КОНСТРУКЦИЯ РАМЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к конструкции рамы транспортного средства, в частности, к раме транспортного средства с дефлектором для отражения удара в продольном направлении в случае лобового столкновения.
Уровень техники
Транспортные средства, оборудованные усовершенствованными легкими приспособлениями для защиты при столкновении, являются более привлекательными с точки зрения покупателя и обладают повышенным уровнем безопасности.
В качестве ближайшего аналога полезной модели может быть выбрана конструкция передней части рамы транспортного средства, описанная в публикации патентной заявки US 2004195862 (A1) от 07.10.2004.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является эффективное поглощение и перенаправление энергии столкновения транспортного средства, снижение деформации рамы и величины прохождения препятствия в кузов.
Для достижения указанного эффекта предложена конструкция рамы транспортного средства, в которой рама имеет основную балку и поперечную балку. С основной балкой функционально соединен кронштейн. Конструкция рамы также содержит отражающий элемент клинообразной формы, который имеет первый конец, функционально соединенный с кронштейном, и второй конец, выполненный с возможностью перемещения между стандартным рабочим положением и положением после столкновения. В стандартном рабочем положении второй конец находится на заранее заданном расстоянии от основной балки. В положении после столкновения второй конец упирается в основную балку. Во время столкновения второй конец перемещается из стандартного рабочего положения в положение после столкновения таким образом, чтобы отражающий элемент поглощал и перенаправлял энергию, переданную на раму.
Конструкция рамы может дополнительно включать в себя передний буфер и продольную балку, где отражающий элемент расположен между передним буфером, продольной балкой и основной балкой.
Отражающий элемент на первом конце может иметь соединительный фланец, функционально соединенный с основной балкой. Отражающий элемент может быть выполнен с возможностью перемещаться из первого положения во второе положение независимо от основной балки. Отражающий элемент может содержать множество ребер.
На основной балке может быть расположено множество упругих выпуклых элементов.
Отражающий элемент может быть выполнен с возможностью обеспечивать равномерное распределение нагрузки на основную балку во время лобового столкновения, когда второй конец находится во втором положении.
В соответствии с другим аспектом полезной модели предложена конструкция рамы, в которой рама содержит основную балку, с которой функционально соединен кронштейн. Конструкция также содержит отражающий элемент клинообразной формы, который имеет первый конец, функционально соединенный с кронштейном, и второй конец. Второй конец выполнен с возможностью перемещения между стандартным рабочим положением, в котором он находится на заранее заданном расстоянии от основной балки, и положением после столкновения, в котором он упирается в основную балку. Пластическая деформация отражающего элемента может составлять примерно от 200 МПа до 300 Мпа.
В соответствии с еще одним аспектом полезной модели кронштейн функционально соединен с самой рамой и находится рядом с передним буфером транспортного средства. Также предусмотрен угловой отражающий элемент, который имеет первый конец, функционально соединенный с кронштейном. Угловой отражающий элемент также имеет внутреннюю сторону, в процессе нормальной эксплуатации расположенную на заранее заданном расстоянии от рамы и выполненную таким образом, чтобы упираться в раму во время столкновения. Передняя сторона углового отражающего элемента выполнена таким образом, чтобы во время столкновения на нее передавалась энергия от переднего буфера. Отражающий элемент может иметь соединительный фланец на неподвижном конце. Отражающий элемент может представлять собой полую оболочку, изготовленную из стали.
Эти и другие аспекты, цели и признаки настоящего изобретения будут поняты и оценены специалистами в данной области техники после изучения приведенных ниже описания, формулы полезной модели и сопроводительных чертежей.
