бампер транспортного средства

Формула изобретения

Бампер транспортного средства, содержащий смонтированные на передней части кузова подвижную энергопоглощающую ударную пластину и неподвижное основание, связанные между собой системой параллельно соединенных телескопических цилиндрических устройств с расположенными концентрично цилиндрическими пружинами, отличающийся тем, что каждое из телескопических устройств охвачено цилиндрической пружиной снаружи и дополнительно снабжено установленным соосно внутри него рычажным механизмом в виде последовательно соединенных четырехзвенных шарнирных параллелограммов с рычагами, выполненными из пластичного металла с сотовой (ячеистой) структурой, а также кольцевым углублением на основании и защелкой на ударной пластине соответственно для размещения телескопического устройства в сложенном и его фиксации в разложенном состояниях, при этом поперечные диагонали шарнирных параллелограммов в их сжатом и развернутом состояниях соответственно больше максимального и меньше минимального внутренних диаметров цилиндров телескопических устройств.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для поглощения энергии удара при столкновении транспортного средства с препятствием.

Известны бамперы транспортных средств, содержащие смонтированные на передней части кузова подвижную энергопоглощающую ударную пластину и неподвижное основание, связанные между собой винтовыми пружинами сжатия /см., например, а.с. СССР № 1162641, кл. B60R 19/18, 1984 [1]/, или системой жестких стержней, расположенных попарно под углом друг к другу и одними концами шарнирно соединенных между собой и основанием транспортного средства /см. патент РФ на полезную модель № 53632, кл. В60R 19/02, 2005 [2]/.

Недостатками данных устройств является низкая эффективность поглощения энергии удара при столкновении транспортного средства с препятствием, что объясняется малой степенью энергопоглощения конструкцией, практическим отсутствием в конструкции элементов, обладающих свойством поглощения кинетической энергии удара, преобразования ее в другие виды энергии, повышенной энергоемкостью.

Известен также бампер транспортного средства, содержащий ударный брус, упруго соединенный с толкателем, взаимодействующим с подпружиненным пакетом энергопоглощающих, частично деформирующихся элементов в форме гофрированных дисков, размещенных между соединенным с толкателем поршнем и неподвижным упором /см. а.с. СССР № 664544, кл. В60R 19/08, F16F 13/00, 1973 [3]/.

Обладая элементами со значительной знергоемкостью и характеризуясь высокой степенью энергопоглощения, данные конструкции имеют значительную сложность, а главное - серьезно увеличивают габариты транспортного средства. Однако, как известно, при движении в пределах городской черты к транспортным средствам, главным образом - к большегрузным автомобилям, предъявляются жесткие ограничения по длине и т.д.

Известен также бампер транспортного средства, имеющий возможность автоматически выдвигаться навстречу препятствию в момент аварийного торможения, оснащенный датчиками торможения и дополнительным механизмом в виде телескопических пневматических цилиндров, подушки безопасности с тремя полостями, индикаторов контакта бампера с препятствием и системы клапанов для заданного соединения полостей /см. патент РФ на изобретение № 2261187, кл. В60R 19/40, 21/34, 2003 [4]/.

Недостатками данного устройства являются предельная сложность конструкции, значительные габариты и низкая надежность, что практически ограничивает возможность применения устройства транспортными средствами специального назначения.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является бампер транспортного средства, содержащий смонтированные на передней части кузова подвижную энергопоглощающую ударную пластину и неподвижное основание, связанные между собой системой параллельно соединенных телескопических цилиндрических устройств с расположенными концентрично внутри каждого из них цилиндрическими пружинами, штоком, с упорами, а также стопорное устройство /см. а.с. СССР № 746141, кл. F16F 3/04, 1978 [5]/, и принятый за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются низкая эффективность поглощения энергии удара при столкновениях транспортного средства с препятствием вследствие практического отсутствия в конструкции бампера элементов с повышенной энергоемкостью, а также невозможности необходимого удлинения конструкции бампера из-за ограничения длины транспортного средства при его движении в пределах городской черты.

