СТОЙКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ОТВЕРСТИЕМ, ИМЕЮЩИМ ОТОГНУТУЮ ПОД УГЛОМ КРОМКУ (ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к конструкции боковой стойки транспортного средства, содержащей механизм натяжителя ремня безопасности.
Уровень техники
Механизмы, втягивающий ремень безопасности, обычно устанавливают в боковые стойки транспортного средства, например, в полости, образованной внутри средней стойки транспортного средства. Для соединения ремня безопасности, который находится в салоне транспортного средства, с натяжителем, установленным внутри стойки, в стойке выполнено отверстие. Новые конструкции натяжителей ремней безопасности намного крупнее, чем ранее используемые, поскольку содержат улучшенные защитные элементы, такие как регулируемые преднатяжители и элементы распределения нагрузки. Для установки новых натяжителей могут потребоваться более крупные отверстия в средней стойке, что приведет к уменьшению площади поперечного сечения части стойки, содержащей отверстие. Таким образом, во время деформации крыши и боковых ударов на эту часть стойки с уменьшенным поперечным сечением будет оказано сравнительно большее воздействие.
Для решения этой проблемы в некоторых конструкциях транспортного средства для структурного укрепления уменьшенного сечения стойки к краю отверстия прикрепляют отдельно сформированное армирующее кольцо или пластину (как, например, показано в патенте США №4,149,737). Однако, вследствие увеличения размера новых натяжителей ремней безопасности, часто для эффективного и надежного закрепления дополнительных армирующих элементов вокруг отверстия бывает недостаточно места. Кроме того, помещение дополнительного армирующего элемента и его установка в описанное выше ограниченное пространство увеличивает стоимость заготовки и монтажа конструкции стойки. Следовательно, существует необходимость разработки способа укрепления сечения конструкции стойки в области отверстия для натяжителя, установленного в стойке.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является конструктивное усиление уменьшенного поперечного сечения панели внутренней обшивки, достигаемое без использования отдельного элемента, увеличивающего прочность конструкции. Это также снижает стоимость изготовления конструкции панели и стоимость монтажа конструкции.
В одном из вариантов полезной модели представлена стойка транспортного средства, содержащая панель для стойки транспортного средства, в нижней части которой выполнено отверстие, и отогнутую внутрь кромку, распространяющуюся от края отверстия таким образом, что часть отогнутой кромки образует острый угол с нижней частью. Кроме того, представлена панель для стойки транспортного средства по первому варианту, а также кузов транспортного средства и его часть, содержащие такую панель.
В другом варианте полезной модели представлена конструкция стойки транспортного средства, имеющей полость и нижнюю часть, содержащую по меньшей мере часть полости, а также отогнутую внутрь кромку, распространяющуюся от нижней части внутрь полости, таким образом, что кромка образует острый угол с нижней частью. Кроме того, представлен кузов транспортного средства и его часть, содержащие стойку согласно второму варианту.
Стойка по второму варианту может дополнительно содержать первую панель и вторую панель, прикрепленную к первой панели, при этом указанная нижняя часть стойки образована частью первой или второй панели. В нижней части сформировано отверстие, выполненное с возможностью обеспечения сообщения между наружной частью стойки и полостью, причем указанная отогнутая кромка идет от края указанного отверстия.
Отогнутая кромка, содержащаяся в конструкции стойки по второму варианту, образует острый угол с плоскостью, параллельной переднезадней оси транспортного средства.
Острый угол, который образует используемая в обоих вариантах отогнутая кромка, может составлять около 45 градусов. Отогнутая кромка может состоять из изогнутой части, идущей от края отверстия, и другой, по существу прямолинейной части, идущей от изогнутой части.
Краткое описание чертежей
Чертежи, иллюстрирующие варианты воплощения настоящей полезной модели:
ФИГ.1 - представляет собой поперечную боковую проекцию части корпуса транспортного средства, содержащей конструкцию стойки в соответствии с одним из вариантов воплощения настоящей полезной модели.
ФИГ.2 - представляет собой вид в перспективе части корпуса транспортного средства, показанного на ФИГ.1, показывающий часть салона транспортного средства.