Краткое описание чертежей
На сопроводительных чертежах представлено следующее:
на Фиг. 1 представлен общий вид спереди транспортного средства в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения;
на Фиг. 2 представлен частичный вид в плане снизу рамы транспортного средства с отражающим элементом в соответствии с одним вариантом осуществления полезной модели;
на Фиг. 3 представлен увеличенный частичный вид в плане снизу отражающего элемента и рамы с Фиг. 2;
на Фиг. 4 представлен общий вид снизу одного варианта выполнения отражающего элемента в соответствии с одним вариантом осуществления полезной модели;
на Фиг. 5 представлен общий вид снизу варианта выполнения отражающего элемента в соответствии с одним вариантом осуществления полезной модели;
на Фиг. 6 представлен общий вид снизу варианта выполнения отражающего элемента с Фиг. 4, снятого с рамы;
на Фиг. 7 представлен частичный вид в плане снизу отражающего элемента, находящегося в первом положении на раме;
на Фиг. 8 представлен частичный вид в плане снизу отражающего элемента, находящегося во втором положении;
на Фиг. 9 представлен общий вид снизу другого варианта выполнения отражающего элемента в соответствии с полезной моделью;
на Фиг. 10 частичный вид в плане снизу отражающего элемента с Фиг.9, находящегося в первом положении на раме;
на Фиг. 11 частичный вид в плане снизу отражающего элемента с Фиг.9, находящегося во втором положении на раме.
Осуществление полезной модели
Термины «верхний», «нижний», «правый», «левый», «задний», «передний», «вертикальный», «горизонтальный» и их производные, использованные в описании, относятся к расположению устройства, изображенного на Фиг.1. Однако необходимо понимать, что элементы устройства могут иметь и другие ориентации, если явно не указано иное. Также следует понимать, что конкретные устройства и процессы, изображенные на сопроводительных чертежах и описанные далее, приведены в качестве примера реализации концепции полезной модели. При этом конкретные размеры и прочие физические характеристики, относящиеся к описанным вариантам воплощения, не должны рассматриваться в качестве ограничения, если явно не указано иное.
На Фиг. 1-6 ссылочной позицией 10 в общем виде обозначено транспортное средство, имеющее конструкцию 12 рамы транспортного средства. Конструкция 1 включает в себя раму 14, имеющую основную балку 16 и продольную балку 18. Кронштейн 20 функционально соединен с основной балкой 16. Отражающий элемент 22 клинообразной формы имеет первый конец 24, который функционально соединен с кронштейном 20, и второй конец 26, который может перемещаться между стандартным рабочим положением 28 и положением 30 после столкновения (см. Фиг. 8 и 11). В стандартном рабочем положении 28 второй конец 26 находится на заранее заданном расстоянии от основной балки 16. В положении 30 после столкновения второй конец 26 упирается в основную балку 16. Во время столкновения второй конец 26 перемещается из стандартного рабочего положения 28 в положение 30 после столкновения таким образом, чтобы отражающий элемент 22 обеспечил поглощение и перенаправление энергии, переданной на раму 14.
На Фиг. 1 показано транспортное средство 10, которое имеет корпус 31, колеса 32, буфер 33, переднюю часть 34 и заднюю часть 35. Транспортное средство 10 может относиться к любому типу, включая малогабаритное транспортное средство, среднегабаритное транспортное средство, спортивный легковой автомобиль, минифургон, полноразмерный фургон или грузовик. Как показано на Фиг. 2, рама 14 обеспечивает опору для транспортного средства 10. Рама 14 представляет собой основную балку 16, продольную балку 18 и несколько вспомогательных балок, выполненные с возможностью обеспечивать опору для корпуса 31 транспортного средства. Основная балка 16 проходит от буфера 33 до задней части 35 транспортного средства 10. В представленном варианте основная балка 16, имеющая квадратное сечение, изготовлена из прочной стали, что позволяет обеспечить поддержку веса транспортного средства 10. Однако основная балка 16 также может иметь другие конфигурации. Основная балка 16 также может иметь несколько отверстий 37 под болты, с помощью которых можно прикрепить к основной балке 16 радиатор, опорные кронштейны и прочие элементы. Основная балка 16 имеет верхнюю поверхность 38А, нижнюю поверхность 38В, первую боковую поверхность 39А и вторую боковую поверхность 39В.