Сущность изобретения заключается в создании конструкции бампера транспортного средства, характеризующегося значительной эффективностью поглощения энергии при столкновениях за счет присутствия в своей конструкции элементов, обладающих значительной энергоемкостью и способностью диссипации энергии удара при своих упругих и пластических деформациях вплоть до разрушения, а также возможностью предельно простого компактного складывания конструкции бампера при движении в пределах черты города с частичным сохранением энергопоглощающих свойств, и раскладывания при выезде на трассу за пределы городской черты с приобретением при этом конструкцией бампера максимальных энергопоглощающих свойств и способности защиты транспортных средств от сильных ударов при их различных направлениях. Таким образом, предлагаемое устройство реализует универсальную конструкцию бампера с расширенными функциональными возможностями, отличающуюся простотой, надежностью и предельной компактностью в городских условиях при сравнительно низких скоростях, где предъявляются ограничения по длине транспортного средства и высокие требования по его маневренности, и одновременно значительной эффективностью поглощения энергии удара на трассе, где важнейшую роль играет защита транспортного средства при столкновении с препятствием на значительных скоростях.

Технический результат - повышение эффективности поглощения энергии удара при столкновении транспортного средства с препятствием и расширение функциональных возможностей конструкции.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном бампере транспортного средства, содержащем смонтированные на передней части кузова подвижную энергопоглощающую ударную пластину и неподвижное основание, связанные между собой системой последовательно соединенных телескопических цилиндрических устройств с расположенными концентрично цилиндрическими пружинами, особенность заключается в том, что каждое из телескопических устройств охвачено цилиндрическими пружинами снаружи и дополнительно снабжено установленным соосно внутри него рычажным механизмом в виде последовательно соединенных четырехзвенных шарнирных параллелограммов с рычагами, выполненными из пластичного металла с сотовой /ячеистой/ структурой, а также кольцевым углублением на основании и защелкой на ударной пластине соответственно для размещения телескопического устройства в сложенном и его фиксации в разложенном состояниях, при этом поперечные диагонали шарнирных параллелограммов в их сжатом и развернутом состояниях соответственно больше максимального и меньше минимального внутренних диаметров цилиндров телескопических устройств.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 схематично изображен предлагаемый бампер, общий вид с продольным разрезом, соответственно в разложенном и сложенном состояниях /показано только одно телескопическое устройство/; на фиг.3 - вид А на фиг.1 на защелку.

