Устройство поглощения энергии бокового удара для двери автотранспортного средства

Изобретение относится к области машиностроения. Устройство содержит панель обшивки (P), от поверхности которой отходят полые поглотители (20) в форме усеченных конусов. Усеченные конусы содержат малое основание (22), расположенное на панели обшивки. Большое основание (24) расположено противоположно малому основанию. Периферическая стенка (26) соединяет малое и большое основания и выполнена с возможностью деформации под действием бокового удара. Толщина периферической стенки каждого конуса между малым и большим основаниями выполнена переменной так, чтобы во время деформации под действием удара периферическая стенка сплющивалась с образованием трех складок. Складки лежат в плоскостях, перпендикулярных к высоте (H) усеченного конуса. Достигается повышение эффективности поглощения удара и улучшение стабильности поглотителей. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к устройству поглощения энергии бокового удара для двери автотранспортного средства, содержащему панель обшивки, от поверхности которой отходят полые поглотители в виде усеченных конусов, имеющих малое основание на панели обшивки, большое основание, противоположное малому основанию, и периферическую стенку, соединяющую малое и большое основания и выполненную с возможностью деформации под действием бокового удара.

Чтобы защитить людей, находящихся в транспортном средстве в случае бокового удара, как правило, панели выполнены в дверях таким образом, чтобы поглощать энергию удара.

Известно использование панелей, оснащенных полыми усеченными конусами, выполненными с возможностью деформации под действием удара, чтобы поглощать его энергию.

На фиг.1 и 2 показана деталь известного устройства поглощения энергии, содержащего панель обшивки P двери, от которой отходят множество поглотителей, которые должны сплющиваться под действием удара.

На фиг.1 и 2 показан только один поглотитель 10.

Поглотитель 10 имеет форму полого усеченного конуса высотой h и содержит малое основание 12, закрепленное на панели P, и большое основание 14, противоположное малому основанию 12 и расположенное напротив дверной панели 13 из листового железа. Большое основание 14, называемое стабилизирующим основанием, содержит наружный периферический борт 18, предназначенный для стабилизации усеченного конуса, когда лист 13 листового железа деформируется под действием бокового удара по панели 13, показанного стрелкой F.

Усеченный конус 10 содержит периферическую стенку 16, имеющую постоянную толщину.

Для облегчения понимания описания условно большое основание находится в нижней части чертежа, а малое основание находится в верхней части чертежа.

Такое устройство описано в документе FR-B1-2784151.

Однако устройство такого типа имеет недостатки. Как хорошо видно на фиг.2, такой поглотитель обычно поглощает энергию только в двух верхних третях своей высоты h, и в этой зоне образуются только две складки. Остальная нижняя треть его высоты имеет слишком большую жесткость и не может деформироваться. Таким образом, эта нижняя треть не деформируется или деформируется лишь в незначительной степени, причем практически не эффективно в случае удара.

Следовательно, поглотитель этого типа не обеспечивает достаточного поглощения энергии и требует длительной и дорогостоящей доводки в отношении толщины стенок поглотителей и их расположения, чтобы найти наилучший компромисс для быстрого, но в то же время не слишком раннего поглощения энергии в жесткой зоне.

Задача изобретения состоит в устранении вышеуказанных недостатков за счет создания устройства поглощения энергии бокового удара, позволяющего повысить эффективность поглощения удара и улучшить стабильность поглотителей.

Задача изобретения состоит также в создании устройства поглощения, позволяющего снизить стоимость разработки, а также получить выигрыш в габаритах.

Поставленная задача решена в устройстве поглощения бокового удара вышеуказанного типа, в котором, согласно изобретению, периферическая стенка каждого конуса имеет толщину, меняющуюся между малым и большим основаниями так, чтобы во время деформации под действием удара стенка сплющивалась, образуя три складки, заключенные в плоскостях, перпендикулярных к высоте усеченного конуса.

