Бампер транспортного средства
Бампер транспортного средства предназначен для поглощения энергии удара при столкновении транспортного средства с препятствием. Бампер содержит ударную пластину /1/ и неподвижное основание /2/, связанные винтовыми пружинами /3/ и системой параллельных тяг, состоящих из двух рычагов /4, 5, 6, 7/ сплошного круглого сечения, соединенных шарнирами /8, 9, 10, 11, 12, 13/ с пластиной и основанием, а также между собой. Тяги в зоне шарниров /8, 11/ охвачены втулками /14, 15/, соединенными пружинами /16/ со специальной планкой /17/, упруго прикрепленной к пластине /1/, на планке /17/ выполнены круглые вырезы /18/ и прямоугольные пазы /19, 20/ для прохождения пружин /3/ и тяг. 1 н.з.п. ф-лы, 3 илл.
Полезная модель 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. В60R 19/18, 1984 [1]/, или системой жестких стержней, расположенных попарно под углом друг к другу и одними концами шарнирно соединенными между собой и основанием транспортного средства /см. патент РФ на полезную модель №53632, кл. В60R 19/02, 2005 [2]/.
Недостатками данных устройств являются низкая эффективность поглощения энергии удара при столкновениях 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 гоффрированных дисков, размещенных между соединенным с толкателем поршнем и неподвижным упором
/см. a.c. CCCP №664544, кл. В60R 19/08, F16F 13/00, 1973 [3]/.
Обладая элементами со значительной энергоемкостью 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, и, главным образом, к бошегрузным 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 исполнительным механизмом в виде телескопических пневмоцилиндров, 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 известного устройства являются предельная сложность конструкции, значительные габариты, низкая надежность, что практически ограничивает возможность применения устройства транспортными средствами специального назначения.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели 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 полезной модели 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 транспортного средства 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
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 полезной модели достигается тем, что в известном бампере транспортного средства, содержащем смонтированные на передней части кузова подвижную энергопоглощающую ударную пластину и неподвижное основание, связанные между собой винтовыми цилиндрическими пружинами, особенность заключается в том, что что бампер дополнительно снабжен системой параллельных продольной оси транспортного средства тяг, каждая из которых состоит из двух рычагов сплошного круглого сечения, выполненных из пластичного металла с сотовой /ячеистой/ структурой, шарнирно соединенных внутренними концами между собой, а наружними, соответственно, с ударной пластиной и основанием, при этом области рабочих перемещений всех тяг расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, каждая из тяг в зоне соединения образующих ее рычагов плотно охвачена втулкой, упруго прикрепленной с помощью свободно надетой на соединенный с ударной пластиной рычаг прижимной цилиндрической пружины к специальной планке,
установленной на внутренней поверхности ударной пластины с возможностью упругого относительного смещения.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 и фиг.2 схематично изображен предлагаемый бампер, вид сверху с продольным разрезом, соответственно в разложенном и сложенном состояниях; на фиг.3 - вид А на фиг.2 на планку.
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 винтовыми цилиндрическими пружинами 3, и системой параллельных продольной оси транспортного средства тяг, каждая из которых состоит из двух рычагов 4, 5 /6, 7/ сплошного круглого поперечного сечения, выполненных из пластичного металла с сотовой /ячеистой/ структурой, например, алюминиевого сплава. Каждая пара рычагов 4, 5 /6, 7/ соединена внутренними концами между собой, а наружными, соответственно, с ударной пластиной 1 и основанием 2 с помощью цилиндрических шарниров 8, 9, 10 /11, 12, 13/.При этом области рабочих перемещений всех тяг расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях /для этого оси шарниров 8, 9, 10 тяг, состоящих из рычагов 4; 5 перпендикулярны осям шарниров 11, 12, 13 тяг, состоящих из рычагов 6, 7/. Каждая из тяг в зоне соединения образующих ее рычагов 4, 5 /6, 7/, то есть в зоне внутренних шарниров 8 /11/ плотно охвачена втулкой 14 /15/, упруго прикрепленной с помощью свободно надетой на соединенный с ударной пластиной 1 рычаг 4 /6/ цилиндрической прижимной пружины 16 к специальной планке 17. Последняя консольно
прикреплена к внутренней поверхности ударной пластины 1 с возможностью упругого относительного смещения, при этом на планке 17 /см. фиг.3/ выполнены круглые отверстия 18 и продольные прорези прямоугольной формы 19, 20 для сквозного прохождения через них пружин 3 и рычагов 4, 6 для крепления их концов к ударной пластине 1 /пазы 19, 20 обеспечивают возможность свободного движения рычагов 4, 6 при их рабочих перемещениях в двух взаимно перпендикулярных плоскостях/. Установка тяг в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях необходима для обеспечения высокой жесткости бампера в ортогональных, а следовательно - в любых направлениях в перпендикулярной оси транспортного средства плоскости.