Также в представленном на Фиг. 2 варианте на первой боковой поверхности 39А или на второй боковой поверхности 39В основной балки 16 могут быть расположены упругие элементы 40, которые могут быть выполненные с возможностью обеспечивать складывание основной балки 16 «гармошкой» во время лобового столкновения. Также следует понимать, что основная балка 16 может не иметь упругих элементов 40 или может содержать незакругленные упругие элементы, например, упругие элементы могут иметь квадратную или треугольную форму. Продольная балка 18 расположена перпендикулярно основной балке 16 и выполнена с возможностью обеспечивать опору для корпуса 31 транспортного средства. Продольная балка 18 проходит по всей ширине транспортного средства 10 и упирается в дальний край 42 буфера 33. Продольная балка 18 также может характеризоваться также признаками, описанными выше применительно к основной балке 16, включая квадратное сечение, использование стали, отверстия 37 под болты, упругие элементы 40 и т.д. Кроме того, основная балка 16 и продольная балка 18 может иметь любое поперечное сечение, имеющее конфигурацию или конструкцию, пригодные для обеспечения опоры для корпуса 31 транспортного средства, включая, но не ограничиваясь этим, крестообразное поперечное сечение, треугольное поперечное сечение, круглое поперечное сечение и трапецеидальное поперечное сечение. Кроме того, основная балка 16 и продольная балка 18 могут быть изготовлены из любого материала, способного обеспечить опору для корпуса 31 транспортного средства, включая, но не ограничиваясь этим, нержавеющую сталь, матированную сталь или прочный полимерный пластиковый материал.
В варианте реализации, показанном на Фиг. 2, буфер 33 представляет собой двухслойный буфер 33, при этом он имеет наружный слой 50, находящийся снаружи, и внутренний слой 52, создающий буферный зазор между наружным слоем 50 и рамой 14 транспортного средства. Буфер 33, в основном, изготовлен из прочного полимерного материала. Внутренний слой 52 буфера 33 также может иметь одно или несколько углублений 54, позволяющих обеспечить более плотную установку частей рамы 14, например, основной балки 16 или продольной балки 18. Буфер 33 выполнен с возможностью деформироваться во время столкновения, чтобы поглощать некоторую часть силы, возникающей при столкновении. Буфер 33 также может быть изготовлен из стали или иного материала, используемого специалистами в данной области техники. Кроме того, материал и цвет наружного слоя 50 буфера 33 позволяют наружному слою 50 буфера 33 сочетаться или сливаться с корпусом 31 транспортного средства. Кроме того, часть внутреннего слоя 52 буфера 33 может упираться в первый конец 24 отражающего элемента 22.
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 2-4, соединительный кронштейн или кронштейн 20 расположен между внутренним слоем 52 буфера 33 и основной балкой 16. Кронштейн 20 функционально соединен с основной балкой 16. Кронштейн 20 выполнен с возможностью обеспечивать опору для основной балки 16 и соединять буфер 33 с основной балкой 16. Кронштейн 20 имеет загнутые края 60 и приемное отверстие 62, выполненное с возможностью обеспечивать установку основной балки 16 встык. Контакт и функциональное соединение кронштейна 20 с отражающим элементом 22 обеспечивается, в основном, с помощью болтов. Кронштейн 20 также может иметь дополнительные отверстия 64, позволяющие уменьшить вес кронштейна 20 и сохранить достаточную прочность. Кронштейн 20 обычно изготавливают из прочной стали, что позволяет обеспечить прочное соединение буфера 33 и основной балки 16.
В вариантах осуществления, показанных на Фиг. 2-6, отражающий элемент 22 функционально соединен с кронштейном 20. В целом, отражающий элемент 22 имеет клинообразную форму. Отражающий элемент 22 также имеет первый конец 24 и второй конец 26, при этом второй конец 26 является большим концом клинообразного отражающего элемента 22. Отражающий элемент 22 может представлять собой полую стальную оболочку. Стальная оболочка может быть усилена тонким слоем вспененного материала, или отражающий элемент 22 может быть изготовлен только из стали, или может представлять собой стальную оболочку, наполненную вспененным материалом, либо может быть использован другой вариант, который позволит обеспечить прочную, но легкую конструкцию. Первый конец 24 отражающего элемента 22 функционально соединен с кронштейном 20. При этом кронштейн 20 функционально соединен с основной балкой 16. Первый конец 24 отражающего элемента 22 может быть соединен с кронштейном 20 с помощью механического крепежного приспособления, например, с помощью болтов, винтов или иного крепежа.