ФИГ.3 - представляет собой боковую проекцию части средней стойки транспортного средства, показанной на ФИГ.1.
ФИГ.4 - представляет собой поперечное сечение части средней стойки, показанной на ФИГ.3.
ФИГ.5 - представляет собой увеличенное изображение первой части поперечного сечения, показанного на ФИГ.4.
ФИГ.6 - представляет собой увеличенное изображение второй части поперечного сечения, показанного на ФИГ.4.
Осуществление полезной модели
В данном описании термин «передний» означает расположение на или направление в сторону передней части транспортного средства. Термин «задний» означает расположение на или направление в сторону задней части транспортного средства. Термин «верхний» означает вертикальное верхнее положение или направление относительно земли, на которой находится транспортное средство. Также термин «нижний» означает вертикальное нижнее положение или направление относительно земли, на которой находится транспортное средство. Термины «левый» и «правый» означают боковые направления, идущие перпендикулярно по отношению к переднезадней оси транспортного средства (т.е. направления направо и налево от водителя или пассажира, находящихся в транспортном средстве и обращенных лицом к передней части транспортного средства).
На ФИГ.1-6 показана часть кузова 10 транспортного средства, содержащего конструкцию 12 стойки в соответствии с одним из вариантов воплощения. Так как структура кузова транспортного средства по существу симметрична относительно плоскости, делящей пополам транспортное средство по всей линии его длины, будут описываться элементы, находящиеся с одной стороны кузова транспортного средства.
Как показано на ФИГ. 1 и 2, кузов 10 транспортного средства включает в себя боковую часть 12. Боковая часть 12 кузова транспортного средства включает в себя переднюю стойку 14, расположенную вдоль передней стороны дверного проема 16, центральную или среднюю стойку 18, проходящую вдоль задней части дверного проема 16, и заднюю стойку 20, проходящую вдоль задней части двери 23 задней части пассажирского салона транспортного средства. Двери (не показаны) прикреплены к кузову транспортного средства для открывания и закрывания дверных проемов 16 и 23 транспортного средства.
Боковая рама 22 проходит вдоль верхней части дверного проема 16, а боковая продольная балка 24 проходит вдоль нижней части дверного проема 16 в передне-заднем направлении транспортного средства. Конструкция кузова может также включать в себя один или более усилительных кронштейнов или ребер жесткости 26, соединенных с продольной балкой 24 сваркой или другим подходящим способом. Одна или более панелей 28 пола транспортного средства проходит между кронштейнами 26. Кроме того, другие поперечные элементы или ребра жесткости (не показаны) могут соединять противолежащие продольные балки 24 и другие части транспортного средства, обеспечивая прочность и жесткость транспортного средства способом, известным из уровня техники. Боковая рама 22 расположена по существу под прямым углом к верхней концевой части средней стойки 18 для поддержки крыши транспортного средства. Боковая рама 22 формирует верхний край дверного проема 16. Боковая рама 22 может быть сконструирована известным методом из любых подходящих материалов, например, металлических и/или полимерных материалов.
Как показано на ФИГ.1 и 2, боковая продольная балка 24 размещена по существу перпендикулярно и соединена с нижним концом средней стойки 18 для поддержки, например, различных усиливающих кронштейнов 26 и панели 28 пола. Боковая продольная балка 24 проходит по существу вдоль передне-заднего направления транспортного средства. Боковая продольная балка 24 может быть сформирована известным методом из любых подходящих материалов, например, металлических и/или полимерных материалов.
Далее варианты отогнутых кромок 42, 142 стойки описаны встроенными в среднюю стойку 18. Однако конструкция стойки и ее элементы в соответствии с представленными вариантами воплощения могут быть встроены в любую стойку или поддерживающий крышу элемент, в который установлен механизм, требующий доступа в салон транспортного средства (например, механизм натяжителя ремня безопасности). Кроме того, структура стойки с отогнутой кромкой в соответствии с вариантами воплощения полезной модели, описанными в данном документе, может быть включена в любой тип транспортного средства, например, пассажирский автомобиль, грузовик или обслуживающую машину.