Согласно другим отличительным признакам изобретения:

- периферическая стенка поглотителя содержит три кольцевые зоны разной толщины;

- периферическая стенка поглотителя содержит рабочую зону рядом с малым основанием и ослабленную зону рядом с большим основанием, соединенные между собой центральной переходной зоной, при этом толщина стенки в рабочей зоне превышает толщину стенки в ослабленной зоне, поэтому во время удара образуются две складки в рабочей зоне и в переходной зоне и одна складка в ослабленной зоне;

- толщина стенки в переходной зоне меняется непрерывно;

- толщина стенки в ослабленной зоне составляет от 10 до 30% толщины стенки в рабочей зоне;

- рабочая зона и переходная зона составляют по существу две трети от высоты поглотителя, а ослабленная зона составляет одну треть от высоты поглотителя;

- стенка имеет одинаковый наклон в рабочей зоне, в переходной зоне и в ослабленной зоне;

- стенка имеет более сильный наклон в рабочей зоне и в переходной зоне, чем в ослабленной зоне.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания примеров выполнения устройства поглощения бокового удара со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 показана деталь известного устройства поглощения до удара;

на фиг.2 показана деталь известного устройства поглощения, изображенного на фиг.1, после удара;

на фиг.3 показана деталь заявленного устройства поглощения до удара;

на фиг.4 показана деталь заявленного устройства поглощения после удара;

на фиг.5 показана деталь заявленного устройства поглощения согласно другому варианту осуществления.

В дальнейшем тексте описания условно, но не ограничительно вертикальное направление соответствует направлению высоты H.

Как показано на фиг.3, устройство поглощения в соответствии с изобретением сдержит панель обшивки P двери, от которой отходят множество поглотителей 20. На фиг.3 и 4 показан только один поглотитель.

Поглотитель 20 имеет форму усеченного конуса высотой H, содержащего малое основание 22 на панели обшивки P и большое основание 24, противоположное малому основанию 22. Малое основание 22 является замкнутым и содержит центральное отверстие 25, предназначенное для его крепления на панели обшивки P, например, при помощи защелки 27.

Большое основание 24 является открытым, содержит наружный периферический борт 28 и расположено напротив дверной панели 23 из листового железа.

Поглотитель 20 дополнительно содержит периферическую стенку 26, которая проходит между большим основанием 22 и малым основанием 24 и имеет толщину, которая не является постоянной между малым основанием 22 и большим основанием 24.

Таким образом, стенка 26 содержит три разные кольцевые зоны разной толщины.

Первая кольцевая зона, смежная с большим основанием 22, называется ослабленной зоной А.

Вторая кольцевая зона, смежная с малым основанием 24, называется рабочей зоной Т.

Ослабленная зона А и рабочая зона Т соединены между собой центральной кольцевой зоной, называемой переходной зоной Tr.

Толщина стенки 26 в ослабленной зоне A меньше толщины стенки 26 в рабочей зоне T. Так, толщина стенки 26 в ослабленной зоне A составляет 10-30% от толщины стенки 26 в рабочей зоне T, при этом толщина стенки 26 в рабочей зоне T может составлять примерно несколько миллиметров (как правило, от 1,6 до 3 миллиметров).

Что касается толщины стенки 26 в переходной зоне, то она непрерывно меняется, при этом толщина стенки 26 на верхней границе переходной зоны по существу равна толщине стенки 26 в рабочей зоне, а толщина стенки 26 на нижней границе переходной зоны Tr по существу равна толщине стенки 26 в ослабленной зоне A.

Во всех зонах поглотителя наружная поверхность стенки 26 имеет одинаковый наклон.

Таким образом, наружная поверхность стенки 26 имеет единый вид, независимо от толщины стенки 26.

Вместе с тем, можно предусмотреть обратное выполнение, и тогда внутренняя поверхность стенки 26 будет иметь одинаковый наклон во всех зонах поглотителя, в то время как наружная стенка будет иметь разные наклоны.

Толщина периферической стенки 26 уменьшается от малого основания 24 в направлении большого основания 22.

Наконец, работая зона T и переходная зона Tr соответствуют примерно верхним двум третям высоты H усеченного конуса, тогда как ослабленная зона A соответствует примерно одной нижней трети высоты H усеченного конуса.

Как показано на фиг.4, после бокового удара по панели 23 из листового железа, показанного стрелкой F, поглотитель 20 подвергся деформации.

Во время такого удара листовая панель 23 входит в контакт с большим основанием 24 поглотителя 20, при этом периферический борт 28 способствует стабилизации поглотителя 20 во время удара. Таким образом, поглотитель 20 смещается в сторону пассажира транспортного средства, пока его малое основание 22 не войдет в контакт с углублением для ног пассажира в полу кузова.

