транспортного засобу, і термін "поперечний" служить для визначення положення по ширині транспортного засобу. Терміни "по суті паралельний" або "по суті перпендикулярний" служать для позначення напрямку, який може відхилятися від строго паралельного або перпендикулярного напрямку не більше ніж на 157.

Зокрема, термін "деформація при руйнуванні", відомий також як "Ударна пластичність", і термін "критичний кут вигину", відомий також як "максимально допустимий кут вигину", відносяться до показників деформації при руйнуванні і критичного кута вигину, визначеними в статті "Методології оцінювання руйнування при моделюванні аварії: критерії деформації і їх класифікація" (Паскаль Дитч та ін., журнал "МеїаїПигудіса!І Кезеагоспй ТесппоІоду", т. 114, Мо 6, 2017). Критичний кут вигину (званий також максимально допустимим кутом вигину) є кутом, при якому на зовнішній поверхні зразка, який деформується за методикою стандарту МОА-238-100, з'являються перші тріщини. Деформація при руйнуванні (відома також як ударна пластичність) - це відповідна еквівалентна деформація всередині матеріалу в точці деформації при досягненні критичного кута вигину.

На Фіг. 1 і 2 показаний поперечний елемент 1 для бруса бампера транспортного засобу.

Поперечний елемент 1 містить щонайменше одну зовнішню балку 2 і внутрішній зміцнювальний

Зо елемент 4. В цьому варіанті виконання поперечний елемент 1 додатково містить зовнішній зміцнювальний елемент 6. Як правило, поперечний елемент в цілому прикріплюється до іншої конструкції транспортного засобу з двох сторін зовнішньої балки 2, наприклад, з допомогою комплекту з двох крашбоксів 7. Вузол, що містить в собі поперечний елемент 1 і крашбокси 7, називається вузлом бруса бампера. При лобовому зіткненні за участі переднього поперечного елемента 1 або зіткненні задньої частини транспортного засобу за участю заднього поперечного елемента 1 поперечний елемент 1 піддається дії стискальної ударної сили Е, як показано на Фіг. 1 і 2.

Зовнішня балка 2 проходить у поперечному напрямку і містить основну частину З балки і дві бічні частини 5 балки, розташовані по обидві сторони від основної частини З балки у поперечному напрямку. Форма зовнішньої балки 2 і зазначених бічних частин 5 балки може бути плоскою або будь-якої іншої форми, придатної для кріплення поперечного елемента 1 до крашбоксів 7, як показано на фіг. 2.

Основна частина З балки містить дві перехідні ділянки 38 балки, розташовані по обидва боки від зазначеної основної частини З балки у поперечному напрямку і мають форму, що забезпечує перехід основної частини З балки у дві бічні частини 5 балки.

Основна частина З балки служить для поглинання енергії стискальної ударної сили Е і забезпечує опір проникненню перешкоди в конструкцію транспортного засобу шляхом передачі стискальної ударної сили Е в систему контролю руйнування транспортного засобу. Основна частина З балки містить верхню стінку 12 балки і нижню стінку 14 балки, що проходять по суті перпендикулярно напрямку по висоті транспортного засобу, а також передню стінку 16 балки, яка сполучає зазначені верхню і нижню стінки 12, 14 балки і проходить по суті перпендикулярно верхній і нижній стінкам 12, 14 балки. Коли поперечний елемент 1 встановлений на транспортному засобі, верхня і нижня стінки 12, 14 балки проходять, наприклад, по суті горизонтально. Згідно варіанта виконання, верхня і нижня стінки 12, 14 балки відходять в розбіжних напрямках від передньої стінки 16 балки в сторону задньої частини поперечного елемента 1.

Верхня стінка 12 балки, нижня стінка 14 балки і передня стінка 16 балки разом утворюють внутрішню порожнину 17, що відкривається в зворотному напрямку в сторону від передньої стінки 16 балки. У разі переднього поперечного елемента зворотним напрямком вважається 60 напрямок в сторону задньої частини транспортного засобу, а у разі заднього поперечного елемента зворотним напрямком вважається напрямок в сторону передньої частини транспортного засобу.

Основна частина З балки містить також верхню полицю 20, що проходить у поперечному напрямку вздовж заднього кінця верхньої стінки 12 балки, і нижню полицю 22, що проходить у поперечному напрямку вздовж заднього кінця нижньої стінки 14 балки. Задні кінці верхньої і нижньої стінок 12, 14 балки розташовані навпроти передньої стінки 16 балки у напрямку назад.

Згідно конкретного варіанта виконання, зовнішня балка 2 виконана з металу, наприклад, зі сталі або алюмінію.

Згідно конкретного варіанта виконання, зовнішня балка 2 повинна мати мінімальну границю міцності на розрив 950 МПа, щоб витримувати високі напруження під час зіткнення.

Згідно конкретного варіанта виконання, показаному на Фіг. 1-3, основна частина З балки додатково містить центральну частину 8 балки і дві бічні частини 10 балки, які розташовані по обидва боки від центральної частини 8 у поперечному напрямку, причому центральна частина 8 має більш високу ударну пластичність, ніж зазначені бічні частини 10. В цьому варіанті виконання центральна частина 8 балки, переважно, буде адаптуватися до дуже високої концентрації напружень в центрі поперечного елемента 2 при проведенні випробування на удар об стовп, наприклад, шляхом деформації без утворення тріщин завдяки своїй високій ударній пластичності, в той час як бічні частини 10 балки будуть чинити опір деформації, в такий спосіб забезпечуючи фізичну цілісність поперечного елемента в ході такого випробування на удар об стовп або при проведенні випробування на зіткнення з більш високою швидкістю, такого як-от випробування на ударну міцність при лобовому зіткненні.

Згідно можливого варіанта виконання, зовнішня балка 2 виготовляється гарячим штампуванням із звареної за викрійкою заготовки.

Зовнішня балка 2 являє собою, наприклад, загартовану під пресом сталеву деталь. Більш конкретно, центральна частина 8 балки, наприклад, може являти собою загартовану під пресом сталеву деталь з вмістом вуглецю від 0,06 95 мас. до 0,1 95 мас. і вмістом марганцю від 1,4 95 мас. до 1,9 95 мас... Ще більш конкретно, до складу сталі центральної частини 8 балки можуть входити МБ, Ті і В в якості легуючих елементів. Наприклад, центральна частина 8 балки може бути виконана з борвмісної сталі Юисірог 100094, що володіє ударною пластичністю

Зо щонайменше 0,6, максимально допустимий кут вигину якої становить щонайменше 75", границя міцності на розрив понад 1000 Мпа і границя плинності - від 700 до 950 МПа.

