УСИЛИВАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ НИЖНЕЙ ЗОНЫ ПЕРЕДНЕГО БАМПЕРА, А ТАКЖЕ ПЕРЕДНИЙ БАМПЕР ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ, ОСНАЩЕННЫЙ ТАКИМ УСИЛИВАЮЩИМ ЭЛЕМЕНТОМ
REINFORCING ELEMENT FOR FRONT BUMPER LOWER ZONE AND AUTOMOTIVE FRONT BUMPER WITH SAID REINFORCING ELEMENT

Настоящее изобретение относится к усиливающему элементу для нижней зоны переднего бампера автомобиля, предназначенному для защиты пешеходов в случае удара голени о нижнюю зону переднего бампера, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения, а также к переднему бамперу для автомобиля, имеющему первую зону соударения, которая должна входить в контакт с бамперным брусом другого автомобиля, и вторую нижнюю зону соударения, которая расположена ниже первой зоны соударения и которая должна входить в контакт с голенью пешехода, в соответствии с ограничительной частью пункта 15 формулы изобретения.
В последние десятилетия автомобильная промышленность столкнулась с необходимостью во все большей степени обратиться к защите пешеходов в случае аварий. Уменьшение рисков травмирования при столкновении между автомобилем и пешеходом с годами приобретает все более важное значение.
Например, уже несколько десятилетий назад в документе DE 3003568 А имела место дискуссия относительно того, что в защищающем от ударов устройстве, известном в то время, защищающая пешехода часть должна быть выполнена в виде поперечины, обшитой амортизирующим материалом, которая расположена ниже самого бампера, а также перед ним. Благодаря данной нижней поперечине пешеход, сталкивающийся с транспортным средством, должен ударяться настолько низко от земли, что он не будет сбит с ног и затем переехан, а будет опрокинут на сравнительно мягкую, деформируемую переднюю часть транспортного средства, что позволяет существенно уменьшить опасность травмирования или, по меньшей мере, тяжесть травм. Эти первые защищающие пешеходов части не были успешными в свое время, среди прочего, вследствие интересов разработчиков и трудностей, связанных с изготовлением, а также вследствие опасений, связанных с возможным ухудшением аэродинамических свойств и с отрицательным воздействием сил на переднюю часть транспортного средства.
В конце 90-х годов совместно с европейскими производителями автомобилей проводилась дискуссия относительно международных норм для транспортных средств, относящихся к защите пешеходов. Должны были быть разработаны методики испытаний, посредством которых передняя часть автомобиля могла быть качественно оценена в соответствии со следующими критериями: а) соударение с голенью, b) соударение с коленной частью, с) соударение с бедром и d) удар головой о капот автомобиля.
Эти усилия европейской автомобильной промышленности и законодателей в конце концов воплотились в директиве 2003/102/EG по защите пешеходов и других незащищенных пользователей дорог перед столкновениями и во время столкновений с автомобилями.
Некоторые из критериев оценки качества передних частей автомобиля относятся к требованиям к соударениям с голенью. В этом случае при скорости столкновения 40 км/ч должны удовлетворяться следующие критерии для ступени 1 стандартов Европейской ассоциации автомобильных производителей (АСЕА): а) угол динамического сгибания колена между верхней частью ноги и голенью должен составлять менее 21°, b) сдвиг в колене или смещение при сдвиге колена должно быть меньше 6 мм и с) ускорение голени должно составлять меньше 200 г (при измерении у верхнего конца большой берцовой кости). Кроме того, при скорости столкновения 40 км/ч должны удовлетворяться следующие критерии для ступени 2 стандартов Европейской ассоциации автомобильных производителей (АСЕА): а) максимальный угол динамического сгибания колена между верхней частью ноги и голенью 15°, b) максимальный сдвиг в колене или смещение при сдвиге колена 6 мм и с) максимальное ускорение голени 150 г (при измерении у верхнего конца большой берцовой кости).
Параллельно с работой над директивой 2003/102/EG различные варианты осуществления бамперных узлов были предложены автомобильной промышленностью для передней зоны пассажирского автомобиля, закрытой оболочкой. Различные примеры этого можно найти, среди прочего, в патентных документах ЕР 1038732 В1, ЕР 1103428 А2, DE 10304784 А1 и ЕР 1300293 А1.
Кроме того, из практического опыта стали известны передние бамперы для автомобилей с первой зоной соударения, которая должна входить в контакт с бамперным брусом другого автомобиля, при этом указанные бамперы также должны иметь вторую зону соударения, которая расположена под первой зоной соударения и которая должна входить в контакт с голенью пешехода. В этом случае бампер обшит наружной оболочкой, которая, среди прочего, должна обеспечить приятный эстетичный внешний вид и обеспечить заданные аэродинамические свойства. Кроме того, бампер опирается на поперечный элемент конструкции, который смонтирован посредством защитных коробчатых элементов или т.п.на продольных элементах кузова. В этом случае вторая, нижняя зона соударения должна иметь усиливающий элемент, который часто также называют "нижним элементом жесткости бампера" (LBS для краткости) для "защиты пешехода при соударении с его голенью", или он может быть назван усиливающим элементом нижней зоны переднего бампера, предназначенным для защиты пешеходов при ударе по ноге.
Вариант осуществления подобного нижнего элемента жесткости бампера для защиты голени пешехода при ударе рассмотрен, например, в документе ЕР 1038732 В1, который уже был указан выше. В данном случае вторая зона соударения должна быть расположена в вертикальном направлении ниже первой зоны соударения, то есть верхняя и нижняя зоны соударения должны быть расположены точно одна над другой, так что спереди они образуют общую вертикальную переднюю поверхность. В этом случае нижняя зона соударения должна быть образована нижней частью бампера, который смонтирован в виде второго нижнего поперечного элемента под первым поперечным элементом на нем посредством размещенных в вертикальном направлении проставок. Однако существуют проблемы в отношении того, может ли быть обеспечено достаточное соответствие данной спроектированной конструкции существенным строгим нормативам по надежной защите пешехода.
