УСТРОЙСТВО ПРОТИВОПОДКАТНОЙ ЗАЩИТЫ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
UNDERRUN PROTECTION DEVICE FOR VEHICLE

Область техники
В целом, настоящее изобретение относится к устройству противоподкатной защиты для транспортного средства, имеющего раму, содержащему воспринимающий удар элемент, расположение которого соответствует ожидаемому ударному воздействию при столкновении с другим транспортным средством, и по меньшей мере один энергопоглощающий соединительный элемент, который присоединяет воспринимающий удар элемент к раме и который сдавливается в случае столкновения.
Уровень техники
Современные транспортные средства большого размера, например грузовые автомобили, имеют относительно большой дорожный просвет. Одной из основных причин этого является требование возможности использования такого автомобиля на неровной дороге. У современных автомобилей дорожный просвет в передней части автомобиля обычно составляет около 400 мм.
Однако наличие сравнительно большого дорожного просвета у грузовых автомобилей создает значительный риск с точки зрения безопасности дорожного движения. Это связано с тем, что при любом лобовом столкновении грузового автомобиля и легкового автомобиля существует опасность того, что передняя часть легкового автомобиля пройдет под передней частью грузовика и окажется зажатой между дорожным полотном и передней частью днища грузового автомобиля. В результате передняя часть грузового автомобиля может с огромной силой пробить салон легкового автомобиля, что, в свою очередь, приведет к серьезным травмам его пассажиров. Может даже случиться так, что грузовой автомобиль будет продолжать движение вперед, переезжая легковой автомобиль, что приведет к еще более серьезным травмам.
Предлагались различные варианты решения этой проблемы. Одним из таких решений было оснащение грузовых автомобилей специальным защитным противоподкатным приспособлением в форме усиленной конструкции, например балки, поглощающей силу удара, установленной горизонтально впереди грузового автомобиля. Точнее, эта балка располагалась в месте предполагаемого удара при столкновении с легковым автомобилем. При наличии такого элемента возможно предотвратить проникновение легкового автомобиля под переднюю часть грузового автомобиля в случае столкновения.
Кроме того, подобное приспособление для противоподкатной защиты может обладать свойством поглощения энергии силового воздействия на него при столкновении. Этим обеспечивается дальнейшее снижение риска тяжелых травм в случае столкновения.
В документе US 3981114 предложено энергопоглощающее устройство в виде цилиндрической конструкции для использования в качестве энергопоглощающего устройства в автомобильном бампере. Для этого конструкция содержит два цилиндрических элемента в виде первого цилиндрического элемента, который телескопически расположен внутри второго цилиндрического элемента. При ударе во время столкновения сначала сминается второй цилиндрический элемент. Во второй фазе при столкновении второй цилиндрический элемент сминается вместе с первым цилиндрическим элементом. В результате достигается управляемое последовательное смятие.
Следует отметить, что известные устройства этого типа не предназначены для хорошо управляемого поглощения энергии в устройстве противоподкатной защиты. Такое требование особенно важно в случае столкновения легкового автомобиля с грузовым автомобилем, где необходимые требования защиты включают, например, энергию поглощения и глубину деформации.
Краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача создания усовершенствованного энергопоглощающего устройства противоподкатной защиты для грузового автомобиля, в котором обеспечивается хорошо управляемое поглощение энергии удара при столкновении с легковым автомобилем.
Указанная цель достигается посредством конструкции упомянутого выше типа, в которой соединительный элемент содержит внешнюю секцию и внутреннюю секцию, которые телескопически расположены так, что при ударе может произойти смещение внешней секции относительно внутренней секции с поглощением энергии, при этом соединительный элемент также содержит энергопоглощающий узел, конструкция которого предусматривает его сжатие с поглощением энергии при упомянутом смещении.
Изобретение обладает рядом преимуществ. Например, сила, развиваемая при ударе во время столкновения, может быть поглощена с минимальным риском повреждений для пассажиров легкового автомобиля, так как именно они подвергаются риску травм в случае столкновения легкового автомобиля и грузового автомобиля.