Кроме того, далее общие формы и размеры поперечного сечения отогнутых кромок, идущих вдоль противолежащих сторон отверстия 36а, являются практически одинаковыми, а элементам поперечного сечения отогнутой кромки присвоены аналогичные номера позиций. Однако в других вариантах воплощения отогнутая кромка, идущая вдоль одной стороны края отверстия 36а, может иметь другую форму и размеры по сравнению с отогнутой кромкой, идущей вдоль противоположной стороны края отверстия 36а.
Как показано на ФИГ.1-6, средняя стойка 18 проходит вдоль вертикальной оси между боковой рамой 22 и боковой продольной балкой 24. В варианте, показанном на ФИГ.1-6, средняя стойка сформирована наружной панелью 34 и внутренней панелью 36, которая вместе с наружной панелью образует полость 90. Внутренняя панель 36 может быть прикреплена к наружной панели 34 при помощи любого подходящего способа, например, сваркой или соединительными элементами. Поверхность наружной панели 34 может формировать внешнюю поверхность транспортного средства. Внутренняя панель 36 и наружная панель 34 может быть сформирована, например, из листовой штамповки.
Механизм 32 помещен и закреплен в полости 90. Отверстие 36а сформировано во внутренней панели 36 для обеспечения сообщения между полостью 90 и салоном транспортного средства, давая механизму 32 возможность взаимодействия с элементами в салоне транспортного средства. В описываемом варианте механизм 32 представляет собой механизм натяжителя ремня безопасности транспортного средства. Однако в полости 90 может быть установлен и смонтирован любой другой требуемый механизм.
Натяжитель 32 ремня безопасности установлен в кузове 12 транспортного средства для скручивания ремня безопасности 31 в блоке 30 ремня безопасности, который используется для обеспечения безопасности водителей и пассажиров на их соответствующих сиденьях. Натяжитель 32 может быть установлен внутри нижней части полости 90 в средней стойке 18 (как описано ниже). Натяжитель 32 может быть закреплен в полости 90 при помощи любого известного способа.
Как показано на ФИГ.2, блок 30 ремня безопасности используется для обеспечения безопасности пассажира в кресле (не показано) при помощи ремня безопасности 31. Блок 30 ремня безопасности включает в себя ремень безопасности 31, натяжитель 32 для скручивания одного конца ремня безопасности 31, первый анкер 33 для фиксации другого конца ремня безопасности 31 к кузову 12 транспортного средства, второй анкер 34, который соединен с верхней частью средней стойки 18, и через который проходит ремень безопасности 31, язычок 35, который расположен между вторым анкером 34 и первым анкером 33 и через который проходит ремень безопасности 31, и замок (не показан), в который вставляется язычок 35 и закрепляется, чтобы обеспечения безопасности пассажира.
На ФИГ.4-6 показаны поперечные сечения частей отверстия 36а во внутренней панели. На ФИГ. 4-6 краевые части отверстия 36а внутренней панели имеют отогнутые кромки 42, 142, которые начинаются от первой общей нижней части 40. Отогнутые кромки 42, 142 распространяются от нижней части 40 в полость 90, образуя острый угол с нижней частью.
Отогнутые кромки 42, 142 включают в себя соответствующие изогнутые вторые части 42а, 142а, которые отходят от одного или более краев отверстия 36а, и третьи части 42b, 142b, которые отходят от соответствующих концов 44, 144 вторых частей 42а, 142а. Вторые части 42а, 142а изгибаются от нижней части 40 по направлению к полости 90, к соответствующим концам 44, 144 вторых частей. Вторые части 42а, 142а могут иметь по существу постоянные радиусы кривизны R или радиусы кривизны могут изменяться вдоль длин вторых частей в зависимости от требований конкретного применения. Вторые части 42а, 142а могут иметь любую необходимую длину дуги в зависимости от таких факторов, как необходимый угол между нижней частью 40 и третьими частями 42b, 142b, и других соответствующих факторов. В одном конкретном варианте вторые части 42а, 142а являются полукруглыми и имеют радиус R в диапазоне от приблизительно 16 миллиметров до приблизительно 20 миллиметров. Однако радиус может иметь любое подходящее значение.