Кроме того, согласно документу ЕР 1038732 В1 усиливающий элемент представляет собой неотъемлемую часть нижней зоны переднего бампера, вместе с которой он спроектирован в виде единого элемента. Данный неотъемлемый усиливающий элемент имеет базовую пластину с нижней стороной, обращенной к земле, которая представляет собой окончание переднего бампера в горизонтальном направлении. На данной базовой пластине расположены усиливающие ребра, которые проходят от передней стенки нижнего переднего бампера назад в продольном направлении и которые расположены параллельно и вблизи друг друга.
Однако известные усиливающие элементы данного типа имеют существенный недостаток, заключающийся в том, что вследствие малой высоты нижней зоны соударения над землей они часто подвергаются значительным механическим ударным нагрузкам снизу, например, при перемещении через высокие бордюры во время парковки или, например, при въезде на многоэтажную автомобильную стоянку по наклонным въездам с резкими изменениями наклона дорожного полотна, что приводит к трещинам. Ремонт усиливающего элемента, который выполнен за одно целое с остальной частью бампера, требует замены всего переднего бампера. Это связано со значительными затратами. Дополнительное увеличение затрат на ремонт обусловлено тем, что передние бамперы часто окрашены в цвет автомобиля. Необходимые работы по окрашиванию, включая соответствующие работы по удалению покрытия и наплавке, приводят к невозможности использования автомобиля в течение нескольких дней, что вызывает необходимость в использовании наемного автомобиля в качестве замены.
Кроме того, в документе DE 10304784 А1, который был указан выше, было предложено создавать нижнюю зону соударения в виде так называемого ножного спойлера, который смонтирован на бамперном брусе, проходит вниз и вперед, будучи направленным в сторону от последнего, и дополнительно опирается на задний, проходящий в диагональном направлении раскос у поперечного элемента, расположенного за верхней зоной соударения бампера, при этом амортизирующий элемент расположен позади него. В этом случае передний край ножного спойлера должен располагаться под амортизирующим элементом бамперного бруса так, чтобы в воображаемом вертикальном сечении могла появиться соединительная линия между верхней зоной соударения и нижней точкой удара по ножному спойлеру, которая в лучшем случае обеспечивает наличие вертикальной передней поверхности, как в случае документа ЕР 1038732, который был описан выше, поскольку там вторая зона соударения расположена в вертикальном направлении под первой зоной соударения, и которая в существенно менее благоприятном, но значительно более вероятном случае приводит к образованию ударной поверхности, которая немного наклонена наискось вниз и назад. Однако это способствует сгибанию ноги, по которой был произведен удар, вместо обеспечения того, что она будет "мягко" отклонена наклонно вперед.
При наличии ножного спойлера по документу DE 10304784 А1 локализованные напряжения при соударении транспортного средства с голенью должны быть уменьшены в первую очередь. На начальной стадии удара энергия столкновения вблизи колена должна быть поглощена демпфирующим материалом амортизирующего элемента, при этом данный амортизирующий элемент в первую очередь должен поглощать ударные силы со стороны сталкивающегося автомобиля и выполнен соответственно. В этом случае ножной спойлер касается голени в более поздний момент времени в более низкой точке, и в этом случае динамическое изгибание колена, которого таким образом невозможно избежать, или исходный поворот голени уже произойдет, что является неблагоприятным. В этом случае ножной спойлер должен иметь такую жесткость, чтобы в результате действия нагрузки, обусловленной столкновением, вызвать направленный назад изгиб ножного спойлера подобно консольному элементу. Во время изгиба ножной спойлер должен поглощать нагрузку, обусловленную столкновением, до тех пор, пока не будет достигнут максимальный изгиб.
Однако в этом случае документ DE 10304784 А1 базируется на неправильном представлении о реальной последовательности движений в случае столкновения пешехода с автомобилем. Кроме того, существуют сомнения относительно того, сможет ли при данной спроектированной конструкции пешеход, который подвергся воздействию удара, "опрокинуться" на переднюю часть транспортного средства, то есть на капот, который является значительно более податливым, чем дорожное покрытие. Следовательно, возможно, удовлетворительная защита пешеходов или других незащищенных пользователей дорог является недостижимой.
Следовательно, в целом, с точки зрения ответственного водителя, который беспокоится о том, как он может защитить пешеходов и других незащищенных пользователей дорог средствами пассивной безопасности, предусмотренными в автомобиле, имеет место неудовлетворительная ситуация, которая в конце концов приводит к формированию отрицательного отношения к автомобилям с подобными передними бамперами, спроектированными без обеспечения соответствия требованиям, что, в свою очередь, в конечном счете затрудняет успешную реализацию соответствующих мер по защите пешеходов в широкой области.
Соответственно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы при избежании недостатков, рассмотренных выше, создать усиливающий элемент для нижней зоны переднего бампера автомобиля рассмотренного выше типа, с помощью которого может быть достигнуто существенное улучшение защитных свойств переднего бампера, снабженного данным элементом.
Дополнительный важный аспект настоящего изобретения состоит в создании такого усиливающего элемента для нижней зоны переднего бампера автомобиля рассмотренного выше типа, который может быть изготовлен недорого, легко смонтирован и в случае необходимости также отремонтирован при небольших затратах.
Данная цель достигается посредством отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения, а также посредством отличительных признаков пункта 15 формулы изобретения.
В данном случае создан усиливающий элемент для нижней зоны переднего бампера автомобиля для защиты пешеходов при ударе голени, например лодыжки, большой берцовой кости, малоберцовой кости или какой-либо другой части голени, о нижнюю зону переднего бампера, при этом усиливающий элемент примыкает к нижней зоне переднего бампера за нижней зоной в направлении движения, имеет базовую пластину с усиливающими ребрами, присоединенными к ней, и проходит по существу в горизонтальном направлении приблизительно по ширине переднего бампера.
В данном случае впервые предложено то, чтобы задний конец усиливающего элемента в направлении движения, по меньшей мере, частично опирался на поперечную распорку, расположенную под моторным отделением.