Помимо этого в изобретении обеспечивается управляемое поглощение большой энергии в результате использования телескопически размещенного соединительного элемента. Согласно изобретению поглощение энергии может происходить при сравнительно большом телескопическом смещении соединительного элемента. Кроме того, в конструкции изобретения может предусматриваться, что телескопического смещения соединительного элемента не происходит, пока сила, воздействующая на воспринимающий удар элемент, не превысит заданное пороговое значение. Управляемое поглощение энергии может быть оптимальным образом приспособлено к ударной нагрузке, которая может возникнуть в возможных обстоятельствах столкновения легкового автомобиля и грузового автомобиля.
Еще одной целью изобретения является усовершенствованная энергопоглощающая противоподкатная защита, приспособленная для столкновений со смещением (т.е. в отношении к направлению движения автомобиля). Эта цель достигается использованием специальных элементов связи, которые обеспечивают шарнирный поворот соединительных элементов относительно воспринимающего удар элемента и рамы автомобиля.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах приведенной ниже формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Далее приводится более подробное описание изобретения со ссылками на использованные в качестве примера предпочтительные варианты его осуществления и приложенные чертежи, на которых:
на фиг.1 представлен общий вид легкового автомобиля и грузового автомобиля, где грузовой автомобиль оснащен устройством противоподкатной защиты в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг.2 представлено упрощенное перспективное изображение устройства противоподкатной защиты в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения;
на фиг.3 представлен более подробный вид сбоку энергопоглощающего соединительного элемента, образующего часть предложенного в изобретении устройства противоподкатной защиты, который показан в исходном состоянии, в отсутствие воздействующих сил;
на фиг.4 представлен отдельный перспективный вид внутренней трубки, составляющей часть изобретения;
на фиг.5 представлен вид, аналогичный виду на фиг.3, но показывающий предложенное в изобретении устройство в первом рабочем состоянии при столкновении;
на фиг.6 представлен вид предложенного устройства во втором рабочем состоянии при столкновении;
на фиг.7 представлен вид предложенного устройства в третьем рабочем состоянии при столкновении;
на фиг.8 представлен график поглощения энергии по фазам столкновения, обеспечиваемого посредством изобретения;
на фиг.9 представлен вид сбоку элемента связи, используемого для установки устройства противоподкатной защиты в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.
Предпочтительный вариант осуществления
В изобретении предложена противоподкатная защита, которая, в частности, предназначена для грузовых автомобилей с достаточно большим дорожным просветом, но может использоваться и в других случаях. На фиг.1 на виде сбоку упрощенно показан такой грузовой автомобиль 1, оборудованный предложенным в изобретении устройством. На чертеже также показан и обычный легковой автомобиль 2. Видно, что при возможном лобовом столкновении легкового автомобиля с грузовым автомобилем легковой автомобиль может оказаться зажатым между грузовым автомобилем и дорожным полотном, что может привести к серьезным повреждениям и, особенно, к травмам пассажиров легкового автомобиля 2. Основной целью настоящего изобретения является предотвращение такой ситуации. В частности, цель изобретения состоит в обеспечении хорошо управляемого поглощения энергии в случае столкновения легкового автомобиля 2 и грузового автомобиля 1.
Грузовой автомобиль имеет обычную конструкцию с рамой, которая, в свою очередь, включает два продольных элемента рамы, из которых на фиг.1 показан только один элемент 3 рамы. Каждый элемент 3 рамы проходит по существу вдоль грузового автомобиля 1, вплоть до передней части автомобиля 1. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения передний кронштейн 4 закреплен в передней части каждого элемента 3 рамы, желательно снизу элемента 3 рамы. На фиг.1 виден только один из этих двух передних кронштейнов 4. Также обычным образом расположен бампер 5, проходящий горизонтально поперек передней части грузового автомобиля 1. Бампер 5 прикреплен к элементу 3 рамы.
Для того, чтобы предотвратить возникновение описанной выше ситуации, когда легковой автомобиль 2 проникает под переднюю часть грузового автомобиля 1 при возможном лобовом столкновении или столкновении со смещением (термин "столкновение со смещением" в данном описании относится к столкновению, при котором продольная ось симметрии легкового автомобиля смещена примерно параллельно продольной оси симметрии грузового автомобиля), грузовой автомобиль 1 оборудуется устройством противоподкатной защиты. В соответствии с вариантом осуществления это устройство противоподкатной защиты содержит воспринимающий удар элемент 7 в форме поперечной балки, расположенной в передней части грузового автомобиля 1 и проходящей по существу горизонтально и поперек его продольной оси. В предпочтительном варианте эта поперечная балка 7 выполнена из стали или иного подходящего материала и имеет по существу прямоугольное (или, в альтернативном варианте, квадратное) поперечное сечение. Поперечная балка 7 установлена на грузовом автомобиле 1 на высоте, соответствующей некоторому заданному дорожному просвету. Стрелкой на фиг.1 также схематически показана сила F, воздействующая на поперечную балку 7 при столкновении.
