Узел поглощения удара и транспортное средство

Группа изобретений относится к узлу поглощения удара для транспортного средства и транспортное средство с таким узлом. Узел поглощения удара включает в себя бампер, который прикреплен к сминаемому элементу. Сминаемый элемент прикреплен к бамперу и лонжерону. Наружная конструкция кузова образует проем, а сминаемый элемент продолжается через проем и не прикреплен к наружной конструкции кузова. Предусмотрена траектория нагружения для удара на низкой скорости от бампера через сминаемый элемент и в лонжерон. Наружная конструкция кузова образует проем, через который сминаемый элемент установлен, чтобы избегать повреждения у наружной конструкции кузова, который может включать в себя несущую панель для задних фонарей, подъемную заднюю дверь кузова и задний фонарь. Обеспечивается снижение веса при обеспечении единой конструкции лонжерона и для транспортных средств со сцепным устройством для прицепа. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к устройству поглощения силы столкновения при заднем ударе на низкой скорости для уменьшения повреждений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Номинальные значения страхового возмещения для транспортного средства могут быть частично основаны на объеме повреждения, легкости ремонта поврежденных частей и стоимости ремонта транспортного средства при событиях столкновения на низкой скорости. Одним из таких событий является удар о жесткое препятствие под углом 100° со смещением 40% на скорости 15 километров в час задней частью транспортного средства. В этом способе удара нежелательно повреждение лонжерона, панелей задних фонарей, задней панели пола, подъемной задней двери кузова или крышки багажника. Все эти части приварены друг к другу в конструкции транспортного средства с несущим кузовом. Ремонт этих частей включает в себя дорогостоящие процедуры и может приводить к нежелательным номинальным значениям страхового возмещения. Нежелательные номинальные оценки страхового возмещения являются недостатком при продаже транспортных средств потребителям. Желательно ограничивать повреждение только узлом системы облицовки и бампера, который может легко отвинчиваться от основного кузова транспортного средства и заменяться после надлежащих ремонтных работ.

Традиционные системы бампера могут включать в себя балку бампера с усилениями, сминаемые элементы (приваренные к балке бампера) и монтажную пластину (приваренную к сминаемому элементу и привинченную к кузову транспортного средства), см., например, US 6155633 (опубл. 05.12.2000, МПК B60R 19/04; B62D 21/15). Когда система бампера повреждается при ударе на низкой скорости, система бампера отвинчивается на монтажной пластине и привинчивается обратно на транспортном средстве после ремонта.

В традиционной системе бампера сминаемый элемент и балка бампера выполнены, чтобы избегать повреждения у лонжерона посредством избегания передачи высоких нагрузок на лонжерон. Повреждение лонжерона избегается посредством прикрепления воротникового усиления лонжерона вокруг лонжерона. Пространство для смятия, обеспеченное сминаемыми элементами, предназначено для ограничения объема повреждения у задних конструкций транспортного средства, таких как подъемная задняя дверь кузова или крышка багажника. Монтажная пластина предусмотрена для прикрепления сминаемых элементов к лонжерону, чтобы ограничивать избыточное смещение, которое может быть вызвано вторгающимся препятствием. Монтажной пластине требуется быть относительно жесткой, чтобы избегать деформации монтажной пластины, которая, в ином случае, может приводить к повреждению панелей задних фонарей и задней части днища автомобиля. Усиления требуются внутри конструкции задних фонарей, чтобы избегать повреждения у заднего фонаря. Монтажная пластина, воротниковое усиление лонжерона и конструкция усиления заднего фонаря являются необходимыми признаками в традиционных системах бампера.

Большие транспортные средства и SUV (внедорожники) часто содержат возможное сцепное устройство для прицепа для буксировки. Система сцепного устройства для прицепа привинчена непосредственно к лонжеронам вместо крепления к системе бампера. Монтажные отверстия для болтов и дополнительные усиления у лонжерона требуются, чтобы приспосабливаться к возможной системе сцепного устройства для прицепа.

Существенное снижение веса может достигаться устранением монтажной пластины, воротника лонжерона, усиления для нижней конструкции заднего фонаря и дополнительного усиления у лонжерона для системы сцепного устройства для прицепа. Также было бы полезным иметь в распоряжении единую конструкцию для лонжерона для транспортных средств, которые содержат или не содержат возможный комплект сцепного устройства.