Это предпочтительно обеспечивает то, что в случае соударения пешехода с автомобилем сначала удар по его голени будет нанесен нижней зоной бампера в части ноги как можно ниже, и почти одновременно верхняя зона соударения входит в контакт с ногой пешехода таким образом, что обеспечивается надежное опрокидывание пешехода на капот, если имеют место соответствующие скорости во время столкновения. В этом случае возможность сгибания ноги или даже переезда через пешехода фактически исключена. В то же время обеспечивается то, что нижняя зона соударения имеет надежную опору в горизонтальном направлении сзади и поэтому не может пружинить случайным образом, так что динамическое сгибание колена или поворот голени в значительной степени предотвращаются. Кроме того, может оказываться положительное воздействие на угол сгибания колена или этот угол может удерживаться минимально возможным за счет того, что нижняя зона соударения выполнена сравнительно жесткой, и по сравнению с ней верхняя зона соударения выполнена сравнительно мягкой. Таким образом, обеспечивается дополнительное содействие тому, чтобы пешеход "направлялся на капот" или надежно опрокидывался на капот.
То обстоятельство, что нижняя зона бампера имеет надежную опору сзади, обеспечивает то, что на каждой стадии столкновения пешехода с автомобилем будут существовать четко определенные зоны соударения, положение которых друг относительно друга не может изменяться случайным образом, так что последовательности движений, которые имеют место при данном процессе, могут повторяться определенным образом, и, следовательно, обеспечивается заранее заданный результат в отношении защиты пешеходов.
В данном случае любая избыточная энергия столкновения успешно поглощается в нижней зоне бампера усиливающим элементом, так что также предотвращается возникновение локализованных напряжений.
Предпочтительные усовершенствования изобретения очевидны из признаков зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления предусмотрено то, что поперечная распорка, на которую опирается усиливающий элемент в горизонтальном направлении сзади, образует часть вспомогательной рамы, присоединенной к кузову транспортного средства. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что вспомогательная рама, которая уже имеется в моторном отделении и которая служит опорой или несущим элементом, среди прочего, для двигателя, частей коробки передач или других компонентов, также используется для обеспечения опоры для усиливающего элемента в горизонтальном направлении и, следовательно, используется многосторонне. Таким образом, обеспечивается экономия дополнительных компонентов. Кроме того, вспомогательная рама обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что она так или иначе предназначена для выдерживания больших усилий, так что не требуется усиливать ее дополнительно. Следовательно, предпочтительным образом, с одной стороны, имеет место повышение безопасности при авариях и, с другой стороны, уменьшение числа деталей.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления предусмотрено то, что усиливающий элемент присоединен непосредственно или опосредованно к поперечной распорке посредством приклеивания, зажатия, сварки, клепки, соединения болтами или т.п. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в особенно дешевом способе крепления, который может быть реализован с помощью простых манипуляций при сборке автомобиля на линии. Кроме того, усиливается положительный эффект, заключающийся в наличии удобного для технического обслуживания автомобилей клиентов легкозаменяемого усиливающего элемента, изготовленного в виде отдельной пластины, который может быть без проблем смонтирован, демонтирован и заменен.
В одном предпочтительном варианте осуществления предусмотрено то, что усиливающий элемент опирается своей задней стороной, по меньшей мере, частями на обращенную вперед сторону поперечной распорки вспомогательной рамы, и два компонента, а именно поперечная распорка вспомогательной рамы и усиливающий элемент, соединены вместе посредством крепежной распорки или монтажной накладки, расположенной над и/или под данными двумя компонентами. Это предпочтительно обеспечивает то, что при соударении с нижней зоной бампера результирующие усилия не смогут вызвать смещения или даже опускания усиливающего элемента либо назад и вниз, либо назад и вверх. Вместо этого обеспечивается то, что любые усилия, которые будут действовать на усиливающий элемент, полностью "отводятся" посредством поперечной распорки вспомогательной рамы.
В этом случае усиливающий элемент может быть изогнут еще более предпочтительным образом, и, тем самым, может быть обеспечена возможность соответствия условиям, определяемым компоновкой, которые в настоящее время зависят от модели транспортного средства, без возможно возникающего в результате этого потока смещающих сил, действующих в горизонтальном направлении, которые, возможно, приводят к небольшому закручиванию или искривлению неплоского усиливающего элемента, что в конце концов оказывает такое отрицательное воздействие, что усиливающий элемент опускается или прогибается вверх или вниз. Следовательно, геометрические характеристики, которые заданы заранее и определяются сборкой автомобиля, определяемой производителями, в основном сохраняются даже в случае столкновения с пешеходом, так что все компоненты, которые должны способствовать пассивной безопасности, могут надежно выполнять свое защитное действие.
В результате выполнения дополнительного предпочтительного варианта осуществления предусмотрено то, что усиливающий элемент выполнен в виде отдельной пластины, которая может быть встроена в нижней зоне бампера. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что впервые может быть выполнена оптимизация пластинчатого отдельного усиливающего элемента в отношении его механических свойств, при этом не приходится опасаться проблем, связанных с оптимизацией эстетичного внешнего вида наружной части переднего бампера, с которым "сталкивается" наблюдатель, смотрящий на автомобиль. Кроме того, оптимизация прочности усиливающего элемента может быть осуществлена так, что при этом отсутствует необходимость ухудшения аэродинамических характеристик переднего бампера.
Следовательно, впервые аэродинамические характеристики, эстетичный внешний вид, конструкцию, прочность и остальные механические свойства переднего бампера или его нижней зоны соударения можно оптимизировать по отдельности, независимо друг от друга, и поэтому в целом получают существенно лучший внешний вид, и одновременно обеспечивается возможность существенно лучшей защиты пешеходов от опасности травмирования, то есть в конечном счете величины будут настолько ниже требуемых предельных значений, насколько это возможно.
Кроме того, отдельный пластинчатый усиливающий элемент в соответствии с изобретением обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что в случае повреждения усиливающего элемента, например, вследствие случайного перемещения через особенно высокий бордюрный камень или при контакте с наклонным участком многоэтажной автомобильной стоянки, усиливающий элемент может быть заменен отдельно. В результате могут быть уменьшены очень большие затраты на ремонт. Это также приводит к существенному большему одобрению автомобиля, сконструированного таким образом, покупателем.