Бампер транспортного средства содержит смонтированные на передней части кузова подвижную энергопоглощающую ударную пластину 1, выполненную, например, методом литья из упругого эластомера, и неподвижное основание 2, связанные между собой системой параллельно соединенных телескопических цилиндрических устройств 3, каждое из которых охвачено концентрично сжатой между ударной пластиной 1 и основанием 2 витой цилиндрической пружиной 4 и дополнительно снабжено установленным вдоль продольной оси телескопического устройства 3 внутри него рычажным механизмом 5 в виде последовательно соединенных четырехзвенных шарнирных параллелограммов, рычаги которого выполнены из пластичного металла, например, алюминиевого сплава с сотовой /ячеистой/ структурой. На основании 2 выполнено кольцевое углубление 6 для размещения в нем телескопического устройства 3 в сложенном состоянии, причем, внутренний цилиндр 7 устройства 3 плотно по посадке надет на цилиндрический выступ 8 в центре углубления 6, а жестко прикрепленное к ударной пластине 1 кольцо 9, свободно охватывающее внешний конец наружного цилиндра 10 телескопического устройства 3 в разложенном его состоянии, снабжено фиксатором телескопического устройства 3 в данном состоянии, выполненным в виде закрепленного внутри кольца 9 штыря 11, входящего в изогнутую глухую прорезь 12 на цилиндре 10 и стопорящего телескопическое устройство 3 в прижатом к пластине 1 состоянии при повороте последнего вокруг его продольной оси. При этом поперечные диагонали шарнирного параллелограмма рычажного механизма 5 в их сжатом и развернутом состояниях соответственно больше максимального и меньше минимального внутренних диаметров цилиндров телескопических устройств 3. Кроме того, бампер снабжен шарнирно установленными на основании 2 тягами 13 и ушками 14 на пластине 1 для удержания пластины 1 бампера в сложенном состоянии, причем, в разложенном состоянии бампера тяги 13 уложены на основании 2 и прижаты к нему зажимами /на чертежах последние не показаны/.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При сложенном состоянии бампера /см. фиг.2/ пружины 4 максимально сжаты, цилиндры телескопического устройства 3, концентрично охватывая друг друга, утоплены в кольцевое углубление 6 на основании 2, звенья рычажного механизма 5 максимально возможно прижаты к основанию 2 и расположены над входом в углубление 6, тяги 13 вставлены в ушки 14, удерживая бампер от самопроизвольного разложения. В данном состоянии бампер работает при движении транспортного средства в пределам городской черты, практически не увеличивая длину транспортного средства, то есть не ухудшая его маневренности, и обеспечивая необходимую защиту от ударных столкновений при сравнительно малых скоростях за счет упругих свойств пружин 4 и рычажных механизмов 5. При выезде транспортного средства за пределы городской черты на трассу бампер раскладывается. Для этого тяги 13 освобождаются и укладываются на основание 2, вследствие чего пружины 4 частично разжимаются и отталкивают ударную пластину 1 от основания 2, шарнирно соединенный с ними рычажный механизм 5 при этом полностью раздвигается. Далее раскладывают телескопические устройства, вынимая их из углублений 6 до упора торцов крайних цилиндров 10 в пластину 1. При этом телескопическое устройство 3 охватывает механизм 5 по всей его длине, так как поперечные диагонали шарнирных параллелограммов последнего в развернутом состоянии меньше минимального внутреннего диаметра цилиндра телескопического устройства 3. И наконец, штырь 11 вводится в изогнутую прорезь 12 на цилиндре 10, после чего поворотом последнего вокруг его продольной оси при одновременном усилии расжатия пружины 4 штырь 11 устанавливается с заданным усилием прижатия в глухую зону прорези 12, чем обеспечивается надежная фиксация внешнего конца телескопического устройства 3 на пластине 1 /см. фиг.1, фиг.3/. При слабых ударах и соответственно малых смещениях пластины 1 происходит некоторое сжатие пружин 4, телескопических устройств 3 и рычажных механизмов 5, причем, рычаги последних находятся в пределах внутренних диаметров цилиндров 3 телескопического устройства. В этом случае кинетическая энергия удара гасится за счет диссипации энергии в данных упругих элементах. При сильном столкновении транспортного средства происходит резкий скачкообразный уход пластины 1 вправо и соответственно сильное сжатие вышеуказанных узлов 3, 4, 5. Так как поперечные диагонали шарнирных параллелограммов 5 при их сжатии больше максимального из диаметров цилиндров 3, то такое сжатие приведет к упору рычагов механизма 5 во внутренние стенки цилиндров 3, что будет сопровождаться пластическим изгибом рычагов 5 из пластичного материала с сотовой /ячеистой/ структурой, их разрушением, приводящим к интенсивному энергопоглощению кинетической энергии удара, ее диссипации и преобразованию в другие виды энергии: тепловую, потенциальную энергию при деформации ячеек и т.п.

Таким образом, предложенный бампер, отличаясь сравнительной простотой и надежностью, характеризуется при этом высокой эффективностью поглощения энергии удара при столкновениях и расширенными функциональными возможностями конструкции за счет достижения универсальности, обеспечения необходимых характеристик как при движении транспортного средства в городских условиях, так и на трассе за городской чертой.