Вышеприведенные проблемы и другие проблемы решены настоящим изобретением, как обобщено ниже.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному из аспектов этого раскрытия предусмотрен узел поглощения удара для транспортного средства, содержащего наружную конструкцию кузова, которая поддерживается на лонжероне. Бампер предусмотрен на противоположной стороне наружной конструкции кузова от лонжерона. Сминаемый элемент прикреплен к бамперу и лонжерону. Наружная конструкция кузова образует проем, который принимает сминаемый элемент. Сминаемый элемент продолжается через проем, но не прикреплен к наружной конструкции кузова.

Согласно другим аспектам этого раскрытия сминаемый элемент может быть прикреплен непосредственно к лонжерону. Лонжерон образует концевой проем, и сминаемый элемент может приниматься внутри концевого проема. Сминаемый элемент может быть прикреплен к лонжерону съемными крепежными средствами, которые могут сниматься для замены бампера и сминаемого элемента.

Наружная конструкция кузова может быть подъемной задней дверью кузова, которая по меньшей мере частично образует проем. Еще одним примером наружной конструкции кузова может быть узел задних фонарей, который по меньшей мере частично образует проем.

Сминаемый элемент может иметь форму для соответствия внутренней поверхности лонжерона и может телескопически вдавливается в лонжерон при столкновении задней частью. Сминаемый элемент предназначен, чтобы вдавливаться при столкновении задней частью, не деформируя наружную конструкцию кузова, образующую зазор.

Согласно еще одному аспекту этого раскрытия транспортное средство, содержащее наружный узел кузова, снабжено конструкцией для ограничения повреждения в отношении наружного узла кузова при столкновении. Конструкция включает в себя бампер, рамный элемент шасси, поддерживающий наружный узел кузова, и сминаемый элемент. Сминаемый элемент прикреплен на первом конце к бамперу, а на втором конце к рамному элементу шасси. Сминаемый элемент продолжается через проем, образованный наружным узлом кузова без крепления к наружному узлу кузова.

Согласно другим аспектам этого раскрытия рамный элемент шасси может быть продолжающимся в продольном направлении лонжероном, который образует концевой проем, а сминаемый элемент может быть прикреплен непосредственно к внутренней поверхности лонжерона внутри концевого проема. Сминаемый элемент может быть частично вмещен в концевой проем в состоянии после сборки, и может телескопически и частично вдавливаться в проем, образованный лонжероном, в состоянии после столкновения.

Сминаемый элемент может быть прикреплен к рамному элементу шасси крепежными средствами, которые могут сниматься для замены бампера и сминаемого элемента.

Кузов транспортного средства может включать в себя подъемную заднюю дверь кузова, которая по меньшей мер частично образует проем с зазором, или может включать в себя узел задних фонарей, который по меньшей мере частично образует проем.

Согласно одному из аспектов этого раскрытия, может быть предусмотрена траектория нагружения для столкновения задней частью, которая направляет силу удара с бампером, чтобы передавалась на сминаемый элемент и рамный элемент шасси для минимизации передачи силы на наружный узел кузова.

Вышеприведенные аспекты этого раскрытия подробнее описаны ниже и со ссылкой на приложенные чертежи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - вид сверху испытываемого транспортного средства при испытании на удар транспортного средства на низкой скорости в заднюю часть испытуемого транспортного средства;

фиг. 2 - общий вид в разборе области задней части транспортного средства, включающей в себя бампер, сминаемый элемент и лонжерон;

фиг. 3 - общий местный вид области задней части транспортного средства, включающей в себя бампер, сминаемый элемент и лонжерон;

фиг. 4 - общий местный вид, подобный фиг. 3, показывающий результат удара в бампер, который побуждает сминаемый элемент телескопически проваливаться лонжерон; и

фиг. 5 – общий местный вид бампера, сминаемого элемента и лонжерона с задним наружным узлом кузова.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Описание предпочтительных проиллюстрированных вариантов осуществления настоящего изобретения представлено ниже. Раскрытые варианты осуществления являются примерами изобретения, которые могут быть воплощены в различных альтернативных формах. Фигуры не обязательно находятся в масштабе. Некоторые признаки могут быть преувеличены или сведены к минимуму, чтобы показать подробности конкретных компонентов. Специфичные конструктивные и функциональные детали, раскрытые в этой заявке, должны интерпретироваться не в качестве ограничивающих, а только в качестве представляющих основу для обучения специалиста в данной области техники, как осуществить изобретение на практике.