Дорожный просвет поперечной балки 7 может быть определен как расстояние от подстилающего дорожного полотна до нижней стороны поперечной балки 7. Как было сказано выше, это расстояние должно выбираться в соответствии с требованиями эксплуатации автомобиля на неровной дороге и, где это применимо, в соответствии с установленными нормами. Для обычных грузовых автомобилей дорожный просвет, как правило, устанавливается менее или равным 400 мм.
В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления устройство противоподкатной защиты также содержит энергопоглощающие соединительные элементы 8 (на фиг.1 можно видеть только один из них), которые закреплены между каждым из передних кронштейнов 4 и поперечной балкой 7. Таким образом, поперечная балка 7 закреплена с возможностью перемещения относительно рамы 3. Каждый соединительный элемент 8 содержит переднюю часть 9 и концевую часть 10, и трубчатое телескопическое устройство с первой, внешней секцией в виде внешней трубки 11, и второй, внутренней секции в виде внутренней трубки 12. Конструкция и работа соединительного элемента 8, особенно телескопического устройства, будут подробно описаны далее.
Передняя часть 9 и концевая часть 10 служат также крепежными устройствами для закрепления соединительных элементов 8 между каждым из передних кронштейнов 4 и поперечной балкой 7. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления и как это будет более подробно описано далее, передняя часть 9 и концевая часть 10 выполнены в форме специальных сферических элементов связи, которые обеспечивают определенную свободу перемещения каждого соединительного элемента 8 относительно соответствующего ему переднего кронштейна 4 и поперечной балки 7.
На фиг.2 представлено упрощенное перспективное изображение устройства противоподкатной защиты в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения, т.е. содержащего поперечную балку 7 и соединительные элементы 8, которые прикреплены к кронштейнам 4. Каждый кронштейн 4, в свою очередь, прикреплен к нижней стороне соответствующего элемента 3 рамы. Кронштейны 4 изображены упрощенно, и очевидно, что конструкция этих элементов может быть различной для обеспечения прикрепления двух соединительных элементов 8.
При столкновении грузового автомобиля и легкового автомобиля на поперечную балку 7 воздействует значительная сила F. Эта сила F будет передаваться через каждый соединительный элемент 8 на каждый передний кронштейн 4, причем сила будет поглощаться конструкцией 3 рамы автомобиля 1.
Далее приводится подробное описание основной конструкции и работы энергопоглощающих соединительных элементов 8. На фиг.3 представлен подробный вид сбоку, показывающий устройство и функционирование такого соединительного элемента 8, имеющего телескопическую конструкцию, содержащую внешнюю трубку 11 и внутреннюю трубку 12. Вид, представленный на фиг.3, показывает переднюю часть 9 и концевую часть 10 (см. фиг.1) в форме двух специальных элементов связи, подробное описание которых приведено ниже.
При этом, как схематически показано стрелкой на фиг.3, предполагается, что сила F может воздействовать на соединительный элемент 8. На фиг.3 соединительный элемент 8 показан, однако, в исходном состоянии, когда сила F равна нулю, то есть столкновения еще не произошло. Кроме того, крепление соединительного элемента к соответствующему переднему кронштейну 4 на фиг.3 также показано схематически.
Используемый здесь термин "трубка" обозначает компоненты, внутреннюю трубку 12 и внешнюю трубку 11, которые имеют в целом цилиндрическую и трубчатую форму. Однако изобретение не сводится только к таким конструкциям, но может быть осуществлено с использованием энергопоглощающих соединительных элементов, у которых внутренняя и внешняя секции имеют, например, круглое, квадратное или прямоугольное сечение, либо сечение любой другой подходящей формы. Кроме того, как будет показано ниже, внешняя трубка 11 и внутренняя трубка 12 согласно изобретению расположены так, что могут смещаться относительно друг друга вдоль общего продольной направления, и каждая из них может сминаться в продольном направлении. Это означает, что соединительный элемент 8 в целом под силовым воздействием может уменьшить свою длину при столкновении, как это будет описано далее.