В варианте осуществления, показанном на Фиг.3-5, первый конец 24 отражающего элемента 22 также содержит соединительный фланец 80, проходящий между кронштейном 20 и основной балкой 16. Соединительный фланец 80 выполнен таким образом, чтобы обеспечивать дополнительную опору для крепления первого конца 24 отражающего элемента 22. Соединительный фланец 80 имеет первый участок 82, второй участок 84 и третий участок 86. Первый участок 82 имеет прямоугольную форму и является практически плоским, также он функционально соединен с первым концом 24 отражающего элемента 22. Когда отражающий элемент 22 находится в стандартном рабочем положении 28, первый участок 82 соединительного фланца 80 находится на заранее заданном расстоянии от основной балки 16 и определяет величину зазора 94 фланца. Первый участок 82 соединительного фланца 80 расположен под углом таким образом, чтобы первый участок 82 соединительного фланца 80 был расположен между первым концом 24 отражающего элемента 22 и вторым участком 84 соединительного фланца 80 и соединялся с ними. Когда отражающий элемент 22 находится в положении 30 после столкновения (см. Фиг. 8 и 11), первый участок 82 соединительного фланца 80 остается в области между первым концом 24 отражающего элемента 22 и вторым участком 84 соединительного фланца 80, однако первый участок 82 соединительного фланца 80 становится плоским и упирается в основную балку 16.
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 4, второй участок 84 соединительного фланца 80, имеющий практически прямоугольную форму, расположен между первым участком 82 соединительного фланца 80 и третьим участком 86 соединительного фланца 80 и функционально соединяется с ними. Второй участок 84 соединительного фланца 80 проходит почти до удаленного конца 96 основной балки 16 и упирается в основную балку 16. Первый участок 82 и второй участок 84 соединительного фланца 80 упираются в кронштейн 20, чтобы обеспечить дополнительную опору для отражающего элемента 22. Третий участок 86 соединительного фланца 80 проходит перпендикулярно второму участку 84 соединительного фланца 80 и функционально соединен с ним. Третий участок 86 соединительного фланца 80 проходит, по крайней мере, через часть стороны, соответствующей высоте 98 (как показано на Фиг. 5) основной балки 16, чтобы обеспечивать опору для отражающего элемента 22. Третий участок 86 соединительного фланца 80 также может упираться во внутренний слой 52 буфера 33. Также третий участок 86 соединительного фланца 80 является плоским и имеет практически прямоугольную форму.
Как показано на Фиг. 3-5, второй конец 26 отражающего элемента 22 расположен рядом с продольной балкой 18. Отражающий элемент 22 выполненные с возможностью находиться в первом или стандартном рабочем положении 28, в котором второй конец 26 отражающего элемента 22 удален от основной балки 16, и во втором положении, или положении 30 после столкновения (см. Фиг. 8 и 11), в котором второй конец 26 отражающего элемента 22 упирается в основную балку 16. Когда отражающий элемент 22 находится в стандартном рабочем положении 28, как показано на Фиг. 2 и 3-5, второй конец 26 отражающего элемента 22 находится на заранее заданном расстоянии от основной балки 16. Поскольку первый конец 24 отражающего элемента 22 прикреплен к основной балке 16, в стандартном рабочем положении 30 между основной балкой 16 и отражающим элементом 22 образуется зазор 100 треугольной формы. Когда отражающий элемент 22 находится в положении 30 после столкновения, участок 102 боковой стенки, соединяющийся с первым концом 24 и вторым концом 26, проходит практически параллельно основной балке 16 и упирается в нее.
Как показано на Фиг. 6, отражающий элемент 22 имеет длину 120, ширину 122 и толщину 124. Длина 120 отражающего элемента 22 составляет примерно от 7 дюймов примерно до 12 дюймов, обычно - около 9 дюймов. Толщина 124 отражающего элемента 22 составляет примерно от 0,5 мм примерно до 3 мм, обычно - около 1 мм. Самая широкая часть отражающего элемента, находящаяся на втором конце 26 22, имеет ширину от 8 дюймов до 16 дюймов, обычно - около 12 дюймов. Такие габариты позволяют расположить отражающий элемент 22 между основной балкой 16, продольной балкой 18 и внутренним слоем 52 буфера 33, не задевая за любую другую часть транспортного средства 10. Указанные габариты и диапазоны размеров могут быть больше или меньше в зависимости от типа транспортного средства 10, использующего отражающий элемент 22. Кроме того, если отражающий элемент 22 состоит из вспененного материала, данный вспененный материал имеет пластическую деформацию около 200-300 МПа, обычно пластическая деформация составляет около 256 МПа. Когда отражающий элемент 22 изготовлен из прочной стальной оболочкой, усиленной слоем вспененного материала, вес стальной оболочки и пенообразной конструкции составляет около 5-6 фунтов, обычно - около 5,5 фунтов.
