ПЕРЕДНЯЯ ФАРА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к передней фаре транспортного средства, в частности автомобиля, с недеформируемым коробчатым корпусом, осветительным устройством, передним стеклом, креплением для соединения корпуса с автомобилем, а также имеющей встроенную в корпус защиту от столкновения.
Уровень техники
При фронтальном ударе с незащищенными участниками дорожного движения, такими как пешеходы, велосипедисты и т.п., известные в настоящее время конструкции передних фар имеют жесткую область соударения. Закрытая коробчатая конструкция придает зачастую большим по объему корпусам высокую стабильность формы, оказывающую отрицательное воздействие на защиту при ударе. При ударе о переднюю фару, как правило, сначала ломаются крепления с кузовом автомобиля, за счет чего гасится только незначительная доля энергии столкновения. В результате недеформируемый корпус целиком смещается в направлении удара. При этом объемистые фары могут по причине ограниченного деформационного пространства позади и спереди фары подаваться только в незначительной степени, поскольку уже после прохождения короткого пути смещения они наталкиваются на окружающие элементы конструкции автомобиля. Таким образом, фары образуют, в целом, относительно жесткую поверхность соударения и несут в себе существенный риск причинения травмы для незащищенных участников дорожного движения.
Для улучшения защиты от ударов уже известно (например, из публикации патентной заявки DE 102009030087 A1 от 30.12.2010) обеспечение места предусмотренного разрушения на корпусе фары. При воздействии силы удара корпус ломается в местах предусмотренного разрушения и деформируется. В результате фара целиком несколько подается назад, но нагрузки целенаправленно не концентрируются на имеющихся местах предусмотренного разрушения. Это приводит к тому, что, несмотря на возникающие локальные деформации, разломы не распространяются в достаточной степени, и корпус остается невредимым и стабильным. Если сначала сломаются места фиксации фары, что может случиться в случае известных конструкций фар, то весь корпус сместится без достижения необходимой нагрузки на места предусмотренного разрушения. В этом случае корпус также остается целым и только в незначительной степени способствует защите от удара.
В другой известной передней фаре (публикация патентной заявки DE 10352903 A1 от 02.06.2005, которая может быть выбрана в качестве ближайшего аналога полезной модели) корпус выполнен в виде энергопоглощающей деформируемой детали, в которой верхняя стенка имеет параллельные участки стенок с меньшей толщиной в виде полос, параллельных продольной оси автомобиля. В этом случае вдоль тонких полос в стенке целенаправленно создают ослабленные места, которые при ударе должны деформироваться и поглощать энергию. Однако в данной конструкции перемещающийся в направлении удара корпус фары очень быстро сталкивается с соседними элементами конструкции автомобиля. В данном состоянии уровень нагрузки на корпус уже уменьшен, часто за счет поглощения другими компонентами, подвергающимися воздействию при ударе, например, капотом двигателя, настолько, что этой нагрузки недостаточно для требуемого разлома корпуса фары. Поэтому корпус остается, по меньшей мере частично, целым и не способствует или в недостаточной степени способствует эффективной защите от столкновения.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является увеличение гибкости передней фары и улучшение защиты объекта фронтального удара.
Для достижения указанного эффекта предложена передняя фара транспортного средства, включающая в себя недеформируемый коробчатый корпус, установленное в корпусе осветительное устройство, пропускающее свет переднее стекло, герметично прикрепленное к корпусу впереди по направлению движения, крепления для соединения корпуса с кузовом транспортного средства, а также встроенный в корпус элемент защиты от столкновения. При этом элемент защиты от столкновения выполнен в виде разрушаемого устройства, имеющего по меньшей мере одну полосообразную восприимчивую к изгибу область уменьшенной толщины на стенке корпуса, причем эта область, по меньшей мере частично, проходит в направлении, поперечном возможной ударной нагрузке, и по меньшей мере на одной стороне которой предусмотрен разрушаемый элемент, опирающийся на конструкцию кузова транспортного средства, и с помощью которого может быть обеспечено целенаправленное непрерывное разрушение восприимчивой к изгибу области.
Восприимчивая к изгибу область может быть образована ступенью корпуса, имеющей меньшую толщину стенки по сравнению с остальным корпусом, и может быть выполнена в основании корпуса.