Кроме того, передний бампер согласно изобретению, а также усиливающий элемент согласно изобретению, который предназначен для него, обеспечивают преимущество, заключающееся в том, что они являются более дешевыми в изготовлении, и их значительно легче использовать на технологической линии.
В завершение, усиливающий элемент, выполненный в виде отдельного компонента, может быть значительно проще адаптирован предпочтительным образом к соответствующей системе бампера, специфической для определенной модели автомобиля. В этом случае впервые без больших дополнительных усилий он может быть также преобразован для аналогичной специальной модели стандартной системы бампера. Кроме того, затраты на разработку и изменение оснастки для изготовления усиливающего элемента будут существенно меньше, поскольку оснастка, необходимая для этого, имеет меньшие размеры. Следовательно, общая стоимость переднего бампера может быть дополнительно снижена предпочтительным образом.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления усиливающего элемента предусмотрено то, что он может быть смонтирован на нижней зоне бампера с возможностью его отсоединения аналогично тому, как это происходит в отношении его крепления относительно поперечной распорки, предпочтительно посредством приклеивания, зажатия, сварки, клепки, соединения болтами или т.п. Следовательно, дополнительно усиливаются положительные эффекты, связанные с наличием удобного технического обслуживания автомобилей клиентов, а также легкозаменяемого усиливающего элемента, которые уже были рассмотрены выше.
В дополнительном предпочтительном варианте осуществления предусмотрено то, что усиливающие ребра в собранном состоянии усиливающего элемента выступают вниз из базовой пластины, которая сверху своей задней стороной обращена к моторному отделению. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что передний бампер, оснащенный данным усиливающим элементом, образует аккуратно перекрытую поверхность для моторного отделения, при этом отсутствуют какие-либо места агрессивного воздействия со стороны масла, охлаждающего средства из радиатора или т.п., которые могли бы вытечь вследствие процессов старения, а также при обычном повседневном использовании обеспечивается то, что грязь, брызги, грязная вода или дождевая вода, которые попадают через моторное отделение или забрызгиваются вверх с дорожного покрытия, могут стекать без проблем по плоской поверхности задней стороны усиливающего элемента, не будут налипать в каких-либо полостях в нем или осаждаться там и, в конце концов, например, зимой, приводить к разрушениям от мороза или т.п.
Само собой разумеется, базовая пластина усиливающего элемента предпочтительно должна иметь выступающие вниз ребра, хотя они могут также частично выступать вверх. Базовая пластина необязательно должна быть абсолютно плоской, а может, например, быть выполнена в виде немного изогнутой пластины, геометрия которой адаптирована к условиям, связанным с компоновкой имеющегося автомобиля. Ребра могут быть установлены по плотной посадке, присоединены посредством клепки, болтов, образованы посредством литья под давлением, отформованы или приклеены на/к базовой пластине или могут быть присоединены к ней в виде собранного компонента. Может быть обеспечено оптимальное сочетание усиливающих ребер или ребер жесткости друг с другом в отношении расстояния между ними, в том, что касается толщины их материала, их высоты, длины, местоположения, ориентации и соединений друг с другом (например, ребра могут быть выполнены в виде диагональных ребер, поперечных ребер, крестообразных ребер или т.п.) для оптимального обеспечения стандартов защиты голени пешехода с учетом обстоятельств, специфических для конкретного транспортного средства. Усиливающие ребра необязательно должны быть абсолютно прямолинейными.
В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления предусмотрено то, что усиливающий элемент, по меньшей мере, частично охвачен передней в направлении движения частью нижней зоны бампера подобно оболочке. Это обеспечивает преимущество оптимального аэродинамического обшивания или заключения в кожух пластинчатого усиливающего элемента. Кроме того, соединение, состоящее из подобной оболочке зоны бампера с усиливающим элементом, образует особенно хорошо упрочненную и стабильную конструкцию, так что требуемые предельные параметры по защите пешеходов могут поддерживаться особенно хорошо.
В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления предусмотрено то, что усиливающие ребра выступают по существу перпендикулярно из базовой пластины и отформованы из того же материала за одно целое на ней. Следовательно, предпочтительным образом усиливающий элемент может быть изготовлен с очень небольшими затратами в виде элемента, изготовленного из одного и того же материала, например, в виде пластикового изделия, полученного литьем под давлением, или т.п.
В результате выполнения дополнительного предпочтительного варианта осуществления обеспечивается то, что на базовой пластине и/или между усиливающими ребрами образованы места крепления, предпочтительно фиксирующие выступы или аналогичные защелкиваемые или зажимаемые при вставке средства. Это обеспечивает особенно дешевый способ крепления усиливающего элемента в нижней зоне переднего бампера. С этой целью дополнительно предусмотрено то, что места крепления на базовой пластине или между ребрами приведены в соответствие с соответствующими местами крепления в оболочке нижней зоны бампера, которые предпочтительно выполнены в виде отверстий для фиксации. Следовательно, манипуляции, необходимые для сборки переднего бампера в соответствии с изобретением, могут быть существенно сокращены. Это предпочтительным образом обеспечивает то, что усиливающий элемент согласно изобретению, который имеется в виде отдельной пластины, которая может быть встроена в нижней зоне бампера, может быть без проблем посредством одной манипуляции зафиксирован в нижней зоне бампера посредством вставки с защелкиванием. Упрощение множества операций изготовления, выполняемых в вертикальной плоскости и сборки на линии, обеспечивает дополнительный положительный эффект.
Кроме того, предусмотрено то, что базовая пластина имеет, в задней зоне в продольном направлении транспортного средства, крестообразные усиливающие ребра, к которым спереди примыкают продольные ребра, расположенные параллельно друг другу и ориентированные по существу в продольном направлении. Это обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что пластинчатый усиливающий элемент в переносном смысле выполнен в виде руки, от запястья которой имеющие вид ребер пальцы выступают вперед, при этом кончики данных пальцев воспринимают усилия столкновения от нижней зоны бампера, смягчают удар в данном процессе и отводят энергию столкновения регулируемым образом посредством запястья. Это приводит к оптимальному потоку сил и особенно хорошей защите человека, ставшего участником столкновения.