Кожна бічна частина 10 може бути виконана, наприклад, із загартованої під пресом сталі з міцністю на розрив понад 1300 МПа. Згідно можливого варіанта виконання, склад сталі, з якої виконані бічні частини 10 балки, може містити (у 95 за масою): 0,20956:0:0,25 95, 1,1 96 х Мп х 1,4 95,0,1595 хх 5 х 0,35 95, «Ст х 0,30 95, 0,020 95 х Ті х 0,060 95, 0,020 90 х АІ х 0,060 95, 5 х 0,00595, Р х 0,025 95, 0,002 95 х В х 0,004 95, решта залізо і неминучі домішки в результаті обробки. При такому складі сталі міцність на розрив бічних частин 10 балки становитиме від 1300 МПа до 1650 МПа.

Згідно ще одного можливого варіанта виконання, склад сталі, з якої виконані бічні частини 10 балки, може містити (в 95 за масою): 0,2495 х С «0,38 95, 0,40 95 хх Мп х 395, 0,10 95 к Бі х 0,70965,0,01595 Ах 0,070 95, Сг х 296, 0,255906 хх Міх 2 96,0,015 95 х Ті х 0,10 96, МЬ «х 0,060 95, 0,000595 :х В х 0,0040 95, 0,00395 х М х 0,01095, 5 х 000595, Р х 0,025 95, решта залізо і неминучі домішки в результаті обробки. При такому складі сталі міцність на розрив бічних частин 10 балки буде перевищувати 1800 МПа.

Наприклад, бічні частини 10 балки можуть бути виконані зі сталі Обірог 1500Ф або Ов5ірог 20009.

Згідно конкретного варіанта виконання, як показано на Фіг. 1, передня стінка 16 балки містить борозни 18, кожна з яких проходить у поперечному напрямку щонайменше по частині ширини зовнішньої балки 2, і розташовані одна над одною у напрямку по висоті. Переважно, борозни 18 можуть підвищувати опірність зовнішньої балки 2 стискальному навантаженню за рахунок затримки початку викривлення, оскільки їх геометрія містить елементи, практично паралельні стискальній ударній силі Е при зіткненні.

Внутрішній зміцнювальний елемент 4, показаний на Фіг. 1-3, проходить всередині щонайменше частини внутрішньої порожнини 17. Внутрішній зміцнювальний елемент 4 містить щонайменше два ребра жорсткості 24, які виступають в сторону передньої стінки 16 балки.

Зазначені ребра жорсткості 24 впираються в передню стінку 16 балки своїми передніми кінцями і з'Єднуються один з одним щонайменше своїми задніми кінцями, протилежними передній стінці 16 балки, з допомогою верхньої поперечної планки 26 і нижньої поперечної планки 28, що проходять у поперечному напрямку, при цьому верхня і нижня поперечні планки 26 і 28 60 прикріплюються відповідно до верхньої і нижньої полиць 20, 22 зовнішньої балки 2. Наприклад,

передній кінець кожного ребра 24 жорсткості може мати форму, по суті, відповідну формі передньої стінки 16 балки в області, де ребро жорсткості 24 впирається у передню стінку 16 балки. Наприклад, це означає, що коли передня стінка 16 балки містить борозни 18, форми переднього кінця ребра жорсткості 24 будуть, по суті, повторюватимуть форму борозен 18, як показано на Фіг. 3.

В цьому конкретному варіанті виконання внутрішній зміцнювальний елемент 4 містить центральну зміцнювальну частина 30 і дві бічні зміцнювальні частини 32, які відходять вбік у поперечному напрямку з різних сторін від центральної зміцнювальної частини 30. Зазначена центральна зміцнювальна частина 30 утворює центральну зміцнювальну внутрішню порожнину 34 у внутрішній порожнині 17 балки, і кожна з бічних зміцнювальних частин 32 утворює бічну зміцнену внутрішню порожнину 36 у внутрішній порожнині 17 балки.

Переважно, наявність верхньої і нижньої поперечних планок 26, 28 гарантує, що внутрішній зміцнювальний елемент 4 може бути виконаний у вигляді однієї деталі, має хорошу власну конструктивну цілісність і є автономним перед кріпленням на зовнішній балці 2. Цим забезпечується, що зазначений внутрішній зміцнювальний елемент 4 легко виготовляти, зберігати і виконувати з ним операції до того, як він буде прикріплений до зовнішньої балки 2.

Крім того, коли при випробуванні на удар об стовп стискальна ударна сила Е прикладається локально до передньої стінки 16 балки, наприклад, в центрі передньої стінки 16 балки, верхня і нижня поперечні планки 26, 28 додатково забезпечують розподіл навантаження від стискальної ударної сили Е по внутрішньому зміцнювальному елементу 4 у поперечному напрямку, і, отже, забезпечують поглинання енергії всіма ребрами 24 жорсткості, а не лише ребрами жорсткості 24, розташованими в області прикладання стискальної сили удару ЕК.

Крім того, під час зіткнення в результаті дії стискальної ударної сили Е на передню стінку 16 балки зовнішня балка 2 має тенденцію "розкриватися" у напрямку по висоті; іншими словами, що стискальна ударна сила Е збільшує кут між верхньою стінкою 12 балки і передньою стінкою 16 балки, а також збільшує кут між нижньою стінкою 14 балки і передньою стінкою 16 балки.

Іншими словами, при ударній дії верхня і нижня стінки 12, 14 балки відсуваються в різні боки одна від одної. Таке "розкривання" зовнішньої балки 2 призводить до зменшення кількості енергії, яка поглинається поперечним елементом 1, оскільки верхня і нижня стінки 12, 14

Зо відсуваються від напрямку дії стискальної ударної сили Е замість того, щоб залишатися по суті паралельними напрямку зазначеної стискальної ударної сили Е. Іншими словами, кількість енергії, яка поглинається за рахунок зрушування без згинання зовнішньої балки 2 стискальною ударною силою РЕ, коли зазначеній стискальній ударній силі Є дозволяють "розкривати" зазначену зовнішню балку 2, набагато менша за кількість енергії, яка поглинається за рахунок опору зазначеній стискальній ударній силі Е нижньої і верхньої стінок 12, 14, коли зазначені стінки 12, 14 по суті паралельні напрямку стискальної ударної сили Е при зіткненні. Переважно, оскільки внутрішній зміцнювальний елемент 4 забезпечує зв'язок між верхнім їі нижнім фланцями 20, 22 з допомогою верхньої і нижньої поперечних планок 26, 28, з'єднаних з ребрами 24 жорсткості, внутрішній зміцнювальний елемент 4 чинить опір вищевказаному "розкривальному" ефекту стискальної ударної сили Е і допомагає верхній і нижній стінкам 12, 14 залишатися по суті паралельними зазначеній стискальній ударній силі Е при зіткненні.