Изображение на фиг.3 показывает, что внутренний диаметр внешней трубки 11 несколько больше наружного диаметра внутренней трубки 12. Это означает, что внутренняя трубка 12 и внешняя трубка 11 образуют две перекрывающиеся секции, где внешняя трубка под воздействием силы может быть телескопически смещена относительно внутренней трубки 12, то есть вправо на фиг.3. Другими словами, внешняя трубка 11 может скользить по наружной поверхности внутренней трубки 12 с поглощением энергии.
В соответствии с вариантом осуществления толщина стенки внешней трубки 11 составляет, в предпочтительном варианте, примерно 2 мм, в то время как толщина стенки внутренней трубки 12 составляет, в предпочтительном варианте, примерно 3 мм. Это означает, что в отношении сопротивляемости продольному сжатию прочность внутренней трубки 12 может считаться больше прочности внешней трубки 11. Полная длина, измеренная между передней частью 9 и концевой частью 10, составляет примерно 400-500 мм, причем в предпочтительном варианте внешняя трубка 11 длиннее внутренней трубки 12, как это показано на фиг.3. Следует, однако, отметить, что изобретение не ограничено какими-то конкретными размерами, и может быть выполнено различными средствами, в зависимости от типа грузового автомобиля, ожидаемой силы удара, требований в части количества поглощаемой энергии, имеющегося на грузовом автомобиле свободного места для установки устройства и других факторов.
Далее, на внутренней трубке 12 имеется относительно тонкая заглушка 13, образующая плоский наконечник внутренней трубки 12. Аналогично, на внешней трубке 11 имеется заглушка 14, обычно имеющая форму кольцевого элемента. Это означает, что между заглушками 13 и 14 образовано внутреннее пространство, в котором расположен энергопоглощающий узел 15, который имеет подходящую форму в целом трубчатого блока, выполненного из энергопоглощающего сотового материала. Подобный материал, известный сам по себе, может быть выполнен, например, из гофрированного алюминиевого листа, из которого изготавливается блок с размерами и формой, соответствующими пространству между заглушками 13, 14. Как будет более подробно показано ниже, подобный энергопоглощающий узел 15 используется для поглощения энергии при его сжатии, при этом внешняя трубка 11 телескопически надвигается на внутреннюю трубку 12.
Кроме того, в предпочтительном варианте, на внешней трубке 11 имеется периферийный выступ 16 (по окружности) или выпуклость, проходящая вокруг внешней трубки 11. В соответствии с вариантом осуществления этот выступ 16 расположен относительно близко к наружному концу внешней трубки 11, т.е. концу, ближайшему к передней части 9. Выступ 16 выполнен в виде секции стенки внешней трубки 11, обращенной наружу и имеющей несколько больший внешний диаметр, чем оставшаяся часть внешней трубки 11. Выступ 16 способствует продольному сжатию внешней трубки 11 при столкновении, в результате чего обеспечивается управляемость и предсказуемость процесса сжатия.
Кроме того, как это показано на фиг.4, в предпочтительном варианте внутренняя трубка 12 выполнена в виде цилиндра, имеющего определенное количество выступающих внутрь элементов 17. В предпочтительном варианте эти элементы 17 не проходят по всей окружности внутренней трубки 12, но образуют несколько относительно коротких секций по окружности. Эти элементы 17 способствуют продольному сжатию (смятию) внутренней трубки 12 при столкновении, в результате чего обеспечивается управляемость процесса сжатия внутренней трубки 12. В предпочтительном варианте один или более выступающих внутрь элементов 17 расположены вблизи наружного конца внутренней трубки 12, и один или более выступающих внутрь элементов 17 расположены вблизи внутреннего конца внутренней трубки 12.
Возвращаясь к фиг.3, можно отметить, что соединительный элемент 8 дополнительно содержит в основном трубчатый вкладыш 18, который, в предпочтительном варианте, выполнен из подходящей пластмассы. Вкладыш 18 концентрически расположен вокруг наружного конца внутренней трубки 12, т.е. так, что он оказывается между внешней поверхностью внутренней трубки 12 и внутри внешней трубки 11. Вкладыш 18 способствует управляемому телескопическому смещению внешней трубки 11 относительно внутренней трубки 12 при сдавливании.