Кроме того, предусмотрено то, что базовая пластина на своей задней стороне, обращенной к моторному отделению, имеет приспособление для отклонения радиатора. При столкновении это обеспечивает предпочтительным образом то, что радиатор будет "срезаться" или отрываться в соответствующих определенных местах разрыва и сможет свободно смещаться назад вместо того, чтобы падать вниз или прижиматься к блоку двигателя. При работе радиатор по-прежнему хорошо функционирует, и поездку на транспортном средстве можно продолжить своим ходом, по меньшей мере, до ближайшей мастерской. Таким образом, в соответствующих обстоятельствах можно обойтись без службы технической помощи при авариях, что предпочтительно. Кроме того, могут поддерживаться стандарты так называемого "Danner test". В завершение, в результате получается улучшенная картина повреждения и соответственно более удобная классификация транспортного средства страховыми компаниями.
В завершение предусмотрено то, что усиливающий элемент выполнен из пластика, предпочтительно из термопластичного материала. Это обеспечивает, с одной стороны, предпочтительным образом дешевое изготовление и, с другой стороны, дополнительное преимущество изготовления, например, в рамках процесса литья пластиков под давлением (инжекционного формования пластиков), что, в свою очередь, также обеспечивает экономию затрат. Кроме того, пластиковые детали данного типа могут иметь сложную конструкцию, обеспечивать высокую прочность и одновременно быть легкими, и, следовательно, это означает, что они не приводят к ненужному увеличению массы транспортного средства.
Базовая пластина усиливающего элемента и его ребра могут быть частично предусмотрены с отверстиями или вырезами для дополнительного уменьшения массы. Само собой разумеется, усиливающий элемент будет предпочтительно выполнен из пластика, и особенно предпочтительно используются термопластичные материалы, среди прочего, по соображениям особенно хорошей способности к формованию (формуемости). Тем не менее вместо этого могут быть использованы стекловолокниты, пластики, армированные углеродным волокном, или другие композиционные материалы, или стабильные, но также легкие материалы. При наличии оснований могут быть предусмотрены средства усиления материала, например наполнители, например, также выполненные из металла, вставляемые элементы, вставки или т.п., для придания дополнительной жесткости усиливающему элементу.
Кроме того, указанная выше цель достигается посредством того, что создан передний бампер для автомобиля, имеющий первую зону соударения, которая должна входить в контакт с бамперным брусом другого автомобиля. Кроме того, данный передний бампер имеет вторую зону соударения, которая расположена под первой зоной соударения и которая должна входить в контакт с голенью пешехода. В данном случае бампер покрыт наружной оболочкой и опирается в первой зоне соударения на поперечный элемент, который смонтирован посредством разрушаемых коробок или т.п. на продольных элементах кузова.
Здесь впервые предложено, чтобы в продольном направлении транспортного средства за второй, нижней зоной соударения был предусмотрен усиливающий элемент, подобный рассмотренному выше. В данном случае впервые предусмотрено то, что усиливающий элемент должен, по меньшей мере, частично опираться своим задним концом в продольном направлении на поперечную распорку, расположенную под моторным отделением. С помощью данных средств преимущества, рассмотренные выше, могут быть достигнуты синергетическим образом также при наличии переднего бампера, выполненного данным образом. В этой связи делается ссылка на вышеприведенные разъяснения.
Изобретение, рассмотренное выше, описано более подробно ниже посредством вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 - вид в перспективе наклоненного вперед примера варианта осуществления наружной оболочки или «наружного покрытия» бампера, выполненного в виде формованного изделия, с верхней и нижней зонами соударения;
фиг.2 - вид в перспективе наклоненного вперед примера варианта осуществления усиливающего элемента, выполненного в виде отдельной пластины, которая может быть встроена в нижней зоне бампера, при этом показанный вариант осуществления имеет базовую пластину, которая с обеих сторон (верхней и нижней) имеет решетчатую конструкцию или усиливающие ребра;
фиг.3 - вертикальное сечение в первой плоскости, проходящей в продольном направлении параллельно к центру и вблизи центра транспортного средства через оболочку бампера, показанную на фиг.1, при этом бампер имеет усиливающий элемент, встроенный в его нижней зоне и показанный на фиг.2, и имеет решетчатый элемент для впуска воздуха, вставленный между верхней и нижней зонами соударения под зоной номерной таблички, предусмотренной в верхней зоне соударения, и имеет амортизирующий элемент, выполненный в виде формованной детали и расположенный между верхней зоной соударения оболочки бампера и поперечным элементом, расположенным за ним (показано пунктирными линиями);
фиг.4 - на каждом из двух частичных видов а) и b) увеличенное, схематически упрощенное сечение бампера, показанного на фиг.1-3, при этом частичный вид а) показывает в сечении систему фиксации между усиливающим элементом и оболочкой бампера, а частичный вид b) показывает в сечении соединение с поперечной распоркой;
фиг.5 - вертикальное сечение в дополнительной второй плоскости, проходящей в продольном направлении в центре транспортного средства через оболочку бампера, показанную на фиг.1, при этом бампер имеет усиливающий элемент, встроенный в его нижней зоне и показанный на фиг.2, с радиатором, показанным пунктирными линиями, при этом фиксация усиливающего элемента показана в сечении;
фиг.6 - вертикальное сечение в дополнительной третьей плоскости, проходящей в продольном направлении непосредственно перед центром транспортного средства через оболочку бампера, показанную на фиг.1, при этом бампер имеет усиливающий элемент, встроенный в его нижней зоне и показанный на фиг.2, при этом пунктирными линиями показано, как усиливающий элемент опирается сзади на распорку, расположенную под радиатором и показанную пунктирными линиями в сечении, и
фиг.7 - вид в перспективе наклоненного вперед и вниз варианта осуществления переднего бампера, показанного на фиг.1-6, имеющего отдельный усиливающий элемент, встроенный в нижней зоне соударения оболочки бампера, при этом также показано, как усиливающий элемент опирается сзади на вспомогательную раму, расположенную под моторным отделением.