Як видно з наведеного вище опису, верхня і нижня поперечні планки 26, 28 сприяють поглинанню енергії під час зіткнення за рахунок кріплення зазначених верхньої і нижньої поперечних планок до верхньої і нижньої полиць 20, 22, а також за рахунок забезпечуваному зазначеними планками зв'язку між ребрами 24 жорсткості. Іншими словами, верхня і нижня поперечні планки 26, 28 служать не стільки для безпосереднього поглинання механічної енергії зіткнення, скільки для непрямого покращення поглинання енергії за рахунок забезпечення надійного зв'язку між ребрами 24 жорсткості, а, отже, їх хорошій взаємодії одне з одним, а також взаємодії внутрішнього зміцнювального елемента 4 з зовнішньої балкою 2. Беручи це до уваги, стає зрозумілим, що поперечні планки 26, 28 зовсім не обов'язково повинні мати більшу складову, що проходить у напрямку, практично паралельному стискальній ударній силі Е, який є напрямком, в якому відбувається поглинання енергії стискальної ударної сили Р. Отже, відмітною ознакою винаходу є те, що довжина верхньої поперечної планки 26 менша довжини верхньої стінки 12 балки, і що довжина нижньої поперечної планки 28 менша довжини нижньої стінки 14 балки, зазначені довжини виміряні у поздовжньому напрямку. За рахунок обмеження довжини поперечних планок 26, 28 у поздовжньому напрямку, тобто у напрямку, по суті паралельному стискальній ударній силі ЕР, забезпечується оптимізація конструкції поперечних планок 26, 28, що сприяє виконанню їх "сполучної" функції при зіткненні, чим досягається оптимізація виробничого процесу і виробничих витрат завдяки зменшенню кількості матеріалу бо використовуваному у виробництві внутрішнього зміцнювального елемента 4.

Згідно можливого варіанта виконання, поперечні планки 26, 28 проходять тільки по верхній і нижній полицях 20, 22. Іншими словами, поперечні планки 26, 28 не проходять у поздовжньому напрямку, практично паралельному стискальній ударній силі Е, по верхній і нижній стінках 12, 14 балки.

Згідно з іншим можливим варіантом виконання винаходу, показаному на Фіг. 2 і 3, довжина верхньої поперечної планки 26 становить від 1 95 до 30 95 довжини верхньої стінки 12 балки, а довжина нижньої поперечної планки 28 становить від 1 95 до 30 956 довжини нижньої стінки 14 балки, (під зазначеними довжинами мається на увазі відстань у поздовжньому напрямку).

Переважні мінімальні значення довжин поперечних планок 26, 28 зумовлені тим, що при кріпленні внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2 може виявитися корисним мати невеликі частини поперечних планок 26, 28, які проходять у поздовжньому напрямку, так, щоб вони утворювали клин, який спрощує захоплення і фіксацію внутрішнього зміцнювального елемента 4 у внутрішній порожнині 17, як буде показано нижче. З іншого боку, максимальні значення довжин поперечних планок 26, 28 диктуються необхідністю оптимізації розміру поперечних планок 26, 28 для оптимізації виробничого процесу і витрат на виробництво внутрішнього зміцнювального елемента 4. Наприклад, у разі, коли довжина верхньої і нижньої стінок 12, 14 балки у поздовжньому напрямку становить 70 мм, довжина поперечних планок 26, 28 становить від 0,7 мм до 21 мм.

В цьому конкретному варіанті виконання верхня поперечна планка 26 проходить лише по задньому кінцю верхньої стінки 12 балки і по верхній полиці 20 балки, а нижня поперечна планка 28 проходить лише по задньому кінцю нижньої стінки 14 балки і по нижній полиці 22, тобто верхня і нижня поперечні планки 26, 28 не заходять на передню частину верхньої і нижньої стінок 12, 14 балки. Наявність частини поперечних планок 26, 28 на задньому кінці верхньої і нижньої стінок 12, 14 балки може сприяти полегшенню процесу встановлення внутрішнього зміцнювального елемента 4 у внутрішню порожнину 17, як буде більш детально показано нижче.

Завдяки своїй орієнтації, яка, по суті, паралельна стискальній ударній силі Е, ребра 24 жорсткості сприяють збільшенню кількості енергії, яка поглинається поперечним елементом 1 при зіткненні під дією стискальної ударної сили ЕР. Завдяки тому, що ребра 24 жорсткості

Зо впираються у передню стінку 16 балки, зазначені ребра 24 жорсткості починають поглинати енергію удару безпосередньо на початку зіткнення, тим самим оптимізуючи кількість енергії, яка поглинається.

У конкретному варіанті виконання ребра 24 жорсткості виконані у вигляді множини М- подібних елементів, розташованих вздовж щонайменше частини ширини внутрішнього зміцнювального елемента 4, як у разі бокових зміцнювальних частин 32 внутрішнього зміцнювального елемента 4, показаного на Фіг. 2. У цій конфігурації два суміжних ребра 24 жорсткості примикають один до одного і утворюють один з одним кут «а. Переважно, в такій конфігурації передні кінці ребер 24 жорсткості охоплюють велику площу поверхні передньої стінки 16 балки, що сприяє хорошому поглинанню енергії при зіткненні і забезпечує хороший зв'язок внутрішнього зміцнювального елемента 4 з зовнішньою балкою 2, одночасно, мінімізуючи загальний об'єм внутрішнього зміцнювального елемента 4, що полегшує виробничий процес і знижує виробничі витрати.

У конкретному варіанті виконання всі ребра 24 жорсткості орієнтовані в одному і тому самому напрямку щонайменше в частині внутрішнього зміцнювального елемента 4, як у випадку центральної зміцнювальної частини 30 внутрішнього зміцнювального елемента 4, показаного на

Фіг. 2. У цій конфігурації всі зазначені ребра 24 жорсткості розташовані по суті паралельно одне одному. Перевагою такої конфігурації є те, що вона дозволяє розмістити велику кількість ребер 24 жорсткості у зазначеній порожнині, збільшуючи об'ємну щільність цих ребер жорсткості, що, в свою чергу, збільшує кількість енергії, яка поглинається внутрішнім зміцнювальним елементом 4 в цій області. Під об'ємною щільністю для цієї порожнини мається на увазі відношення об'єму, займаного внутрішнім зміцнювальним елементом 4 в цій порожнині, до загального об'єму цієї порожнини. Наприклад, така конфігурація використовується в центральній зміцнювальній частині 30 для збільшення кількості енергії, яка поглинається при проведенні випробувань на удар об стовп, при яких стискальна ударна сила Е прикладається до центра поперечного елемента 1.