Со ссылкой на фиг. 1 проиллюстрировано транспортное средство 10, испытываемое в испытании на задний удар на низкой скорости. Испытываемое устройство 12 транспортного средства показано входящим в контакт с задним бампером транспортного средства 10. Испытание моделирует удар в заднюю часть на 15 километрах в час при ударе под углом 10°, который смещен на 40% от центральной линии транспортного средства. На основании этого испытания производится оценка в отношении объема повреждения у лонжерона, панелей задних фонарей, задней панели пола, крышки багажника или подъемной задней двери кузова. Эти части могут быть сварены вместе в конструкции несущего кузова, и ремонт этих частей может включать в себя дорогостоящие процедуры. Задняя часть 16 транспортного средства 10 оснащена узлом 18 поглощения удара, который включает в себя бампер 20.

Со ссылкой на фиг. 2 задняя часть 16 транспортного средства 10 проиллюстрирована с узлом 18 поглощения удара, показанным на изображении в разобранном виде в перспективе. Узел поглощения удара включает в себя бампер 20, который присоединен к сминаемому элементу 22. Сминаемый элемент 22 присоединен на своем внешнем конце к бамперу 20, а на своем внутреннем конце к лонжерону 24. Лонжерон 24 также может указываться ссылкой как рамный элемент шасси.

Известно, что наружная конструкция 28 кузова, или наружный узел кузова транспортного средства 10 должны включать в себя несущую панель 30 для задних фонарей, или облицовку, ниже подъемной задней двери 32 кузова. В транспортном средстве типа седан или купе крышка багажника (не показана) обычно предусмотрена вместо подъемной задней двери 32 кузова. Задний фонарь 34 также может содержать часть наружной конструкции 28 кузова. Наружные конструкции 28 кузова образуют проем 36. Сминаемый элемент 22 принимается в проеме 26 в наружной конструкции 28 кузова.

Лонжерон 24 образует концевой проем 40. Сминаемый элемент 22 монтируется внутри концевого проема 40 в лонжероне 24. Резьбовые крепежные детали 42 вставляются в отверстия 44, сформированные в лонжероне 24 и сминаемом элементе 22. Отверстия 44 могут быть снабжены приваренными гайками для облегчения монтажа сминаемого элемента 22. Резьбовые крепежные детали 42 вставляются в отверстия 44 и притягиваются к приваренным гайкам. Сминаемый элемент 22 имеет форму для соответствия внутренней поверхности 48 лонжерона 24, прилегающей к концевому проему 40.

Со ссылкой на фиг. 3 и 4 показана часть транспортного средства 10 с частями наружной конструкции 28 кузова, снятыми для иллюстрации узла 18 поглощения удара. На фиг. 3 узел 18 поглощения удара показан в своем установленном состоянии. На фиг. 4 узел 18 поглощения удара показан при столкновении задней части с нагрузкой, прикладываемой к заднему бамперу, как указано стрелкой L.

На фиг. 3 бампер 20 показан прикрепленным к внешнему концу двух сминаемых элементов 22. Сминаемые элементы 22 продолжаются через проемы 36 в несущей панели 30 для задних фонарей. Сминаемые элементы также могут продолжаться через панели задней облицовки транспортного средства 10. Сминаемые элементы крепятся внутри лонжерона 24 множеством крепежных деталей 42.

Со ссылкой на фиг.4 по прикладыванию ударной нагрузки, как указано стрелкой L, бампер вдавливается в направлении лонжерона 24 и сжимает сминаемые элементы 22. Сминаемые элементы 22 находятся в лонжероне 24, так что ударная нагрузка L передается непосредственно на лонжерон 24. Со сминаемыми элементами 22, являющимися установленными внутри лонжерона 24, наружные поверхности лонжеронов 24 доступны для крепления буксировочных приспособлений и усилений. Наружная конструкция 28 кузова, включающая в себя несущую панель 30 для задних фонарей, подъемная задняя дверь 32 кузова и задний фонарь 34 (показанные на фиг. 2), не включена в траекторию нагружения, которая предназначена для поглощения ударной нагрузки L.

После столкновения задней частью крепежные детали 42 могут сниматься с лонжерона 24 и сминаемых элементов 22, чтобы обеспечивать сминаемым элементам 22 и заднему бамперу 20 возможность легко сниматься с транспортного средства 10. Новый узел бампера, включающий в себя сминаемые элементы 22, может просто повторно вставляться в лонжерон и закрепляться крепежными средствами 24, сильно упрощая ремонт после столкновения в случае события удара на низкой скорости.