На виде в перспективе с фиг.1 показан наклоненный вперед приведенный в качестве варианта осуществления наружной оболочки или "наружного покрытия" 1 бампер 3, имеющий верхнюю зону 5 соударения и нижнюю зону 7 соударения, при этом указанная оболочка 1 выполнена, например, в виде формованного изделия. Наружное покрытие или оболочка 1 бампера 3 выполнена в виде цельной детали, например, из термопластичного материала, и может быть окрашена в цвет транспортного средства. В верхней зоне 5 соударения находится выемка 9 для размещения номерной таблички, не показанная более подробно. Ниже нее можно видеть отверстие 11, которое служит в качестве канала для прохода воздуха для радиатора, не показанного более подробно, который расположен за бампером 3. Наружное покрытие или оболочка 1 проходит по существу по ширине автомобиля, при этом оно продолжается вбок, например, до зоны выше его передних углов. Слева и справа от сквозного отверстия 11 для прохода воздуха предусмотрены дополнительные отверстия 13 и 15, которые могут служить, например, для размещения глубоко "посаженных" средств освещения, например противотуманных фар, проблесковых маячков или т.п. Отверстия 13 и 15 также могут быть предусмотрены с решетками и служить в качестве дополнительных пазов для прохода воздуха.
Нижняя зона 7 соударения в собранном состоянии бампера 3 расположена на некоторой высоте над землей или проезжей частью, которая приблизительно соответствует центру голени человека нормального роста. Нижняя зона 7 соударения может выступать немного вперед за верхнюю зону 5 соударения. Кроме того, нижний край нижнего сквозного отверстия 11 для прохода воздуха может выступать приблизительно на такое же расстояние в продольном направлении или направлении Х движения, как и верхний край сквозного отверстия 11 для прохода воздуха. Обеспечивается то, что при случайном наезде на пешехода он сначала получит удар настолько низко в зоне голени, что он не может быть сбит с ног и затем переехан, но он будет опрокинут на сравнительно мягкую, деформируемую переднюю часть транспортного средства или капот, что существенно уменьшает опасность травмирования или, по меньшей мере, тяжесть травмы. В то же время предотвращается нежелательное сгибание голени относительно верхней части ноги в зоне колена.
Для обеспечения того, что случайно ударенный пешеход будет опрокинут на переднюю часть автомобиля, на капот, как было указано выше, нижняя зона 7 соударения тем не менее должна иметь определенную жесткость, которая не может быть обеспечена только наружным покрытием или оболочкой 1 бампера 3. Необходимая жесткость достигается с помощью усиливающего элемента 17. Усиливающий элемент 17 фиксируется посредством крюка 71 с предохранителем или карабином.
На виде в перспективе с фиг.2 показан наклоненный вперед, приведенный в качестве примера вариант осуществления такого усиливающего элемента 17, выполненного в виде отдельной пластины 19, которая может быть встроена в нижней зоне 7 бампера.
Усиливающая пластина 19 в варианте осуществления, показанном здесь для иллюстрации усиливающих ребер 21 или ребер жесткости, имеет базовую пластину, которая несет ребра с обеих сторон базовой пластины, то есть с верхней и нижней стороны. Тем не менее базовая пластина, в зависимости от варианта осуществления и применения или заданной прочности и т.п., может быть расположена над и/или под усиливающими ребрами 21. Вариант осуществления, в котором базовые пластины расположены с обеих сторон усиливающих ребер 21, также возможен, как показано здесь в схематически упрощенном виде. В предпочтительном варианте осуществления усиливающие ребра 21 и базовая пластина, расположенная над ребрами, выполнены в виде единой детали из термопластичного материала.
Усиливающие ребра 21 могут проходить в продольном направлении Х автомобиля и могут быть расположены параллельно друг другу и вблизи друг друга. Усиливающие ребра также могут проходить частично поперек друг к другу. Кроме того, в задней зоне усиливающей пластины 19 предусмотрены пересекающиеся ребра для дополнительного усиления пластины 19.
Усиливающий элемент 17 проходит по существу в горизонтальном направлении приблизительно по всей ширине переднего бампера 3. Усиливающий элемент 17 выполнен в виде отдельной пластины 19, которая может быть встроена в нижней зоне 7 бампера. Пластина 19 необязательно должна быть выполнена абсолютно плоской, хотя ее профиль может быть приспособлен для определенных обстоятельств и соответствующей ситуации, обусловленной компоновкой автомобиля.
Усиливающий элемент 17 может быть смонтирован на нижней зоне 7 бампера посредством приклеивания, зажатия, сварки, клепки, соединения болтами или т.п. Усиливающие ребра 21 в собранном состоянии усиливающего элемента 17 выступают вниз из базовой пластины, которая сверху, например, задней стороной, обращена к моторному отделению, не показанному более подробно. Усиливающий элемент 17, по меньшей мере, частично охвачен передней в направлении Х движения частью 23 нижней зоны 7 бампера подобно оболочке.
В этом случае усиливающий элемент 17 встроен своей передней частью 25 в передней части 23 и опирается консольными частями 27, расположенными на его заднем конце, на крепежный элемент 29, который, в свою очередь, может опираться, например, на соответствующий элемент или соответствующую поперечную распорку. Крепежная планка или крепежная распорка 29 выполнена в виде удлиненной монтажной пластины, которая имеет отверстия 31, через которые могут быть пропущены соответствующие крепежные средства 33, например винты, болты, заклепки, штифты или т.п., и, следовательно, может быть выполнено прочное соединение с усиливающим элементом 17. Для этого консольные части 27 имеют соответствующие сквозные отверстия или выемки. Консольные части 27 образованы за одно целое на усиливающей пластине 19 в ее задней зоне в варианте осуществления, показанном здесь, и имеют усиливающие ребра 35.