В цьому конкретному варіанті виконання ребра 24 жорсткості перетинаються одне з одним щонайменше в частині внутрішнього зміцнювального елемента 4. Наприклад, перетинні одне з одним ребра 24 жорсткості можуть утворювати Х-подібну структуру. Іншими словами, ребра 24 жорсткості перетинаються одне з одним по лінії, яка проходить у поздовжньому напрямку, і бо утворюють одне з одним ненульовий кут. Перевагою такої конфігурації є те, що вона дозволяє розмістити велику кількість ребер 24 жорсткості у зазначеній порожнині, збільшуючи об'ємну щільність цих ребер 24 жорсткості, що, в свою чергу, збільшує кількість енергії, яка поглинається внутрішнім зміцнювальним елементом 4 в цій області. Наприклад, така конфігурація використовується в центральній зміцнювальній частині 30 з метою збільшення кількості енергії, яка поглинається при проведенні випробувань на удар об стовп, при яких стискальна ударна сила Е прикладається до центра поперечного елемента 1.

Слід зазначити, що описані вище варіанти виконання можуть застосовуватися у поєднанні один з одним в одному і тому самому внутрішньому зміцнювальному елементі 4. Наприклад, як показано на Фіг. 2 і 3, бічні зміцнювальні частини 32 містять ребра 24 жорсткості, перетинні одне з одним і утворюють М-подібну структуру, в той час як центральна зміцнювальна частина 30 містить ребра 24 жорсткості, розташовані паралельно одне одному. Застосування різних комбінацій ребрових структур дає можливість оптимізувати робочі характеристики внутрішнього зміцнювального елемента 4 в області поперечного елемента 1 відповідно до пред'явлених вимог.

В цьому варіанті виконання щонайменше деякі з ребер 24 жорсткості містять верхній кінець 23, що упирається у верхню стінку 12 балки, і нижній кінець 25, що упирається в нижню стінку 14 балки. Переважно, в такій конфігурації ребра 24 жорсткості проходять по всій висоті зовнішньої балки 2 у вертикальному напрямку, завдяки чому ребра 24 жорсткості охоплюють велику площу поверхні передньої стінки 16 балки, що сприяє хорошому поглинанню енергії удару при зіткненні, а також забезпечує гарний зв'язок внутрішнього зміцнювального елемента 4 з зовнішньої балкою 2. Крім цього, в такій конфігурації верхні кінці 23 ребер 24 жорсткості можуть кріпитися до верхньої стінки 12, а нижні кінці 25 ребер 24 жорсткості можуть кріпитися до нижньої стінки 14, наприклад, з допомогою клею, покращуючи зв'язок між внутрішнім зміцнювальним елементом 4 і зовнішньою балкою 2, що сприяє покращенню взаємодії внутрішнього зміцнювального елемента 4 з зовнішньою балкою 2, а також сприяє підвищенню опірності вищеописаного ефекту "розкривання" зовнішньої балки 2, створюваному стикувальною ударною силою Е на зовнішню балку 2.

В цьому варіанті виконання, коли ребра 24 жорсткості прикріплені своїми верхніми кінцями 23 до верхньої стінки 12 балки і своїми нижніми кінцями 25 до нижньої стінки 14 балки, товщина

Зо стінки зазначених ребер 24 жорсткості на верхньому кінці 23 ії на нижньому кінці 25 більше товщини стінки на відстані від їх верхніх кінців 23 і нижніх кінців 25, як, зокрема, показано на Фіг. 3. Під товщиною стінки ребра 24 жорсткості мається на увазі товщина, виміряна у напрямку, по суті, перпендикулярному площині, утвореній самим ребром 24 жорсткості. Переважно, це дозволяє збільшити поверхню контакту між верхнім кінцем 23 ребра 24 жорсткості і верхньою стінкою 12 ії між нижнім кінцем 25 ребра 24 жорсткості і нижньою стінкою 14, тим самим посилюючи адгезію внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2, і, таким чином, сприяючи взаємодії між зазначеним внутрішнім зміцнювальним елементом 4 і зазначеною зовнішньою балкою 2 у разі зіткнення. Конфігурація з різною товщиною стінок на верхньому і нижньому кінцях 23, 25 ребер 24 жорсткості і областями на віддаленні від зазначених кінців дозволяє оптимізувати кількість матеріалу, що використовується для виготовлення ребер 24 жорсткості, і, отже, виробничий процес і витрати на виробництво внутрішнього зміцнювального елемента 4, шляхом оптимізації окремого склеювання зазначених ребер 24 жорсткості до верхньої і нижньої стінок 12, 14 балки, яка пов'язана з товщиною стінок ребер 24 жорсткості на їх верхніх і нижніх крайках 23, 25, а також кількості енергії, яка поглинається ребрами 24 жорсткості, пов'язаної з товщиною стінок ребер 24 жорсткості на віддаленні від їх верхніх і нижніх кінців.

В цьому варіанті виконання ребра 24 жорсткості мають однакову товщину поперечного перерізу у поздовжньому напрямку. Іншими словами, товщина стінки ребер 24 жорсткості, вимірюється по лінії, яка проходить у поздовжньому напрямку, є постійною. Перевага такої конфігурації полягає в тому, що вона дозволяє оптимізувати кількість енергії, яка поглинається ребрами 24 жорсткості. Дійсно, якщо товщина ребер 24 жорсткості буде зменшуватися у поздовжньому напрямку, опір зазначених ребер 24 жорсткості стискальній ударній силі КЕ, спрямованій, по суті, паралельно подовжньому напрямку, також буде зменшуватися у поздовжньому напрямку. Слід зазначити, що неможливо було б виготовляти внутрішній зміцнювальний елемент 4 з ребрами 24 жорсткості з постійним поперечним перерізом у поздовжньому напрямку за допомоги багатокомпонентного формування внутрішнього зміцнювального елемента 4 на зовнішній балці 2, оскільки, як відомо фахівцям в цій галузі, операція вилучення з форми в процесі формування вимагає наявності зменшуваної товщини ребер 24 жорсткості у поздовжньому напрямку (до задньої сторони ребра).

В цьому варіанті виконання внутрішній зміцнювальний елемент 4 додатково містить зміцнювальний корпус 42, показаний на Фіг. 3, який проходить у внутрішньому зміцнювальному елементі 4 у поперечному напрямку. Зазначений зміцнювальний корпус 42 містить верхню стінку 44 зміцнювального корпусу, нижню стінку 46 зміцнювального корпусу і передню стінку 48 зміцнювального корпусу, яка сполучає верхню і нижню стінки 44, 46 зміцнювального корпусу.

