Бампер транспортного средства

(51) САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМ ы наклонны анов зубцы, имею заимодейств можность жесткого ложенным ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ(54)(57) БАМПЕР .ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий ударный брус, связанный с корпусом транспортного средства через энергопоглощающие элементы многоразового действия, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения эективности бампера путем передачи ударной нагрузки при столкновении на дорожное покрытие, он снабжен направляющими элементами, исполнительными элементами, парами датчиков аварийного столкновения, двумя упорными элементами, каждый из которых выполнен в виде стержня с наклонной пятой на конце, на нижней поверхности .которой с дорожным покрытием, при этом упорнье элементы расположены по длине ударного бруса навстречу друг другу и шарнирно связаны с его концами, каждый из исполнительных элементов выполнен в виде пневмоцилиндра с встроенным газогенератором и штоком, который соединен с поршнем, причем исполнительные элементы шарнирно связаны с упорным элементом и центром бруса, с изогнутыми вниз направляющими элементамй, жестко связанными с брусом установлен)йными над шарнирами упорных элементов Щ с возможностью взаимодействия с его стержнями, а каждая пара датчиков аварийного столкновения установлена по концам бруса и жестко связана с ним, при этом каждый датчик выполнен в виде пьезоэлемента ударного воздействия,Ива который электрически связан с газогенератором и с датчиком,на другом конце бруса,Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к энергопоглощающим бамперам транспортныхсредств,Цель изобретения - повышение эФФек-; 5тивности бампера путем передачи ударной нагрузки при столкновении на дорожное покрытие.На Фиг.1 показан общий вид бамператранспортного средства в исходном по ложении; на Фиг.2 - то же, после вос-приятия значительной ударной нагрузки)на Фиг.3 - сечение А-А на Фиг.2.Бампер транспортного средства содержит брус 1, энергопоглощаюшие эле менты 2, датчики 3 аварийного соударения, газогенераторы 4, исполнительные элементы 5 со штоками 6,упорные элементы 7 с опорной пятой 8и зубцами 9, направляющие элементы 100и корпус 11 транспортного средства.Брус 1 бампера выполнен, например,в виде обрезиненной изогнутой балкис сечением швеллера. Энергопоглощающие элементы 2 многоразового действиявыполнены, например, в виде телескопических амортизаторов с Фиксаторамисжатого положения. По концам бруса 1с внутренней стороны установлены ижестко связаны датчики аварийного З 0соударения, выполненные, например, ввиде пьезоэлементов ударного воздействия, Датчики аварийного соударения3 выполняют Функции анализаторов силыаварийного удара по величине ускоре- З 5ния перемещения бруса 1 и являютсяисточниками питания для запала газогенераторов 4. Датчики 3 расположены:попарно, на каждом конце бруса 1.Каждый датчик 3 аварийногосоударения 0электрически связан со своим газогенератором 4 и с другим датчиком 3аварийного соударения на другом концебруса 1. Газогенераторы 4 имеют электрические запалы, например, в виде 45свечи зажигания и их целесообразнеевыполнять герметически закрытыми мембранами и располагать внутри, исполнительных элементов 5. С центральнойчастью бруса 1 шарнирно связаны исполнительные элементы 5, выполненные ввиде пневмоцилиндров, поршни которыхжестко связаны со штоками 6; Поршниисполнительных элементов 5 в исходномположении заФиксированы, например, 55срезаемыми штиФтами. Газогенераторы 4целесообразнее размещать, например,вкручивая в торцовую часть пневмоцилиндров элементы 5, что обеспечит хорошую ремонтоспособность узла. Шток 6 имеет возможность перемещаться, удлиняя исполнительный элемент 5, и его свободный конец шарнирно связан с упорным элементом 7. Концы бруса 1 шарнирно связаны при помощи сФерических подшипников с упорными элементами 7, которые в исходном положении уложены внутри бруса 1 по его длине навстречу друг другу, а в рабочем положении опускаются и взаимодействуют с дорожным покрытием. Размещение упорных элементов 7 в брусе 1 не ухудшает внешний вид транспортного средства, так как дизайнеры в перспективных моделях закладывают увеличенные типыбамперов, которые хорошо укроют внутренние элементы. Упорный элемент 7 выполнен в виде жесткого стержня, например трубы, заполненной пластмассой (трехслойный материал), с наклонной пятой 8 на конце. В рабочем положении стержень упорного элемента 7 устанавливается под углом к дорожному покрытию. Опорная пята 8 на поверхности, обращенной к дорожному покрытию, имеет зубцы 9, которые наклонены в ту же сторону, что и стержень упорного элемента 7. На брусе 1 над каждым шарнирным соединением с упорным элементом 7 установлены и жестко связаны с ним направляющие элементы 10, каждый из которых выполнен в виде изогнутого вниз кронштейна, взаимодействующего со стержнем упорного элемента 7. Направляющий элемент 10 обеспечивает изгиб траектории движения упорного элемента 7 для упорядоченного врезания зубцов 9 в дорожное покрытие независимо от изменения расстояния от бруса 1 до дорожного покрытия из-за разной степени загрузки транспортного средства. Корпус 11 транспортного средства связан с брусом 1 через энергопоглощающие элементы 2.Бампер транспортного средства работает следующим образом.