Разрушаемый элемент может быть выполнен в виде жесткой на изгиб лапки, один конец которой прочно соединен с внешней поверхностью стенки корпуса, а другой конец опирается на конструкцию кузова транспортного средства. Жесткая на изгиб лапка может быть расположена непосредственно позади ступени корпуса с образованием места предусмотренного разрушения. При столкновении и последующем разрушении в предусмотренном месте граница разлома, образующаяся в направлении конца жесткой на изгиб лапки, который опирается на конструкцию кузова транспортного средства, может смещаться и продавливать внутрь корпуса стенку, соединенную с жесткой на изгиб лапкой.
Жесткая на изгиб лапка может иметь по меньшей мере одно ребро жесткости, направленное против возможного направления удара. На ребре жесткости может быть предусмотрена направленная от стенки корпуса скошенная область, на которую при ударе и последующем разрушении в предусмотренном месте может надавливать образовавшаяся граница разлома, вдавливая внутрь корпуса стенку корпуса, соединенную с жесткой на изгиб лапкой.
Расположенный на корпусе соединительный фланец, предназначенный для крепления переднего стекла фары, может проходить непосредственно перед жесткой на изгиб лапкой и образовывать жесткую на изгиб границу разлома.
Конец жесткой на изгиб лапки, опирающийся на конструкцию кузова транспортного средства, может иметь закругленную головку, расположенную в углублении конструктивного элемента кузова транспортного средства, в котором она может шарнирно поворачиваться в случае удара.
Предложенное разрушаемое устройство, встроенное в недеформируемый корпус фары, приводит к целенаправленной концентрации ударной нагрузки в предусмотренной восприимчивой к изгибу области корпуса. Восприимчивые к изгибу области должны при этом играть роль мест предусмотренного разрушения.
При воздействии ударной нагрузки на корпус, этот корпус будет смещаться против направленной вниз прочной на изгиб лапки. Поскольку ее нижний конец зафиксирован в конструкции автомобиля, прочная на изгиб лапка будет действовать против направления смещения и направит нагрузку к основанию корпуса. Это приведет к изгибу основания корпуса, а именно, сначала в месте прочной на изгиб лапки, где произойдет локальный и спонтанный разрыв ступени корпуса; затем трещина будет целенаправленно и непрерывно распространяться.
Краткое описание чертежей
Предложенная конструкция далее более подробно описывается на примерах и со ссылкой на сопроводительные чертежи.
Фиг. 1: элемент передней части пассажирского автомобиля с установленной передней фарой,
Фиг. 2: разрез по линии II-II с Фиг. 1,
Фиг. 3: область III с Фиг. 2 в увеличенном виде,
Фиг. 4: аналогичный Фиг. 2 разрез фары, но с прилегающими деталями кузова в недеформированном состоянии,
Фиг. 5: аналогичное Фиг. 4 изображение в деформированном состоянии после столкновения,
Фиг. 6: фара с Фиг. 1-5, вид в перспективе,
Фиг. 7: фара с Фиг. 1-5 в более увеличенном виде чем на Фиг. 6 с восприимчивой к изгибу ступенью корпуса, до столкновения,
Фиг. 8: аналогичное Фиг. 7 изображение после столкновения, с разломанной ступенью корпуса.
Осуществление полезной модели
На Фиг. 1 показан элемент правой передней части пассажирского автомобиля, на котором можно увидеть переднюю панель остекления 6 фары, нижняя сторона которой прилегает к крылу 10, а верхняя сторона к капоту 11 двигателя.
На разрезе, показанном на Фиг. 2, можно увидеть основные детали корпуса 17 фары, способствующие защите при ударе.
Корпус 17 фары выполнен из пластика и на верхнем и нижнем концах имеет по одному соединительному фланцу 7, предназначенному для приема и прочного крепления переднего стекла 6.
На основании 4 корпуса расположена направленная вниз прочная на изгиб лапка 1, образующая основу ломающегося устройства. Верхний конец лапки 1 прочно соединен с направленной вниз внешней поверхностью основания 4 корпуса, при этом нижний конец лапки 1 опирается против каркаса автомобиля. Опорой для него служит конструктивный элемент 9, расположенный на каркасе автомобиля и имеющий углубление 15. Нижний конец прочной на изгиб лапки 1, опирающийся на конструктивный элемент 9, имеет закругленную головку 16, которая в случае столкновения может шарнирно перемещаться в углублении 15.
Непосредственно перед соединительным фланцем 7, расположенным на основании 4 корпуса, в направлении переднего стекла 6 предусмотрена восприимчивая к изгибу область, образованная ступенью 2 корпуса. Ступень 2 корпуса имеет по сравнению с остальным корпусом меньшую толщину материала, и в случае столкновения служит в качестве предусмотренного места разрушения.