Зазначені верхня і нижня стінки 44, 46 зміцнювального корпусу проходять, відповідно, вздовж частини верхньої і нижньої стінок 12, 14 балки у поперечному напрямку, і впираються в зазначені верхню і нижню стінки 12, 14 балки. Зазначена передня стінка 48 зміцнювального корпусу проходить щонайменше по частині передньої стінки 16 балки у поперечному напрямку і впирається в зазначену передню стінку 16 балки. Форма передньої стінки 48 зміцнювального корпусу, в цілому, повторює форму передньої стінки 16 балки. Зокрема, якщо передня стінка 16 балки містить борозни 18, форма передньої стінки 48 зміцнювального корпусу відповідає формі борозен 18 так, щоб передня стінка 16 балки могла опиратися також в борозни 18, як показано на Фіг. 3. Зміцнювальний корпус 42 містить ребра 24 жорсткості, які проходять по всій висоті зовнішньої балки 2 у напрямку по висоті і з'єднують верхню і нижню стінки 44, 46 зміцнювального корпусу, як показано на Фіг. 2. Передній кінець зазначених ребер 24 жорсткості утворений передньою стінкою 48 зміцнювального корпусу. Оскільки передня стінка 48 зміцнювального корпусу впирається в передню стінку 16 балки, передній край ребер 24 жорсткості, розташований всередині зміцнювального корпусу 42, також впирається в передню стінку 16 балки. В цьому варіанті виконання верхня, нижня і передня стінки 44, 46 і 48 зміцнювального корпусу з'єднані, відповідно, з верхньою, нижньою і передньою стінками 12, 14, 16 балки, наприклад, з допомогою клею. Перевага такої конфігурації полягає в тому, що вона збільшує площу адгезійного контакту між зовнішньою балкою 2 і внутрішнім зміцнювальним елементом 4, тим самим сприяючи взаємодії двох зазначених компонентів. Крім того, в цьому випадку, оскільки верхня і нижня стінки 44, 46 зміцнювального корпусу з'єднані ребрами 24 жорсткості, зміцнювальний корпус 42 також буде протидіяти вищеописаному ефекту "розкривання" зовнішньої балки 2 в результаті дії стискальної ударної сили ЕР. Наприклад, внутрішній зміцнювальний елемент 4 може містити зміцнювальний корпус 42, розташований в центральній зміцнювальній частині 30, як показано на Фіг. 3. Переважно, це дозволяє збільшити

Зо кількість енергії, яка поглинається зміцнювальним елементом 4 в центральній зміцнювальній частині 30, коли вона піддається дії локалізованих напружень, наприклад, при проведенні випробування на удар об стовп.

В цьому варіанті виконання ширина внутрішнього зміцнювального елемента 4 по суті дорівнює ширині основної частини З балки у поперечному напрямку. Переважно, це дозволяє забезпечити максимально можливе поглинання енергії удару внутрішнім зміцнювальним елементом 4 при зіткненні. В такому випадку верхня і нижня поперечні планки 26, 28 також можуть мати ширину, по суті, рівну ширині основної частини З балки. В такому випадку внутрішній зміцнювальний елемент 4 може містити, наприклад, два торцевих підсилювальних елемента 40, розташованих на двох перехідних ділянках 38 балки. В цьому варіанті виконання форма ребер 24 жорсткості в зазначених торцевих зміцнювальних елементах 40 відрізняється від форми ребер 24 жорсткості в іншій частині внутрішнього зміцнювального елемента 4 так, щоб вони відповідали конкретній формі перехідних ділянок 38 балки, а також щоб забезпечити максимальну довжину ребер жорсткості 24 в зазначених торцевих підсилювальних елементах 40, що, в свою чергу, максимізує кількість енергії, яка поглинається ребрами 24 жорсткості при зіткненні.

В цьому варіанті виконання, як показано на Фіг. 2 ії 3, об'ємна щільність внутрішнього зміцнювального елемента 4 в центральній зміцнювальній частині 30 більше об'ємної щільності внутрішнього зміцнювального елемента 4 в бічних підсилювальних частинах 32 балки.

Підвищення об'ємної щільності зазначеного внутрішнього зміцнювального елемента 4 забезпечує збільшення кількості енергії, яка поглинається цим внутрішнім зміцнювальним елементом 4 при зіткненні. Переважно, наприклад, при проведенні випробувань на удар об стовп, більш висока об'ємна щільність внутрішнього зміцнювального елемента 4 в центральній зміцнювальній частині дозволяє збільшити кількість енергії, яка поглинається центральною частиною поперечного елемента 1 при локальному прикладанні стискальної ударної сили Е в центрі поперечного елемента 1. Об'ємну щільність внутрішнього зміцнювального елемента 4 можна регулювати шляхом зміни кількості ребер 24 жорсткості і/або товщини стінок ребер 24 жорсткості.

В цьому варіанті виконання об'ємна щільність внутрішнього зміцнювального елемента 4 в центральній зміцнювальній частині 30 становить від 1595 до 5095, а об'ємна щільність бо внутрішнього зміцнювального елемента 4 в бічних зміцнювальних частинах 32 становить від

Б95 до 5095. Мінімальна об'ємна щільність в центральній зміцнювальній частині 30 визначається необхідністю опору локалізації стискальної ударної сили Е, наприклад, у разі проведення випробувань на удар об стовп. Мінімальна об'ємна (щільність в бічних зміцнювальних частинах 32 визначається необхідністю мати мінімальну кількість ребер 24 жорсткості в інших частинах внутрішнього зміцнювального елемента 4, для забезпечення опору стискальній ударній силі Е і розподілу навантаження, яке прикладається стискальною ударною силою ЕЕ, всередині поперечного елемента 1. Максимальні значення об'ємної щільності як центральної, так і бічних частин 30, 32, визначається необхідністю оптимізації кількості матеріалу для виготовлення внутрішнього зміцнювального елемента 4, з метою оптимізації виробничого процесу і витрат на виробництво внутрішнього зміцнювального елемента 4.

У конкретному варіанті виконання внутрішній зміцнювальний елемент 4 виконаний з пластика. Переважно, використання пластика може забезпечувати хороше поглинання енергії удару внутрішнім зміцнювальним елементом 4 без значного збільшення ваги поперечного елемента 1. Наприклад, внутрішній зміцнювальний елемент 4 може бути виконаний з поліпропілену 108 (РР108). Пластиковий матеріал може бути також зміцнений волокнами, такими як-от скловолокно.

В цьому варіанті виконання мінімальна міцність на розрив внутрішнього зміцнювального елемента 4 становить 17 МПа.

В цьому варіанті виконання внутрішній зміцнювальний елемент 4 прикріплений до зовнішньої балки 2, щонайменше, верхньою і нижньою поперечними планками 26, 28 з допомогою клею. Згідно можливого варіанта виконання, внутрішній зміцнювальний елемент 4 може бути також прикріплений до зовнішньої балки 2 верхніми і нижніми кінцями 23, 25 ребер 24 жорсткості і/або передньою стінкою зміцнювального корпусу 42, також з допомогою клею.