Бампер 3, показанный на фиг.1, и усиливающий элемент 17, показанный на фиг.2, показаны на фиг.3 в вертикальном сечении по плоскости, находящейся в продольном направлении Х и расположенной параллельно центру транспортного средства. В данном случае оболочка 1 бампера и усиливающий элемент 17, встроенный в нее, показаны в сечении сплошными линиями. Кроме того, на фиг.3 поперечный элемент 39 и радиатор 41 с рабочим колесом 43 его вентилятора показаны пунктирными линиями. Между верхней зоной 5 соударения оболочки 1 бампера 3 и поперечным элементом 39 расположен амортизирующий элемент 37 для поглощения энергии столкновения. Поперечный элемент 39, в свою очередь, опирается на продольные элементы посредством разрушаемых коробок, не показанных здесь более подробно.
Сквозное отверстие 11 для прохода воздуха, через которое воздух может проходить к радиатору 41, закрыто решеткой 45, которая вставлена в оболочку 1 с зажатием.
Усиливающий элемент 17 содержит на задней стороне 49, обращенной к моторному отделению 47, базовую пластину 51, от которой усиливающие ребра 21 выступают вниз по существу перпендикулярно и в показанном варианте осуществления образованы за одно целое с базовой пластиной 51 из того же материала.
Усиливающая пластина 19 содержит на задней стороне 49 базовой пластины 51 приспособление 53 для отклонения радиатора, которое обращено к моторному отделению 47 и которое обеспечивает то, что в случае столкновения при вдавливании бампера 3 внутрь радиатор 41 может быть отсоединен от фиксирующих его элементов, продолжает хорошо функционировать и не будет опускаться вниз.
На фиг.4 показаны в двух схематически упрощенных, увеличенных сечениях на частичном виде а) переднее соединение усиливающего элемента 17 с оболочкой 1 бампера 3 и на частичном виде b) заднее соединение усиливающего элемента 17 с поперечной распоркой 59.
Усиливающий элемент 17 зафиксирован или зажат в нижней зоне 7 переднего бампера 3 в его передней части 23 с помощью фиксирующего элемента 69, который, например, выполнен в виде фиксирующего выступа и вставлен в соответствующее отверстие 71 для фиксации. Задний конец усиливающего элемента 17 опирается посредством выступа 61 консольной части 27 перед поперечной распоркой 59. В данном случае консольная часть 27 присоединена посредством соединительного элемента или крепежной распорки 29 к поперечной распорке 59, при этом задний конец оболочки 1 бампера в качестве наружного кожуха также удерживается соединительным элементом 29 или прикреплен к нему. Усиливающий элемент 17, крепежная распорка 29 и оболочка 1 в данном случае соединены вместе крепежным средством, не показанным более подробно (см., например, фиг.2 или 6; ссылочную позицию 33 на этих чертежах), которое пропущено через общее отверстие.
На фиг.5 в вертикальном сечении по дополнительной второй плоскости, проходящей в продольном направлении Х в центре транспортного средства через оболочку 1 бампера, показанную на фиг.1, показан усиливающий элемент 17, встроенный в оболочку в нижней зоне 7 бампера и показанный на фиг.2, с радиатором 41, показанным пунктирными линиями. Как четко видно из фиг.2-5, усиливающий элемент 17 имеет разные усиливающие ребра 27. Базовая пластина 51 усиливающего элемента 17 несет усиливающие ребра 35, выполненные, например, крестообразными в задней зоне в продольном направлении транспортного средства. Спереди усиливающие ребра расположены, например, по существу параллельно друг другу и проходят по существу в продольном направлении Х. Кроме того, частично для дополнительного усиления предусмотрены поперечные ребра, которые нельзя увидеть в сечении. Линии также частично показывают сужающиеся концы продольных ребер 21. Кроме того, фиксирующий выступ 69, который имеется в усиливающем элементе 17 между направленными вниз ребрами 21, в качестве примера показан в сечении.
На фиг.6 показано дополнительное сечение в четвертой плоскости непосредственно перед центром транспортного средства, при этом пунктирными линиями показано, как усиливающий элемент 17 опирается сзади на распорку 59, которая расположена под радиатором 41 и показана пунктирными линиями в сечении. Пластинчатый усиливающий элемент 17 опирается в его задней зоне на поперечную распорку 59 с помощью удлиненного крепежного элемента или крепежной распорки 29, при этом крепежная распорка 29 прикреплена посредством зажимов, заклепок, болтов или аналогичных крепежных средств 33, которые проходят через отверстие 31, к, по меньшей мере, одной консольной части 27 в задней зоне усиливающего элемента 17. В данном случае консольная часть 27 усиливающей пластины 19 может быть или закреплена посредством крепежной распорки 29 под поперечной распоркой 59 на данной распорке 59, как показано здесь, или может быть закреплена над поперечной распоркой 59. В данном случае важно то, что усиливающий элемент 17 может опираться в продольном направлении Х сзади на поперечную распорку 59 или аналогичный элемент своим задним краем 61 или соответствующими частями таким образом, что усиливающая пластина 19 не будет подаваться вверх или вниз при наличии нагрузки, действующей в продольном направлении.
Как можно видеть из фиг.1-6, нижняя зона 7 соударения выступает за верхнюю зону 5 соударения, что обеспечивает то, что голень случайно ударенного пешехода будет сначала входить в контакт с бампером 3.
На фиг.7 снова показан схематически упрощенный вид в перспективе наклоненного вперед и вниз варианта осуществления переднего бампера 3, показанного на фиг.1-6, имеющего отдельный усиливающий элемент 17, встроенный в нижней зоне 7 соударения оболочки 1 бампера, при этом также показано, как он опирается сзади на вспомогательную раму 63, расположенную под моторным отделением 47.