При слабом аварийном ударе усилие с бруса 1 передается только на энергопоглощающие элементы 2, вызывая их перемещение с малым ускорением. На такое малое ускорение бруса 1 не реагируют датчики 3 аварийного соударения. Вследствие этого газогенераторы 4 исполнительных элементов 5 остаются не задействованными и упорные элементы35 7 остаются в сложенном, исходном положении. Энергия удара расходуется только на совершение работы в энергопоглощающих элементах 2. Перемещение бруса с элементами 3-10 продолжается до, 5 тех пор, пока энергия удара не будет полностью поглощена и энергопоглощающие элементы 2 не зафиксируются в конечном положении,После снятия усилия аварийного удара энергопоглощающие элементы 2 расфиксируются и брус 1 переводится в первоначальное положение, При сильном аварийном ударе усилие с бруса 1 в первый момент передается только на 15 энергопоглощающие элементы 2, вызывая быстрое его перемещение со значительным ускорением, На такое ускоренное перемещение бруса 1 реагирует минимум одна пара датчиков 3 аварийного 20 соударения, например, при эксцентричном или косом ударе. Все датчики 3 реагируют при прямом ударе. Это обеспечивает нормальную работу устройства при всех типах соударений транспортных средств. При действии значительного ускорения датчики 3 вырабатывают мощный электрический импульс (до 10 кВ), который, поступая в электрический запал газогенератора 30 4, вызывает начало работы последнегоОбразовавшиеся в газогенераторах 4 газы разрушают гермоукупорки и заполняют пневмоцилиндры исполнительных элементов 5, вызывая срезание штифтов и перемещение поршней со штоками 6. Перемещение штоков 6 элементов 5 вызывает поворот упорных элементов 7 относительно своих шарниров, Движение упорного элемента 7 40 с наклонной пятой 8 к дорожному покрытию происходит вначале под малыми углами, а в конце за счет взаимодей,ствия упорного элемента 7 с направляющим элементом 10 под большим углом, 45 направляя упорный элемент 7 вниз к дорожному покрытию. Все это время брус 1 с элементами 3-10 перемещается к корпусу 11 и ударная нагрузка поглощается только энергопоглощаюшими 50 элементами 2. Указанный промежуток времени мал, так как элементы 3 и 4 имеют очень большое быстродействие порядка сотых долей секунды. При взаимодействии зубцов 9 с дорожным пок рытием происходит их врезание под действием кинетической энергии движущегося упорного элемента 7 и его продольного перемещения вместе с брусом 1. После этого начинается новый этап работы энергопоглощающегося бампера, когда большую часть ударной нагрузки воспринимают упорные элементы 7, так как их силы трения о дорожное покрытие несоизмеримо больше, чем силы, необходимые для сжатия энегопоглощающих элементов 2. При этом скорость перемещения бруса 1 к корпусу 11 резко уменьшаеФся, так как величина энергопоглощения значительно увеличивается.Указанное движение элементов устройства продолжается до тех пор, пока не произойдет полное рассеивание ударной нагрузки. Если брус 1 вплотную приблизился к корпусу 11, и полного поглощения ударной нагрузки не произошло, например при очень сильном уда-, ре то, элементы 2 выключаются из работы. Элементы 7 по-прежнему рассеи- вают значительное количество энергии удара до полного поглощения. После снятия усилия аварийного удара значительной величины с развертыванием упорных элементов 7 производится техническое обслуживание по подготовке бампера к работе.В отличие от базового объекта предлагаемый энергопоглощающий бампер кроме обычных энергопоглощающих элементов между брусом и корпусом имеет еще дополнительные энергопоглощающие элементы в виде упорных элементов, установленных между брусом и дорожным покрытием навстречу действию ударной нагрузки. Энергоемкость дополнительных элементов значительна, так как сила трения, возникающая при перемещении врезавшихся в дорожное покрытие элементов велика. Дополнительное преимущество от установки упорных элементов заключается в том, что поглощение в данном случае идет минуя корпус транспортного средства. Кроме того, после приближения бруса к корпусу упорные элементы продолжают по-прежнему рассеивать энергию аварийного удара, чего нет в базовом объекте. Указанные преимущества позволят значительно увеличить безопасность пассажиров даже при сильных фронтальных ударах легкового автомобиля с грузовым транспортным средством, повысить пассивную и после- аварийную безопасность. Последнее обеспечивается тем, что в большинстве случаев при аварийных уд,.рах корпус1181918 Составитель В. Глушковедактор О.Колесникова Техред С.Мигунова Корректор С.Чер 649 комитета СССи открытий одписно,д. 4/ ская илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Лроектна транспортного средства будет цел илинемного деформирован, что исключаетвозможно:ть его возгорания или взрыва.Энергопоглощаюший бампер не накладыва-ет ограничения на конструкцию транспортного средства и не ухудшает еговнешний вид, так как все дополнитель-. Заказ 6049/18 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, МоскТира рственного зобретений , Ж, Ра ные элементы полностью уложены в брусбампера, который может быть установленкак спереди, так и сзади транспортногосредства, Целесообразнее устанавливатьбамперы на транспортных средствах,приспособленных для перевозки пассажировили особо ценного спецгруза,