В варианте, показанном на ФИГ. 4-6, третьи части 42b, 142b отходят от концов 44, 144 вторых частей 42а, 142а, соответственно. В показанном варианте третьи части 42b, 142b являются по существу прямыми, однако третьи части могут иметь любую необходимую форму профиля.
В описанных вариантах третьи части 42b, 142b образуют прямые углы 9 и р с нижней частью 40. Каждый из углов θ и β может быть определен на пересечении плоскости, проходящей вдоль одной их соответствующих третих частей 42b, 142b, и плоскости, проходящей вдоль или параллельно части нижней части 40, к которой примыкают соответствующие части 42а, 142а. В предпочтительном варианте третьи части 42, 142 образуют острый угол с плоскостью, проходящей параллельно переднезадней оси транспортного средства.
В одном варианте углы θ и β между третьими частями 42b, 142b и нижней частью 40 находятся в пределах 35 - 55 градусов. В одном предпочтительном варианте углы θ и β каждый составляет 45 градусов.
В альтернативных вариантах воплощения изобретения нижняя часть, из которой выступают отогнутые кромки, может быть сформирована частью стойки, не являющейся внутренней панелью стойки.
На ФИГ. 5 и 6 вторая и третья части 42а, 142а и 42b, 142b имеют действие по поглощению энергии поперечных нагрузок на транспортное средство, которые приложены в общем направлении стрелки F. Такая нагрузка может являться результатом, например, бокового удара транспортного средства, который толкает внешнюю панель 34 и/или элемент, расположенный внутри полости 90, по направлению к салону транспортного средства, вызывая контакт внешней панели или элемента, расположенного внутри полости, с отогнутыми кромками 42, 142 внутренней панели. Так как ответная реакция отогнутой кромки 42 на боковую действующую силу (вследствие, например, бокового удара транспортного средства) будет, по существу, одинаковой, далее описывается только деформация отогнутой кромки 42 (ФИГ. 5), как реакция на боковое воздействие. Следует понимать, что описание ответной реакции на поперечное воздействие относится к обеим отогнутым кромкам 42 и 142.
Если боковое воздействие "F" применено к третьей части 42b, третья часть деформируется в общем направлении приложения силы. В зависимости от того, насколько деформируется третья часть 42b, движение третьей части 42b может вызвать вращение подвижного конца 50 третьей части относительно конца 52 третьей части, примыкающего к концу 44 второй части, а также относительно конца 44 второй части, к которому примыкает третья часть 42b. Движение третьей части 42b может вызвать изгибание или скручивание конца 44 второй части внутрь относительно конца 54 второй части и относительно нижней части 40, к которой примыкает конец 54 конец второй части. Таким образом, часть энергии от бокового воздействия рассеивается при деформации второй и третьей частей 42а и 42b внутренней панели, которые выступают в полость 90. В этом отношении конструкция отогнутой кромки, состоящей из второй части 42а и третьей части 42b, может поглотить энергию удара за счет эластичной или пластической деформации, которая происходит в ответ на приложенную силу. Вторая и третья части эффективно действуют как амортизирующие части для поглощения, по меньшей мере, части энергии удара. В предпочтительном варианте вторая часть 42а упруго деформируется относительно нижней части 40, в ответ на силу, приложенную к третьей части 42b. В предпочтительном варианте третья часть 42b упруго деформируется относительно второй части 42а, которая реагирует на силу.
Описанная поперечная конфигурация спроектирована с целью максимального поглощения энергии в соответствии с удельной деформацией второй и третьей частей внутренней панели 42а, 142а и 42b, 142b, таким образом, оптимизируя использование ограниченного пространства, доступного для монтажа энергопоглощающей конструкции между внешней и внутренней стойки. Такая конфигурация направлена на максимальное увеличение размера участков внутренней панели, которые могут деформироваться до пластической деформации нижней части внутренней панели, а также способствует сопротивлению к образованию трещин во внутренней панели в результате бокового удара. Структура отогнутых кромок также укрепляет сечение по отношению к изгибанию во время разрушающей нагрузки на крышу, вызванной, например, опрокидыванием транспортного средства.