После удара поглотитель 20 деформируется, образуя три складки, расположенные в плоскостях, перпендикулярных к высоте H.

Две складки образуются в рабочей зоне T и в переходной зоне Tr, тогда как третья складка образуется также в ослабленной зоне A.

Таким образом, высота поглотителя 20 после удара меньше, чем в известном поглотителе, по причине деформации нижней трети усеченного конуса.

При эквивалентной высоте эффективность поглотителя в соответствии с изобретением, то есть его способность к поглощению удара, тоже оказывается выше по сравнению с известным поглотителем.

Во втором варианте осуществления, представленном на фиг.5, рабочая T и переходная Tr зоны имеют более сильный наклон, чем ослабленная зона. Таким образом, наружная поверхность периферической стенки 26 имеет излом на границе между ослабленной зоной A и переходной зоной Tr.

Наличие более сильного наклона для рабочей T и переходной Tr зон позволяет улучшить отделение от формы, тогда как более слабый наклон на уровне ослабленной зоны A обеспечивает стабильность поглотителя.

Таким образом, устройство поглощения в соответствии с изобретением имеет ряд преимуществ.

- Процесс сплющивания поглотителя является более стабильным, то есть более равномерным по причине деформации, происходящей в ослабленной зоне. Эта увеличенная стабильность позволяет ограничить риски опрокидывания поглотителя, которые могут снизить его эффективность.

- Эффективность деформации и, следовательно, поглощения энергии увеличилась на 20-30%.

- Расходы по разработке можно снизить, так как высоту поглотителей можно уменьшить, и в этом случае поглотители в меньшей степени зависят от дизайна транспортного средства. Их можно рассчитать заблаговременно, даже если дизайн транспортного средства еще не утвержден.

- Выигрыш места может быть больше, так как такие поглотители можно встроить в меньшие пространства. В случае, если их используют в пространствах обычного размера, пространство, высвободившееся в окружающей зоне, можно использовать для других функций.

1. Устройство поглощения энергии бокового удара для двери автотранспортного средства, содержащее панель обшивки (P), от поверхности которой отходят полые поглотители (20) в форме усеченных конусов, имеющих малое основание (22), расположенное на панели обшивки (P), большое основание (24), противоположное малому основанию (22), и периферическую стенку (26), соединяющую малое (22) и большое (24) основания и выполненную с возможностью деформации под действием бокового удара, отличающееся тем, что периферическая стенка (26) каждого конуса имеет толщину, меняющуюся между малым (22) и большим (24) основаниями так, чтобы во время деформации под действием удара периферическая стенка (26) сплющивалась, образуя три складки, лежащие в плоскостях, перпендикулярных к высоте (H) усеченного конуса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что периферическая стенка (26) поглотителя (20) содержит три кольцевые зоны (A, T, Tr) разной толщины.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что периферическая стенка (26) поглотителя (20) содержит рабочую зону (T), смежную с малым основанием (22), и ослабленную зону (A), смежную с большим основанием (24), соединенные между собой переходной зоной (Tr), при этом толщина стенки (26) в рабочей зоне (T) превышает толщину стенки (26) в ослабленной зоне (A) так, что во время удара образуются две складки в рабочей зоне (T) и в переходной зоне (Tr) и одна складка в ослабленной зоне (A).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что толщина стенки (26) в переходной зоне (Tr) непрерывно меняется.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что толщина стенки (26) в ослабленной зоне (A) составляет от 10 до 30% толщины стенки (26) в рабочей зоне (T).

6. Устройство по п.3, отличающееся тем, что рабочая зона (T) и переходная зона (Tr) составляют по существу две трети от высоты (H) поглотителя (20), а ослабленная зона (A) составляет одну треть от высоты (H) поглотителя (20).

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что стенка (26) имеет одинаковый наклон в рабочей зоне (T), в переходной зоне (Tr) и в ослабленной зоне (A).

8. Устройство по п.3, отличающееся тем, что стенка (26) имеет более сильный наклон в рабочей зоне (T) и в переходной зоне (Tr), чем в ослабленной зоне (A).