БАМПЕР ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

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.