Со ссылкой на фиг. 5 узел 18 поглощения удара проиллюстрирован в увеличенном виде. Узел 18 поглощения удара включает в себя бампер 20, который прикреплен к внешнему концу сминаемого элемента 22. Сминаемый элемент 22 продолжается через наружную конструкцию 28 кузова, или наружный узел кузова, и крепится на месте внутри лонжерона 24. Резьбовые крепежные детали 42 закрепляют сминаемый элемент 22 внутри лонжерона 24, как описано ранее со ссылками на фиг. 2-4, приведенные выше.

Несмотря на то, что примерные варианты осуществления описаны выше, не предполагается, что эти варианты осуществления описывают все возможные формы изобретения. Предпочтительнее, словесные формулировки, используемые в описании изобретения, являются скорее словесными формулировками описания, нежели ограничением, и понятно, что различные изменения могут быть произведены, не выходя из сущности и объема изобретения. Дополнительно, признаки различных вариантов осуществления реализации могут комбинироваться для формирования дополнительных вариантов осуществления изобретения.

1. Узел поглощения удара для транспортного средства, содержащего наружную конструкцию кузова, содержащий:

лонжерон;

бампер на противоположной стороне наружной конструкции кузова от лонжерона; и

сминаемый элемент, прикрепленный к бамперу и лонжерону, при этом наружная конструкция кузова образует проем, а сминаемый элемент продолжается через проем, причем сминаемый элемент не прикреплен к наружной конструкции кузова.

2. Узел по п.1, в котором сминаемый элемент прикреплен непосредственно к лонжерону посредством крепежных средств, продолжающихся через сминаемый элемент и лонжерон.

3. Узел по п.1, в котором лонжерон образует концевой проем, а сминаемый элемент принят в концевой проем.

4. Узел по п.3, в котором сминаемый элемент прикреплен к лонжерону крепежными средствами, продолжающимися через сминаемый элемент и лонжерон.

5. Узел по п.1, в котором наружная конструкция кузова является подъемной задней дверью кузова, которая по меньшей мере частично образует проем.

6. Узел по п.1, в котором наружная конструкция кузова является узлом задних фонарей, который по меньшей мере частично образует проем.

7. Узел по п.3, в котором сминаемый элемент имеет форму для соответствия внутренней поверхности лонжерона и телескопически вдавливается в лонжерон при столкновении задней частью.

8. Узел по п.7, в котором сминаемый элемент вдавливается при столкновении задней частью без контактирования с наружной конструкцией кузова.

9. Узел по п.1, в котором проем представляет собой проем, продолжающийся полностью по наружной конструкции кузова, а сминаемый элемент продолжается полностью через проем.

10. Узел по п.1, в котором сминаемый элемент является рифленым для способствования деформации при столкновении.

11. Транспортное средство, содержащее наружный узел кузова, содержащий:

бампер;

рамный элемент шасси, поддерживающий наружный узел кузова; и сминаемый элемент, прикрепленный на первом конце к бамперу, а на втором конце к рамному элементу шасси, при этом наружный узел кузова образует проем и сминаемый элемент продолжается через проем, будучи не прикрепленным к наружному узлу кузова.

12. Транспортное средство по п.11, в котором рамный элемент шасси является продолжающимся в продольном направлении лонжероном, который образует концевой проем, при этом сминаемый элемент прикреплен непосредственно к внутренней поверхности лонжерона внутри концевого проема.

13. Транспортное средство по п.12, в котором сминаемый элемент частично принят в концевом проеме в состоянии после сборки и телескопически и частично вдавливается в проем, образованный рамным элементом шасси в состоянии после столкновения.

14. Транспортное средство по п.11, в котором сминаемый элемент прикреплен к рамному элементу шасси крепежными средствами, продолжающимися через сминаемый элемент и рамный элемент шасси.

15. Транспортное средство по п.11, в котором кузов транспортного средства включает в себя подъемную заднюю дверь кузова, которая по меньшей мере частично образует проем.

16. Транспортное средство по п.11, в котором кузов транспортного средства включает в себя узел задних фонарей, который по меньшей мере частично образует проем.

17. Транспортное средство по п.11, дополнительно содержащее средство для передачи силы удара с бампером на сминаемый элемент и рамный элемент шасси для минимизации передачи силы на наружный узел кузова.

18. Транспортное средство по п.11, в котором наружная конструкция кузова расположена между первым и вторым концами.

19. Транспортное средство по п.11, в котором проем представляет собой проем, продолжающийся полностью по наружной конструкции кузова, а сминаемый элемент продолжается полностью через проем.

20. Транспортное средство по п.11, в котором сминаемый элемент является рифленым для способствования деформации при столкновении.