Работа предлагаемого бампера осуществляется следующим образом.
При сложенном состоянии бампера /фиг.2/ пружины 3 максимально сжаты, каждая из тяг, состоящая из рычагов 4, 5 /6, 7/ сложена во взаимно-перпендикулярных плоскостях за счет взаимного проворота рычагов 4, 5 /6, 7/ в шарнирах 8, 9, 10 /11, 12, 13/ /на фиг.2 тяги показаны в частично сложенном состоянии для лучшей иллюстрации процесса/, при этом втулки 14, /15/ сдвинуты влево относительно шарниров 8, 11 на рычаги 4, 6, и не мешают работе шарниров 8, /11/, несоосность рычагов 4, 5 /6, 7/ не позволяет втулкам 14, 15 самопроизвольно сдвинуться вправо и охватить шарниры 8, /11/. В данном состоянии бампер работает при движении транспортного средства в пределах городской черты, практически не увеличивая длины транспортного средства, то есть не ухудшая его маневренности, и обеспечивая необходимую защиту от
ударных столкновений при сравнительно малых скоростях за счет упругости пружин 3 и тяг 4, 5 /6, 7/. При выезде транспортного средства на трассу бампер раскладывается. Для этого ударная пластина 1 оттягивается вперед /влево на фиг.1/, пружины 3 разжимаются, тяги выпрямляются, то есть каждая из пар рычагов 4, 5 /6, 7/ устанавливаются вдоль одной продольной оси. При этом втулки 14, 15 под действием сил упругости сжатых пружин 16 сразу же смещаются вправо и плотно охватывают шарниры 8, 11, не давая далее тягам возможности самопроизвольно сложиться, то есть фиксируя тяги в прямолинейном положении. Теперь при слабых ударах диссипация энергии удара происходит за счет малых деформаций пружин 3 и малых изгибов тяг в пределах втулок 14, 15. При сильном столкновении при резком уходе ударной пластины 1 вправо кроме сжатия пружин 3 возникнут сложные пластические деформации рычагов 4, 5 /6, 7/ из пластичного материала с сотовой структурой /вследствие закрепощения рычагов втулками 14, 15 с невозможностью их сгиба/, сопровождающиеся их изгибом одновременно в различных плоскостях, скручиванием и разрушением. Такие процессы приведут к интенсивному энергопоглощению энергии удара, ее диссипации и преобразованию в другие виды энергии: тепловую, потенциальную энергию при деформации ячеек тяг. Далее, при необходимости сложения бампера отогнутый от ударной пластины 1 конец планки 17 притягивают к внутренней поверхности пластины 1, при этом пружинами 16 втулки 14, 15 стягиваются с мест изгиба тяг, то есть с шарниров 8, 11 на рычаги 4, 6, и одновременно с этим нажимом на ударную пластину 1 внутрь бампер складывают. Причем, довольно удобно одной рукой
одновременно прижимать планку 17 к пластине 1 и давить на пластину бампера внутрь до сложения последнего.
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 универсального обеспечения необходимых характеристик как при движении транспортного средства в городских условиях, так и на трассе за чертой города.
Бампер транспортного средства, содержащий смонтированные на передней части кузова подвижную энергопоглощающую ударную пластину и неподвижное основание, связанные между собой винтовыми цилиндрическими пружинами, отличающийся тем, что бампер дополнительно снабжен системой параллельных продольной оси транспортного средства тяг, каждая из которых состоит из двух рычагов сплошного круглого сечения, выполненных из пластичного металла с сотовой (ячеистой) структурой, шарнирно соединенных внутренними концами между собой, а наружными, соответственно, с ударной пластиной и основанием, при этом области рабочих перемещений всех тяг расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, каждая из тяг в зоне соединения образующих ее рычагов плотно охвачена втулкой, упруго прикрепленной с помощью свободно надетой на соединенный с ударной пластиной рычаг прижимной цилиндрической пружины к специальной планке, установленной на внутренней поверхности ударной пластины с возможностью упругого относительного смещения.