Как показано на Фиг. 7 и 8, во время работы отражающий элемент 22 сначала находится в стандартном рабочем положении 28, при этом транспортное средство 10 движется вперед. Когда происходит лобовое столкновение транспортного средства 10 с жестким препятствием 128, например, с небольшим жестким смещенным препятствием, которое может представлять собой, например, телефонный столб, буфер 33 смещается, как показано на Фиг.8, в результате чего отражающий элемент 22 перемещается в положение 30 после столкновения. Отражающий элемент 22 перемещается независимо от основной балки 16. Отражающий элемент 22 сконфигурирован таким образом, чтобы сместить транспортное средство 10 в продольном направлении при ударе о жесткое препятствие 128. Отражающий элемент 22 также обеспечивает равномерное распределение силы, возникающей при лобовом столкновении и действующей на основную балку 16, что позволяет снизить деформацию основной балки 16 и, следовательно, уменьшить величину прохождения препятствия в кузов и деформацию транспортного средства 10 во время лобового столкновения. Отражающий элемент 22 выполнен с возможностью поглощать энергию от лобового столкновения, в результате чего снижается деформация и величина прохождения препятствия в кузов.
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 9-11, транспортное средство 10 может иметь множество элементов, аналогичных описанным выше, включая основную балку 16, продольную балку 18, буфер 33, отражающий элемент 22 и соединительный кронштейн 20. Однако отражающий элемент 22 также может иметь наружную часть 130, проходящую по периметру 131 отражающего элемента 22, и внутреннюю часть 132. Наружная часть 130 аналогична вариантам осуществления, показанным на Фиг. 2-8, в которых отражающий элемент 22 имеет стальную оболочку с усилением или наполнителем из пенообразного материала. Однако в варианте осуществления, представленном на Фиг. 9-11, внутренняя часть 132 отражающего элемента 22 имеет несколько ребер 134. В представленном варианте ребра 134 изготовлены из пластикового полимера. Однако ребра 134 также могут быть изготовлены из стали, вспененного материала или иного прочного конструктивного материала. Ребра 134 проходят вертикально и горизонтально через внутреннюю часть 132 отражающего элемента 22, образуя сетку 136. Ребра 134 создают отражающий элемент 22 необходимой жесткости, обеспечивая низкий вес отражающего элемента 22.
В варианте осуществления, показанном на Фиг. 9-11, отражающий элемент 22 может иметь ряд характеристик, аналогичных описанным выше со ссылкой на Фиг. 3-6, включая ширину 122, длину 120 и толщину 124 отражающего элемента 22. Ребра 134 отражающего элемента 22 обычно имеют пластическую деформацию примерно равную 65-80 МПа, обычно - 73 МПа. Пластическая деформация вспененного материала составляет примерно 200-300 МПа, обычно - около 256 МПа. Кроме того, вес отражающего элемента 22 составляет около 5-6 фунтов, обычно - около 5,3 фунта. Ребра 134 имеют толщиной около 1-3 мм, при этом обычно толщина ребер 134 составляет около 2 мм. Пластическая деформация ребер 134 составляет примерно 60-80 МПа, обычно - около 73 МПа.
Для варианта выполнения с Фиг. 9-11, принцип его функционирования аналогичен принципу работы конструкции с Фиг. 7-8. В частности, второй конец 26 отражающего элемента 22 сначала расположен на заранее заданном расстоянии от основной балки 16, при этом транспортное средство 10 движется вперед (см. Фиг. 10). При лобовом столкновении с небольшим смещенным препятствием 128, например, с телефонным столбом, как показано на Фиг. 10, буфер 33 деформируется и перемещает отражающий элемент 22 в положение 30 после столкновения, в котором второй конец 26 отражающего элемента 22 упирается в основную балку 16. Также отражающий элемент 22 поглощает и перенаправляет энергию, действующую на раму 14 при лобовом столкновении. Кроме того, отражающий элемент 22 действует как наклонная поверхность и смещает транспортное средство 10 в продольном направлении во время столкновения с небольшим смещенным препятствием 128 для снижения величины прохождения небольшого смещенного препятствия 128 в транспортное средство.