В цьому варіанті виконання адгезійна міцність в областях кріплення внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2 перевищує 10 МПа (згідно з результатами випробувань на зсув).

В цьому варіанті виконання поперечний елемент 1 додатково містить зовнішній зміцнювальний елемент б, що проходить у поперечному напрямку і прикріплений до щонайменше частини зовнішньої балки 2 зовні внутрішньої порожнини 17, як показано на Фіг. 1 і

Зо 3. Зазначений зовнішній зміцнювальний елемент б містить зовнішню верхню зміцнювальну стінку 50, зовнішню зміцнювальну нижню стінку 52, які з'єднані зовнішньою передньою зміцнювальною стінкою 54. Зазначені верхня, нижня і передня зовнішні зміцнювальні стінки 50, 52, 54 проходять, відповідно, по верхній, нижній і передній стінках 12, 14, 16 балки у поперечному напрямку і впираються в зазначені верхню, нижню і передню стінки 12, 14, 16 балки. Крім того, верхня, нижня і передня зовнішні зміцнювальні стінки 50, 52, 54 прикріплені, відповідно, до верхньої, нижньої і передньої стінок 12, 14, 16 балки, наприклад, з допомогою клею. Зовнішня передня зміцнювальна стінка 54 має задню сторону 56, звернену до передньої стінки 16 балки, і передню сторону 58, звернену у протилежному напрямку. Форма задньої сторони 56 по суті повторює форму передньої стінки 16 балки. Зокрема, якщо передня стінка 16 балки містить борозни 18, її задня сторона 56 повторюватиме форму цих борозен 18. Передня сторона 58 може мати форму, яка відрізняється від форми задньої сторони 56. Наприклад, як показано на фіг. 1 і 3, передня сторона містить зовнішні ребра 60 жорсткості, які проходять у напрямку, по суті, паралельному напрямку по висоті. Переважно, зовнішній зміцнювальний елемент 6 виконує функцію демпфера при зіткненні. Зокрема, коли стискальна ударна сила Е локалізована, наприклад, як у випадку випробування на удар об стовп, зовнішній зміцнювальний елемент 6, розташований в області прикладання стискальної ударної сили КЕ, забезпечує локальний захист зовнішньої балки 2, знімаючи частину напружень з зовнішньої балки 2 і затримуючи утворення тріщин під час зіткнення.

В цьому варіанті виконання ширина зовнішнього зміцнювального елемента б менше ширини основної частини З зовнішньої балки 2 у поперечному напрямку. Наприклад, при проведенні випробування на удар об стовп ширина зовнішнього зміцнювального елемента б буде обмежена шириною поверхні ударної взаємодії між стовпом і поперечним елементом 1.

Переважно, в цьому варіанті виконання при проведенні випробувань на удар об стовп зовнішній зміцнювальний елемент 6 виконує функцію демпфера, одночасно маючи обмежений розмір, що сприяє оптимізації виробничого процесу і зниженню витрат на виробництво.

У конкретному варіанті виконання зовнішній зміцнювальний елемент б виконаний з пластика. Переважно, використання пластика може забезпечувати хороше поглинання енергії удару зовнішнім зміцнювальним елементом б без значного збільшення ваги поперечного елемента 1. Зовнішній зміцнювальний елемент 6 може бути виконаний з того самого матеріалу, бо що і внутрішній зміцнювальний елемент 4, наприклад, з РР1О08.

В цьому варіанті виконання мінімальна міцність на розрив зовнішнього підсилювального елемента 6 становить 17 МПа.

В цьому варіанті виконання адгезійна міцність в областях кріплення зовнішнього зміцнювального елемента 6 до зовнішньої балки 2 перевищує 10 МПа (згідно з результатами випробувань на зсув).

В цьому варіанті виконання зовнішня балка 2 виконана методом гарячого штампування звареної за викрійкою заготовки і містить центральну частину 8 балки, виконану зі сталі бисіїрог 1000Ф ії товщиною від 0,7 мм до 1,1 мм, і дві бічні частини 10 балки, виконані зі сталі Овірог 150029), товщиною від 1,2 мм до 1,6 мм, а також внутрішній і зовнішній підсилювальні елементи 4, 6, виконані з РР1О08.

Слід зазначити, що, як вже відомо, зовнішня балка 2 може мати криволінійну форму у поперечному напрямку. В такому випадку внутрішній зміцнювальний елемент 4 і зовнішній зміцнювальний елемент б також можуть мати відповідну криволінійну форму у поперечному напрямку.

Поперечний елемент для описаного вище бруса бампера, який містить зовнішню балку і внутрішній зміцнювальний елемент з ребрами жорсткості, які впираються в передню стінку балки, і поперечні планки, прикріплені до фланців балки, забезпечує множину переваг, включаючи можливість окремо оптимізувати поглинальну здатність різних компонентів внутрішнього зміцнювального елемента і адгезію зазначеного внутрішнього зміцнювального елемента до зовнішньої балки, беручи до уваги також оптимізацію виробничого процесу і зниження виробничих витрат.

Ще одна перевага зазначеного поперечного елемента полягає в можливості легкого кріплення внутрішнього зміцнювального елемента до зовнішньої балки навіть після того, як зовнішня балка була інтегрована у вузол бруса бампера, і на зазначений вузол бруса бампера було нанесене гальванічне покриття, як буде показано нижче в описі способу виготовлення вищевказаного поперечного елемента.

Спосіб виготовлення поперечного елемента включає в себе етап забезпечення наявності зовнішньої балки 2. Наприклад, зовнішня балка 2 виготовляється методом гарячого штампування зі сталевої заготовки 62. У конкретному варіанті виконання винаходу, показаному

Зо на Фіг. 4, зовнішня балка 2 виготовляється методом гарячого штампування зі звареної за викрійкою заготовки, що містить центральну частину 64 і дві бічні частини 66, які відходять у поперечному напрямку від обох сторін зазначеної центральній частині 64. Після операції гарячого штампування з центральної частини 64 і бічних частин 66 заготовки будуть одержані, відповідно, центральна частина 8 балки і дві бічні частини 10 балки. Наприклад, як згадувалося вище, зазначена центральна частина 8 балки виконується зі сталі Юисірог 10009, а дві зазначені бічні частини 10 балки виконуються зі сталі Обірог 15009). Перевага такої технології полягає в тому, що вона дозволяє в ході однієї операції одержати зовнішню балку 2, яка містить центральну частину 8, що володіє високою ударною пластичністю, і дві бічні частини 10 балки, що володіють дуже високою механічною міцністю. Крім того, вибір сорту сталі, що володіє дуже високою механічною міцністю, для бічних частин 10 балки, уможливлює одержання високої механічної міцності бічних частин 10 балки при малій товщині сталі, що забезпечує зменшення ваги поперечного елемента 1.