На фиг.5 показана конфигурация, соответствующая изображенной на фиг.3, в первом рабочем состоянии во время столкновения, когда сила F фактически воздействует на внешнюю трубку 11. Наличие силы F показывает, что произошло столкновение между грузовым автомобилем 1 и легковым автомобилем 2. Эта сила F сначала вызывает телескопическое смещение внешней трубки 11 относительно внутренней трубки 12 (вправо на фиг.5), при этом энергопоглощающий узел 15 постепенно сминается, все еще находясь внутри внешней трубки 11, т.е. между двумя заглушками 13, 14. Соответственно на фиг.5 энергопоглощающий узел 15 изображен в более сжатом состоянии, чем на фиг.3.
Конструкция внешней трубки 11, внутренней трубки 12 и энергопоглощающего узла 15 обеспечивает, в случае описанной выше ситуации столкновения, начало процесса сжатия энергопоглощающего узла 15 при воздействии силы F, составляющей, примерно, 200 кН. Это пороговое значение может быть определено как предполагаемое усилие, когда при столкновении с автомобилем 2 его собственные передние зоны деформации или зоны смятия корпуса автомобиля не в состоянии поглотить больше энергии. Другими словами, при столкновении зоны деформации в автомобиле 2, деформируясь, начнут поглощать энергию. Когда дальнейшая деформация этих зон деформации становится невозможной, начинается сжатие энергопоглощающего узла 15 в соединительном элементе 8.
Показанная на фиг.6 конфигурация соответствует изображениям, приведенным на фиг.3 и 5, но уже во втором рабочем состоянии при столкновении, когда сила F продолжает воздействовать на внешнюю трубку 11. В этом положении материал энергопоглощающего узла 15 частично сжат, а внешняя трубка достигает положения упора, соответствующего концевому положению на концевой части 10, где она не может смещаться далее без ее продольного сжатия (смятия). Если большая сила F будет продолжать действовать на внешнюю трубку 11, начнется продольное сжатие внешней трубки 11, что иллюстрируется на фиг.6 несколько смятой концевой частью 19 трубки 11. Эта смятая концевая часть 19 появится вблизи наружного конца внешней трубки 11, что обусловлено расположением и конструкцией проходящего по окружности выступа 16, описанного выше со ссылкой на фиг.3.
В проиллюстрированной на фиг.6 фазе процесса происходит одновременное сжатие материала в энергопоглощающем узле 15 и внешней трубке 11, при условии, что сила F продолжает действовать на соединительный элемент 8. Благодаря тому, что прочность внутренней трубки 12 в отношении устойчивости к продольному сжатию больше прочности внешней трубки 11, на этой фазе будет происходить сжатие внешней трубки 11, а сжатия внутренней трубки 12 происходить не будет.
Наконец, становится невозможным дальнейшее сжатие материала энергопоглощающего узла 15. На фиг.7 показана конфигурация для приведенного варианта осуществления на этой фазе, т.е. соответствующая фиг.3, 5 и 6, но в третьем рабочем состоянии, когда на внешнюю трубку 11 продолжает действовать сила F. На этой стадии энергопоглощающий узел 15 не может быть сжат дальше, в результате чего начинается сжатие (смятие) в продольном направлении внутренней трубки 12. Это иллюстрируется на фиг.7, где показана смятая секция 20 внутри внутренней трубки 12. Точнее, на этой фазе будет происходить дальнейшее одновременное сжатие внутренней трубки 12 и внешней трубки 11.
В соответствии с возможной дополнительной фазой процесса, не показанной на чертежах, размеры заглушки 13 на внутренней трубке 12 могут быть выбраны таким образом, что сотовый материал в энергопоглощающем узле 15 деформируется и прорывает насквозь заглушку 13 внутренней трубки 12. Это может произойти, если сила F продолжает действовать на соединительный элемент после того, как внутренняя трубка 12 будет, в основном, полностью сдавлена. При этом внешняя трубка 11 может быть смещена еще дальше (вправо на чертеже) с одновременным поглощением энергии в результате продавливания материала энергопоглощающего узла 15 сквозь заглушку 13 во внутреннюю трубку 12.