В еще одном аспекте полезная модель направлена на предотвращение получения травм во время реального столкновения транспортных средств 10 с небольшими смещенными препятствиями 128, например, с телефонными столбами. Испытания существующих конструкций транспортных средств выявили необходимость в усовершенствовании, позволяющем решить проблемы, связанные со столкновением с небольшими смещенными препятствиями. Предложено использовать отражающий элемент 22 клинообразной формы, который действует как наклонная поверхность и смещает транспортное средство 10 в продольном направлении во время столкновения с небольшим смещенным препятствием 128. Отражающий элемент 22 обеспечивает равномерное распределение нагрузки на основную балку 16, создаваемой барьером 128, что позволяет снизить локальную деформацию балки. Отражающий элемент 22 также обеспечивает смещение транспортного средства в продольном направлении, что позволяет переместить транспортное средство 10 и пассажира транспортного средства в сторону от небольшого смещенного жесткого препятствия 128 и уменьшить величину его прохождения в транспортное средство 10.
Следует понимать, что можно в описанную выше конструкцию могут быть внесены различные вариации и модификации без отступления от сущности полезной модели, которая определена формулой полезной модели, если явно не указано иное.
Специалистам в данной области техники следует понимать, что предложенная конструкция и другие компоненты не ограничены использованием каких-либо конкретных материалов. Изложенные другие примеры изобретения могут быть сформированы из различных материалов, если не указано иное.
В контексте настоящего описания термин «соединение» обычно означает прямое или непрямое соединение двух компонентов (электрических или механических) друг с другом. Такое соединение может быть по своей природе неподвижным или подвижным. Такое соединение может быть достигнуто с помощью двух компонентов (электрических или механических) и любых дополнительных промежуточных элементов, образующих один цельный компонент с другим или другими двумя компонентами. Такое соединение может быть по своей природе стационарным или съемным, если не указано иное.
Также важно отметить, что описанные конструкции и расположение элементов являются исключительно иллюстративными. Специалисты в данной области техники должны понимать, что, несмотря на то, что полезная модель описана на примерах со ссылкой на один или более предпочтительных вариантов осуществления, она не ограничивается ими, и что возможно внесение одного или более изменений (например, изменение размеров, конструкции, формы и пропорций различных элементов, значения параметров, монтажного исполнения, используемых материалов, цвета, ориентации и т.д.) без отступления от сущности предложенного решения. Например, элементы, представленные как единое целое, могут состоять из множества частей, а элементы, представленные в виде множества частей, могут быть цельным компонентом, также порядок работы интерфейсов можно обратить или изменить иным образом, длина или ширина конструкций и/или элементов, либо соединителей или других элементов системы может отличаться. Также может отличаться конфигурация или количество установочных положений между элементами. Следует отметить, что элементы и/или сборочные узлы системы могут состоять из любого набора материалов, которые обеспечивают достаточную прочность и долговечность, а также они могут иметь различные цвета, текстуры и их комбинации. Таким образом, предполагается, что все такие модификации входят в сущность полезной модели. Другие замены, модификации, изменения и исключения могут быть выполнены в конструкции, в условиях эксплуатации и конфигурации требуемых и других примерных вариантов осуществления полезной модели без отступления от сущности предложенного решения.
Следует понимать, что любые описанные процессы или этапы описанных процессов могут быть объединены с другими процессами или этапами для формирования структур в рамках сущности полезной модели. Примерные конструкции и процессы, изложенные здесь, приведены лишь для наглядности и не должны рассматриваться как ограничения.
Для вышеуказанной конструкции могут быть выполнены изменения и модификации без отклонения от идей полезной модели. Кроме того, предполагается, что данные идеи изложены в нижеследующей формуле полезной модели, если явным образом не указано иное.