Система переднего бампера автомобиля, показанная на фиг.7, содержит поперечный элемент 39, который часто также называют передним буферным брусом. На поперечном элементе 39 слева и справа смонтированы так называемые держатели или кронштейны или разрушаемые коробки 65, посредством которых поперечный элемент 39 опирается на продольные элементы автомобиля, не показанные более подробно. Перед буферным брусом или поперечным элементом 39 в направлении Х движения расположен так называемый поглотитель энергии удара или амортизирующий элемент 37, который может быть образован, например, из детали из вспенивающегося полипропилена. Перед амортизирующим элементом 37, в свою очередь, расположена оболочка 1 для переднего бампера 3, при этом оболочку 1 бампера также часто называют панелью бампера. Нижняя часть 7 оболочки 1 бампера, расположенная под нижним отверстием 11 для прохода охлаждающего воздуха, исходно образует сама по себе не усиленную часть бампера и в варианте осуществления, показанном здесь, также прикреплена сзади к вспомогательной раме 63 или ее поперечной распорке 59.
Усиливающий элемент 17, который часто также называют нижним элементом жесткости бампера (LBS для краткости), расположен в нижней части 7 оболочки 1 бампера и присоединен к ней с зажатием. Во взаимодействии с амортизирующим элементом 37, расположенным перед поперечным элементом 39, усиливающий элемент 17 обеспечивает то, что может быть обеспечено соответствие жестким нормам (стандартам) по защите, относящимся к голени пешехода. Благодаря наличию противодействующей опоры или полосообразной крепежной распорки 29, которая прикреплена к вспомогательной раме 63 или ее поперечной распорке 59, усиливающий элемент 17 не сможет подаваться вниз под вспомогательной рамой 63, но при столкновении будет своим задним краем 61 или своим задним концом 67 опираться на поперечную распорку 59 вспомогательной рамы 63. В этом случае вспомогательную раму 63 часто также называют нижней опорной рамой.
Усиливающий элемент 17 может иметь базовую пластину 51 с ребрами 21, выступающими, например, вверх или вниз. В предпочтительном варианте осуществления, показанном здесь, ребра 21 выступают вниз из базовой пластины 51. Базовая пластина 51 в данном случае необязательно должна быть плоской, хотя ее соответствующие геометрические характеристики могут быть адаптированы к условиям, определяемым компоновкой соответствующего автомобиля. Усиливающие ребра 21 могут быть образованы на базовой пластине 51 посредством литья под давлением или могут быть присоединены к ней в виде собираемого компонента. Усиливающие ребра 21 или задние ребра 35 жесткости задних консольных частей 27 усиливающей пластины 19 могут быть оптимально согласованы друг с другом в отношении расстояния между ними, в отношении толщины их материала, высоты, длины, местоположения, ориентации и соединений друг с другом (например, могут быть предусмотрены диагональные ребра, поперечные ребра, крестообразные ребра или т.п.) для обеспечения оптимального соответствия стандартам защиты голени пешехода с учетом обстоятельств, специфических для конкретного транспортного средства. В данном случае усиливающие ребра 21 или ребра 35 жесткости необязательно должны быть абсолютно прямолинейными.
Базовая пластина 51 и ребра 21 или 35 могут быть частично предусмотрены с отверстиями или вырезами для уменьшения массы. Пластинчатый усиливающий элемент 17, например, выполнен в виде усиливающей пластины 19 из пластика, и особенно предпочтительно используется термопластичный материал. Альтернативно также могут быть приняты во внимание стекловолокниты, пластики, армированные углеродным волокном, или другие композиционные материалы, или стабильные, но также легкие материалы. В этом случае при необходимости могут быть предусмотрены средства усиления материала, например наполнители, также выполненные из металла, вставляемые элементы, вставки или т.п. Как отдельная комплектующая деталь усиливающий элемент 17 может быть заменен для обеспечения простоты технического обслуживания автомобилей клиентов. Передняя часть 25 усиливающего элемента 17 может быть вставлена в передней части 23 нижней зоны 7 бампера и зажата, приварена, присоединена посредством клепки и/или болтов к последнему.
На фиг.7 можно видеть фиксирующие выступы 69, имеющиеся в усиливающем элементе 17 между направленными вниз, усиливающими ребрами 21. С помощью фиксирующих выступов усиливающий элемент 17 зафиксирован или зажат в нижней зоне переднего бампера в соответствующих отверстиях 71 для фиксации.
Форма противодействующей опоры или крепежной распорки 29, которая проходит поперек к направлению Х транспортного средства, может быть адаптирована к соответствующей геометрии, обусловленной компоновкой автомобиля. При необходимости в крепежной распорке 29 могут быть предусмотрены валики усиления и/или краевой шов. Противодействующая опора или крепежная распорка 29 может быть адаптирована по толщине материала, размеру, местоположению, ориентации и соединениям для поддержания и оптимизации стандартов защиты голени пешехода с учетом обстоятельств, специфических для конкретного транспортного средства. Противодействующая опора или крепежная распорка 29 может быть частично предусмотрена с отверстиями и/или вырезами для уменьшения массы. Она может быть выполнена из пластика, металла или других легких и также достаточно стабильных материалов. Кроме того, противодействующая опора или крепежная распорка 29 может быть заменена в виде комплектующей детали для обеспечения простоты технического обслуживания автомобилей клиентов. С этой целью она просто зажата, приварена, присоединена посредством клепки и/или болтов к вспомогательной раме 63 или к ее поперечной распорке 59.
В соответствии с описанным выше изобретением создан усиливающий элемент для нижней зоны соударения переднего бампера автомобиля для защиты пешеходов при ударе голени о нижнюю зону соударения переднего бампера. Усиливающий элемент в этом случае примыкает к нижней зоне переднего бампера за нижней зоной переднего бампера в направлении движения. Усиливающий элемент имеет базовую пластину с усиливающими ребрами, присоединенными к ней. Он проходит по существу в горизонтальном направлении, приблизительно по всей ширине переднего бампера. Здесь впервые предложено, чтобы усиливающий элемент своим задним концом в продольном направлении, по меньшей мере, частично опирался на поперечную распорку, расположенную в моторном отделении. Кроме того, в описанном изобретении впервые рассматривается передний бампер для автомобиля, оснащенный данным усиливающим элементом.