Желательно, чтобы во время начальной фазы столкновения между грузовым автомобилем и легковым автомобилем поперечная балка 7 выполняла функцию по существу неупругого жесткого препятствия. Во время начальной фазы столкновения передние зоны смятия, которые обычно имеются в современных легковых автомобилях, деформируются с поглощением энергии. При этом выделяемая на начальной стадии столкновения энергия в основном поглощается благодаря этой деформации зон смятия легкового автомобиля. Если, однако, действующая на поперечную балку 7 сила F превосходит определенный пороговый уровень, желательно, составляющий примерно 200 кН, происходит смещение поперечной балки 7, сопровождающееся поглощением энергии при телескопическом действии соединительных элементов 8, согласно приведенному выше описанию. Это может соответствовать ситуации, при которой зоны смятия легкового автомобиля полностью сдавлены и больше не в состоянии участвовать в поглощении энергии, что происходит, когда поперечная балка 7 достигает определенных узлов в легковом автомобиле, например двигателя или коробки передач. При этом увеличивается воздействующее на поперечную балку 7 усилие. Благодаря тому, что поперечная балка 7 и кронштейны 4 поглощают силу F, развиваемую со стороны легкового автомобиля 2, в создавшейся ситуации не происходит проникновения пассажирского автомобиля 2 между грузовым автомобилем 1 и дорожным полотном.
На фиг.8 графически представлено поглощение энергии по фазам во время столкновения между грузовым автомобилем 1 и легковым автомобилем 2. По оси абсцисс на графике отложена глубина L деформации, т.е. расстояние смещения поперечной балки 7 во время столкновения при продольном сдавливании соединительных элементов 8. По оси ординат на графике отложена величина силы F, при которой начинаются различные фазы сжатия каждого соединительного элемента 8 (см. фиг.3, 5, 6 и 7).
1
1
2
На фиг.8 цифрой 21 обозначена зона на графике, представляющая сжатие энергопоглощающего узла 15 в соответствии с описанием конфигурации на фиг.5. Если сила F, действующая на поперечную балку 7, превосходит определенный уровень F (при котором начинается сжатие энергопоглощающего узла 15), этот узел 15 будет сдавливаться при смещении поперечной балки 7. Когда поперечная балка 7 сместится на определенное расстояние L, дальнейшее сжатие энергопоглощающего узла 15 становится невозможным. Кроме того, если сила F, действующая на поперечную балку 7, превысит следующий, более высокий, уровень F, начнется сжатие также и внешней трубки 11, как ранее было описано со ссылкой на фиг.6. Этот процесс иллюстрируется зоной, обозначенной цифрой 22. Таким образом, вслед за начальной стадией, когда происходит сжатие только энергопоглощающего узла 15, начинается вторая стадия, на которой энергопоглощающий узел 15 и внешняя трубка 11 сдавливаются одновременно.
3
Диаграмма на фиг.8 также показывает, что если действующая на поперечную балку сила F превышает следующий уровень F, начинается сжатие внутренней трубки 12, как это было описано ранее со ссылкой на фиг.7. Эта фаза обозначена на фиг.8 зоной 23. Следует заметить, что в этой фазе, когда происходит сжатие внутренней трубки 12, одновременно продолжает сдавливаться и внешняя трубка 11. На фиг.8 этому соответствует дополнительная зона 24.
1
2
3
Таким образом, в изобретении обеспечивается в целом линейное изменение при продольном сдавливании каждого соединительного элемента 8, сопровождающееся строго управляемым поглощением энергии. В типовой конструкции, предназначенной для использования в обычном грузовом автомобиле, пороговые уровни F, F и F соответственно имеют значения 200 кН, 300 кН и 500 кН. Более того, для обеспечения монотонного изменения поглощения энергии, как это изображено на фиг.8, размеры и свойства внутренней трубки 12, внешней трубки 11 и энергопоглощающего элемента 15 выбираются заданным образом. Соответственно в описанном выше варианте осуществления наружный диаметр внутренней трубки 12 составляет примерно 110 мм при толщине стенки примерно 3 мм. Наружный диаметр внешней трубки 11 составляет, в предпочтительном варианте, примерно 112 мм при толщине стенки примерно 2 мм. Изобретение, однако, не сводится только к указанным размерам.