Згідно можливого варіанта виконання, зовнішня балка 2 виготовляється гарячим штампуванням зі спеціальної прокатної заготовки.

Після того, як зовнішня балка 2 була виготовлена, вона кріпиться до крашбоксів 7 для формування вузла бруса бампера, а потім на вузол бруса бампера наноситься гальванічне покриття для захисту його від корозії. Нанесення гальванічного покриття на вузол бруса бампера здійснюється незалежно від інших компонентів транспортного засобу, перед його встановленням на транспортному засобі. Нанесення гальванічного покриття здійснюється на всі вузли бруса бампера в зборі, а не на його окремих збірних деталях, оскільки процес складання включає в себе зварювання, при якому може відбуватися випаровування гальванічного покриття, і окремі зварні ділянки залишаться незахищеними, без зазначеного гальванічного покриття.

Далі розглянутий спосіб включає в себе операцію забезпечення наявності внутрішнього зміцнювального елемента 4. У конкретному варіанті виконання, в якому внутрішній зміцнювальний елемент 4 виконується з пластика, виготовлення внутрішнього зміцнювального елемента 4 здійснюється, наприклад, методом інжекційного формування в окремій прес-формі.

Перевага такої технології полягає в тому, що вона забезпечує дуже високу продуктивність при виготовленні внутрішнього зміцнювального елемента 4.

Далі розглянутий спосіб включає в себе операцію кріплення внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2 шляхом кріплення щонайменше верхньої поперечної планки 26 внутрішнього зміцнювального елемента 4 до верхньої полиці 20 зовнішньої балки 2 і нижньої поперечної планки 28 внутрішнього зміцнювального елемента 4 до нижньої полиці 22 зовнішньої балки 2, наприклад, з допомогою клею.

Згідно можливого варіанта виконання, внутрішній зміцнювальний елемент 4 може бути також прикріплений до зовнішньої балки 2 верхніми і нижніми кінцями 23, 25 ребер 24 жорсткості або передніми крайками ребер 24 жорсткості і/або верхній, нижній і передній стінками 44, 46, 48 зміцнювального корпусу 42, також з допомогою клею.

Згідно можливого варіанта виконання зміцнювальний елемент 4 вставляється із зусиллям у внутрішню порожнину 17 зовнішньої балки 2. Застосування введення з зусиллям може, наприклад, поєднуватися з приклеюванням клеєм. Перевага методу полягає в тому, що він забезпечує дуже хороший і щільний контакт внутрішнього зміцнювального елемента 4 з зовнішньої балкою 2, тим самим сприяючи склеюванню двох компонентів. При виборі способу введення з зусиллям може бути вигідно передбачити в конструкції поперечних планок 26 і 28 невеликі елементи, які проходять у поздовжньому напрямку, так, щоб утворювати клин, що забезпечує захоплення і введення із зусиллям внутрішнього зміцнювального елемента 4 з допомогою спеціального інструменту для вставляння.

В цьому варіанті виконання операція кріплення внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2 виконується після операції інтеграції зовнішньої балки 2 у вузол бруса бампера і операції нанесення гальванічного покриття на вузол бруса бампера. Перевага такого способу полягає в тому, що він забезпечує більшу свободу вибору матеріалу для виготовлення внутрішнього зміцнювального елемента 4 і технології, яка використовується для кріплення внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2. Дійсно, процес нанесення гальванічного покриття включає в себе операцію відпалювання покриття в печі при високій температурі, наприклад, вище 180 "С. Якщо кріплення внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2 проводиться перед нанесенням гальванічного покриття, вибір матеріалів для виготовлення внутрішнього зміцнювального елемента 4 буде обмежений колом матеріалів, здатних витримувати температури вище 180 "С. Наприклад, при використанні

Зо пластика для виготовлення внутрішнього зміцнювального елемента 4, це обмежить вибір термостійкими пластиками, які є коштовними і не завжди мають необхідні механічні характеристики, які були б оптимальними для внутрішнього зміцнювального елемента 4.

Аналогічним чином, якщо кріплення внутрішнього зміцнювального елемента 4 до зовнішньої балки 2 здійснюється перед нанесенням гальванічного покриття, вибір технологій для з'єднання двох зазначених деталей також буде обмежений. Наприклад, при виборі з'єднання з допомогою клею, це обмежує вибір клеїв, здатними витримувати температури вище 180 "С. Використання таких клеїв призводить до підвищення витрат, а також вимагає прийняття спеціальних заходів під час складання. Слід зазначити, що якщо внутрішній зміцнювальний елемент 4 кріпиться до зовнішньої балки 2 після того, як зазначена зовнішня балка 2 була інтегрована у вузол бруса бампера і на неї було нанесене гальванічне покриття, буде дуже важко виготовити внутрішній зміцнювальний елемент 4 шляхом багатокомпонентного формування на зовнішню балку 2.

Дійсно, процес багатокомпонентного формування вимагає дуже точної посадки між інструментом для багатокомпонентного формування і зовнішньою балкою для досягнення бажаного тиску всередині інструмента і для запобігання витоків пластика із зовнішньої балки 2.

Така щільна посадка вимагає дуже жорстких відтворюваних геометричних допусків для всього вузла бруса бампера. Однак, оскільки зазначений вузол бруса бампера містить, наприклад, кілька металевих деталей, які з'єднуються одна з одною, наприклад, шляхом автоматичного зварювання, зазначений вузол бруса бампера обов'язково матиме деякі геометричні відхилення. Зменшення зазначеного розкиду геометричних розмірів потребує від виробника деяких коштовних і трудомістких заходів у виготовленні окремих деталей, складанні зазначених деталей для формування вузла бруса бампера і при реалізації самого процесу багатокомпонентного формування. Але навіть при застосуванні таких заходів цілком ймовірно, що виробничий процес все ще буде мати проблеми з якістю, і що виробник зіткнеться з безліччю проблем технічного обслуговування і з великою кількістю заводського браку. Крім того, використання багатокомпонентного формування накладає деякі обмеження на конструкцію внутрішнього зміцнювального елемента 4, такі як-от необхідність зменшення товщини стінок ребер 24 жорсткості у напрямку назад, як було зазначено вище.

Згідно можливого варіанта виконання, запропонований спосіб включає в себе також операцію забезпечення зовнішнього зміцнювального елемента 6. Запропонований спосіб бо включає в себе операцію кріплення верхньої, нижньої і передньої зовнішніх зміцнювальних стінок 50, 52, 54, відповідно, до верхньої, нижньої і передньої стінок 12, 14, 16 балки, наприклад, з допомогою клею.