Как описано выше, конструктивное усиление сокращенного поперечного сечения внутренней панели достигается без использования отдельного усилительного элемента. Это снижает стоимость деталей конструкции панели и стоимость всей конструкции.
В другом варианте на каждом из свободных концов 50, 150 может быть сформирована третья изогнутая часть, предназначенная для предотвращения зацепления свободных концов и объекта, помещенного внутрь и давящего на свободные концы в направлении стрелки "F".
Радиусы вторых частей 42а, 142а, длины третьих частей 42b, 142b, углы θ и β, образованные между третьими частями 42b, 142b и нижней частью 40, и другие существенные характеристики могут быть оптимизированы известным способом для максимального энергопоглощения бокового удара второй и третьей частями на определенном доступном пространстве между внешней и внутренней панелями стойки. В одном варианте одна или более третья часть 42b, 142b являются по существу прямыми и имеют длины L в пределах 7-11 миллиметров включительно.
Как показано на ФИГ.3, из-за наличия отверстия 36а площадь поперечного сечения внутренней панели вдоль отверстия (участки "М" и "N") намного меньше, чем площадь поперечного сечения панели, которая находится рядом с отверстием (участки "R" и "S"). Таким образом, в этой части панели сопротивляемость панели внутренней обшивки изгибанию и нагрузке бокового воздействия сравнительно ниже.
Как показано на ФИГ.3-6 описанная выше отогнутая кромка 42 внутренней панели проходит вдоль стороны Р края отверстия 36а напротив стороны Т, вдоль которой проходит отогнутая кромка 142. Эта конфигурация увеличивает площадь поперечного сечения внутренней панели 36 на участке отверстия 36а. Как правило, отогнутые кромки 42, 142 будут проходить вдоль всего края отверстия настолько, насколько это возможно (с учетом спроектированных направлений, величин и распределения нагрузок, действующих на часть панели с отверстием), чтобы обеспечить необходимое укрепление поперечного сечения.
В конкретном варианте, показанном на ФИГ.3, отогнутая кромка 42 проходит вдоль изогнутых частей края отверстия до участков, которые находятся в непосредственной близости к самой низкой точке по вертикали (Р1) и самой высокой точке по вертикали (Р2) отверстия вдоль стороны Р. Аналогичным образом, отогнутая кромка 142 проходит вдоль изогнутых частей края отверстия до участков, которые находятся в непосредственной близости к самой низкой точке по вертикали (Т1) и самой высокой точке по вертикали (Т2) отверстия вдоль стороны Т. Такое расположение помогает обеспечить увеличение площади поперечного сечения внутренней панели 36, насколько это возможно на участке отверстия, и то, что материал кромок размещен таким образом, чтобы максимально увеличить сопротивляемость панели изгибанию во время деформации крыши.
Боковые кромки для обеспечения описываемых преимуществ могут быть сконфигурированы так, что они будут проходить вдоль любой желаемой части или частей края отверстия в соответствии с формой отверстия, расчетными направлениями сил, которые могут действовать на стойку, и другими требованиями для конкретного варианта применения. Кроме того, благодаря положению, ориентированию и форме отогнутых кромок 42 и 142, часть внутренней панели, в которой находится отверстие 36а, имеет большую степень сопротивляемости на изгиб и разрыв, а также большую способность поглощать энергию от боковых воздействий, чем без отогнутых кромок.
В альтернативном варианте вместо того, чтобы прикрепить внутреннюю и внешнюю панели друг к другу, стойка, в которой выполнены отогнутые кромки 42, 142, сформирована как единый элемент посредством, например, экструзии. Отверстие 36а, имеющее подходящую форму для натяжителя ремня безопасности, может быть выполнено при помощи перфорации, вырезания или другим известным способом. Края отверстия 36а могут быть затем сформированы таким образом, чтобы образовать отогнутые кромки 42, 142, описанные выше.
Следует понимать, что вышеприведенное описание воплощения настоящей полезной модели служит иллюстративным целям. Таким образом, для приведенных структурных и рабочих характеристик допускается ряд модификаций, которые соответствуют возможностям специалистов в данной области техники и которые полностью включены в объем настоящей полезной модели, представленной в нижеследующей формуле.