Таким образом, в результате описанной последовательности сжатия с поглощением энергии поперечная балка 7 оказывается смещенной на длину примерно 400-500 мм. Для получения такой величины смещения сначала должно произойти сжатие энергопоглощающего элемента 15 примерно на треть этой общей длины. Затем происходит сжатие внешней трубки 11 примерно на треть общей длины, причем энергопоглощающий элемент 15 на части этой фазы также продолжает сдавливаться. И, наконец, происходит сжатие внутренней трубки 12 примерно на треть общей длины, причем на части этой последней фазы внешняя трубка 11 также продолжает сдавливаться.
На фиг.9 изображен элемент 10 связи предпочтительного варианта осуществления, описание которого приводится ниже. Элемент 10 связи был вкратце описан ранее и показан на фиг.3, 5, 6 и 7. Следует заметить, что конструкция и назначение обоих элементов 9 и 10 связи в целом одинаковы. На фиг.9 приведен вид сверху, показывающий, что внутренняя трубка 12 может располагаться под некоторым углом по отношению к элементу 10 связи, который, в свою очередь, неподвижно закреплен на переднем кронштейне 4. С тем, чтобы обеспечить перемещение в такое угловое положение, элемент 10 связи имеет конфигурацию шарового шарнира, который дает возможность внутренней трубке 12 поворачиваться относительно переднего кронштейна 4. Для этого элемент 10 связи содержит две основные части, а именно первую, в виде по существу выпуклого элемента 25, и вторую, в виде по существу чашеобразного элемента 26. Первый элемент 25 закреплен на конце внутренней трубки 12, а второй элемент 26 закреплен на переднем кронштейне 4.
Выпуклый элемент 25 и чашеобразный элемент 26 соединены крепежным элементом, который в предпочтительном варианте имеет вид обычного болта 27, проходящего через центральную часть элементов 25, 26. Болт 27 устанавливается через чашеобразную шайбу 28, которая помещается внутри выпуклого элемента 25 и обращена к концевой части внутренней трубки 12. Чашеобразная шайба 28 может быть деформирована так, чтобы обеспечить вращение болта 27 и соответственно также и вращательное движение чашеобразного элемента 26. Требующаяся для деформации чашеобразной шайбы 28 сила относительно невелика, благодаря чему не нарушается нормальная работа соединительных элементов 8. В результате соединительный элемент 8 может быть установлен в различные положения относительно переднего кронштейна 4. Это является преимуществом изобретения, поскольку обеспечивается управляемое поглощение энергии в соответствии с изобретением, даже если сила F, воздействующая на поперечную балку 7, не направлена прямо на поперечную балку 7. Следует отметить, что столкновение определенного вида, так называемое столкновение со смещением, часто приводит именно к такой ситуации, а именно, когда поперечная балка 7 вынуждена встать под углом относительно конструкции рамы грузового автомобиля.
Изобретение не ограничивается только описанными выше вариантами его осуществления, но может быть модифицировано в рамках объема притязаний, определяемого приведенной далее формулой изобретения. Например, изобретение может быть, в принципе, использовано на транспортных средствах любых типов, например автомобильных тягачах, автопогрузчиках и автобусах, для которых требуется относительно большой дорожный просвет. Таким образом, использование изобретения не ограничено только грузовыми автомобилями описанного здесь типа.
Изобретение также может быть использовано в качестве устройства противоподкатной защиты, устанавливаемого в задней концевой части автомобиля или по его бокам. Наконец, количество передних кронштейнов 4 и соединительных элементов 8 может быть равно двум или более.
Что касается выбора материала, то соединительные элементы 8 и передние кронштейны желательно изготавливать из стали, в то время как воспринимающий удар элемент 7 желательно изготавливать из стали, алюминия или другого подходящего материала.
Предел, при котором допускается смещение воспринимающего удар элемента 7, описанного выше, может быть определен с учетом положения, возникающего при практически полной деформации зон смятия легкового автомобиля. Изобретение, однако, не ограничено только таким способом задания предела срабатывания, но может также использоваться и тогда, когда этот предел в целом устанавливается соразмерным определенной величине энергии, поглощенной легковым автомобилем.