Лапка 1, выполняющая роль ломающегося элемента ступени 2 корпуса, имеет ребро 18 жесткости со скошенной областью 14 направленной от основания 4 корпуса, на стороне, обращенной к ступени 2 корпуса. Конец 5 скошенной области 14 ребра 18 жесткости, входящий в основание 4 корпуса, проходит непосредственно вблизи ступени 2 корпуса.
Отдельные конструктивные детали ломающегося устройства особенно отчетливо можно увидеть на Фиг.3, показывающей ломающееся устройство в увеличенном виде.
На Фиг. 4 и 5 наглядно показано функционирование предложенного ломающегося устройства. На указанных фигурах, кроме корпуса 17 фары, показаны также прилегающие детали автомобиля, а именно, капот 11 двигателя сверху и бампер 10 снизу.
В случае столкновения в направлении стрелки 3, показанной на Фиг. 4, сначала в области прикрепленной лапки 1 разламывается ступень 2 корпуса, выполняющая функцию места предусмотренного разрушения. Ломающийся рай, выполненный жестким на изгиб, и образуемый соединительным фланцем 7, и край переднего стекла 6, зацепляющийся с ним, смещается вниз и тем самым непрерывно выдавливает основание 4 корпуса вверх в корпус 17 фары. В ходе дальнейшей деформации основание 4 корпуса выдавливается в показанную на Фиг. 5 позицию, благодаря чему при столкновении переднее стекло может отодвигаться относительно далеко.
Разрушение ступени 2 корпуса, выполненной в виде восприимчивой к изгибу области, начинается в месте ломающегося элемента, выполненного в виде жесткой на изгиб лапки 1, и разлом затем распространяется с большой скоростью вдоль места предусмотренного разлома, а именно, в зависимости от положения жесткой на изгиб лапки 1, в одну или в обе стороны.
Уже при незначительной энергии столкновения на конце 5 скошенной области 14 ребра 18 жесткости может достигаться целенаправленное разрушение корпуса. Благодаря этому жесткость корпуса на изгиб существенно уменьшается, и продолжающаяся деформация основания 4 корпуса приводит к образованию трещины вдоль ступени 2 корпуса по всей ширине основания 4 корпуса. В результате основание 4 корпуса, включая прикрепленную к нему лапку 1, вдавливается в корпус 17 фары, благодаря чему поглощается большая доля энергии столкновения и одновременно высвобождается значительный деформационный путь. Увеличивающаяся деформация основания 4 корпуса приводит к образованию дальнейших разломов вдоль расположенных перпендикулярно оси изгиба поперечных выступов 8, пролегающих в виде граней и ребер. В результате осуществляется непрерывное поглощение энергии и высвобождается деформационный путь.
На Фиг. 6, на которой показан корпус фары, пунктирной линией показано уменьшение толщины ступени 2 корпуса, по которому происходит разрушение, начинающееся от ломающегося элемента, выполненного в виде жесткой на изгиб лапки 1.
На Фиг. 7 и 8 представлен корпус фары до и после столкновения, при этом на Фиг.8 подробно показано, как образуется трещина 20 вдоль ступени 2 корпуса.
Предложенная конструкция фары может применяться как для установки в передней части автомобиля, так и как очень эффективный деформирующийся элемент, который обеспечивает существенное улучшение защиты при столкновении с незащищенными участниками дорожного движения.
Одновременно с этим возникает то преимущество, что при столкновении расположенные за корпусом фары функциональные части автомобиля испытывают меньшие повреждения или остаются неповрежденными, поскольку заднее крепление 13 остается в своем положении из-за поглощения и гашения энергии удара внутри корпуса фары. В зависимости от столкновения переднее крепление 12 может разрушаться или оставаться в своем положении.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1 Разрушающийся элемент (жесткая на изгиб лапка)
2 Ступень корпуса (восприимчивая к изгибу область)
3 Стрелка направления движения нагрузки при ударе
4 Основание корпуса
5 Конец ребра жесткости
6 Переднее стекло
7 Соединительный фланец на корпусе
8 Критичные поперечные выступы в корпусе
9 Конструктивный элемент конструкции автомобиля
10 Крыло
11 Капот двигателя
12 Переднее крепление
13 Заднее крепление
14 Скошенная область
15 Углубление
16 Закругленная головка
17 Корпус фары
18 Ребро жесткости
19 Граница разлома
20 Трещина