З тих самих причин, що були згадані вище, в цьому варіанті виконання операція кріплення зовнішнього зміцнювального елемента б до зовнішньої балки 2 виконується після операції інтеграції зовнішньої балки 2 у вузол бруса бампера і операції нанесення гальванічного покриття на вузол бруса бампера.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Поперечний елемент (1) для бруса бампера автотранспортного засобу, який містить: зовнішню балку (2), яка проходить у поперечному напрямку і має основну частину (3) балки, яка включає в себе верхню стінку (12) балки, нижню стінку (14) балки і передню стінку (16) балки, яка сполучає верхню стінку (12) балки з нижньою стінкою (14) балки, верхню полицю (20) балки і нижню полицю (22) балки, які проходять, відповідно, вздовж заднього кінця верхньої стінки (12) балки і заднього кінця нижньої стінки (14) балки у поперечному напрямку, при цьому зазначені задні кінці проходять протилежно передній стінці (16) балки, на відстані від цієї передньої стінки (16) балки у поздовжньому напрямку, причому верхня (12), нижня (14) і передня (16) стінки балки утворюють разом внутрішню порожнину (17), відкриту у напрямку назад, протилежно передній стінці (16) балки; внутрішній зміцнювальний елемент (4), який проходить всередині щонайменше частини внутрішньої порожнини (17) балки і містить щонайменше два ребра (24) жорсткості, які виступають вперед до передньої стінки (16) балки і з'єднані між собою щонайменше своїми задніми кінцями, протилежними передній стінці (16) балки, за допомогою верхньої поперечної планки (26) і нижньої поперечної планки (28), які проходять у поперечному напрямку; верхня (26) і нижня (28) поперечні планки прикріплені, відповідно, до верхньої (20) і нижньої (22) полиць і зовнішньої балки (2); причому кожне ребро жорсткості (24) впирається у передню стінку (16) балки, а довжина верхньої поперечної планки (26) менша довжини верхньої стінки (12) балки, а довжина нижньої поперечної планки (28) менша довжини нижньої стінки (14) балки, при цьому довжини виміряні у Зо поздовжньому напрямку.

2. Поперечний елемент (1) за п. 1, який додатково містить зовнішній зміцнювальний елемент (б), прикріплений до зовнішньої балки (2) зовні і навпроти внутрішньої порожнини (17).

3. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1 або 2, в якому зовнішня балка (2) являє собою металеву деталь, а внутрішній зміцнювальний елемент (4) являє собою деталь з пластику.

4. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 2 або 3, в якому зовнішній зміцнювальний елемент (б) являє собою деталь з пластику.

5. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-4, в якому верхня поперечна планка (26) проходить лише по задньому кінцю верхньої стінки (12) балки і по верхній полиці (20) балки, а нижня поперечна планка (28) проходить лише по задньому кінцю нижньої стінки (14) балки і по нижній полиці (22) балки.

6. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-5, в якому кожне ребро (24) жорсткості містить верхній кінець (23), який впирається у верхню стінку (12) балки, і нижній кінець (25), який впирається в нижню стінку (14) балки.

7. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-6, в якому внутрішній зміцнювальний елемент (4) додатково містить центральну зміцнювальну частину (30) і дві бічні зміцнювальні частини (32), які відходять з обох сторін від центральної зміцнювальної частини (30) у поперечному напрямку, при цьому центральна зміцнювальна частина (30) утворює центральну зміцнювальну внутрішню порожнину (34) у внутрішній порожнині (17) балки, і кожна з бічних зміцнювальних частин (32) утворює бічну зміцнювальну внутрішню порожнину (36) у внутрішній порожнині (17) балки, причому об'ємна щільність внутрішнього зміцнювального елемента (4) в центральній зміцнювальній внутрішній порожнині (34) більша об'ємної щільності внутрішнього зміцнювального елемента (4) в бічних зміцнювальних внутрішніх порожнинах (36).

8. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-7, в якому внутрішній зміцнювальний елемент (4) додатково містить центральну зміцнювальну частину (30) і дві бічні зміцнювальні частини (32), що відходять з обох сторін від центральної зміцнювальної частини (30) у поперечному напрямку, при цьому центральна зміцнювальна частина (30) утворює центральну зміцнювальну внутрішню порожнину (34) у внутрішній порожнині (17) балки, і кожна з бічних підсилювальних частин (32) утворює бічну зміцнювальну внутрішню порожнину (36) у внутрішній порожнині (17) балки, причому об'ємна щільність внутрішнього зміцнювального елемента (4) в центральній бо зміцнювальній внутрішній порожнині (34) становить від 15 до 5095, а об'ємна щільність внутрішнього зміцнювального елемента (4) в бічних зміцнювальних внутрішніх порожнинах (36) становить від 5 до 50 95.

9. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-8, в якому адгезійна міцність в областях кріплення внутрішнього зміцнювального елемента (4) до зовнішньої балки (2) перевищує 10 МПа, при вимірюванні за допомогою випробування на зсув.

10. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 2-9, в якому адгезійна міцність в областях кріплення зовнішнього зміцнювального елемента (6) до зовнішньої балки (2) перевищує 10 МПа, при вимірюванні за допомогою випробування на зсув.

11. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-10, в якому мінімальна міцність на розрив зовнішньої балки (2) становить 950 МПа.

12. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-11, в якому основна частина (3) балки містить центральну частину (8) балки і дві бічні частини (10) балки, які відходять з обох сторін у поперечному напрямку від центральної частини (8) балки, при цьому ударна пластичність центральної частини (8) балки становить щонайменше 0,6, а її максимально допустимий кут вигину становить щонайменше 757.

13. Поперечний елемент (1) за будь-яким з пп. 1-12, в якому зовнішня балка (2) виготовлена гарячим штампуванням із сталевої звареної за викрійкою заготовки або зі сталевої спеціальної прокатної заготовки.

14. Поперечний елемент (1) за п. 13, в якому зовнішня балка (2) виготовлена гарячим штампуванням із сталевої звареної за викрійкою заготовки, що має центральну частину (8) балки, виконану зі сталі Юисіїрог 1000Ф), і дві бічні частини (10) балки, виконані зі сталі Овірог 150069. І ех Сб х об З и со КА и М ьо « пов В є А ок и Ви їв кю я ух я ї « ЗЕ ОО ЗодсаК и "Ж 12 ; За я А ій зв тв ЗМК В ОА Я Ії о од дк м о, яко х їх Ко ня 7 Я я ї зу и і ден ОО Кит ни Оу Мои нн ої Е ; ОО по В ай Де С - п п а НИ і з, ОМ о ІВ З Мн У 22

Фіг. 1