ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
TRANSPORT FACILITY

Изобретение касается транспортного средства, содержащего профильный элемент для крепления бампера на лонжеронах транспортного средства, причем профильный элемент выполнен в виде профиля, содержащего, по меньшей мере, одну боковую стенку и две присоединяющиеся к ней поперечные стенки, с участком несущего полого профиля, который согласован с лонжероном, отформованным из стали, в качестве вставочного участка для внутреннего пространства лонжерона.
Из ЕР 1079992 В1 можно позаимствовать устройство в транспортном средстве для поглощения энергии удара с помощью крепежной опоры для элемента бампера на раме транспортного средства; каждая крепежная опора имеет, по меньшей мере, две стенки, проходящие в продольном направлении, которые снабжены одним или несколькими отверстиями для принятия одного или нескольких сквозных болтов. Болты движутся при ударном столкновении или столкновении транспортных средств относительно энергопоглощающих стенок крепежной опоры и/или рамы транспортного средства и/или бампера вдоль предварительно определенных линий для того, чтобы увеличить эти отверстия при образовании растяжек. Для этого болты сконструированы так, что они срезают материал стенки для того, чтобы увеличить или соответственно удлинить отверстия в энергопоглощающей стенке.
ЕР 0718158 В1 описывает бампер с пластинообразными держателями, пересекающими продольную ось своего лонжерона со ссылкой на то, что наряду с формой поперечного сечения бампера выполнение соединения к лонжерону транспортного средства также влияет на их формоустойчивость, а также их компенсационную способность для энергии деформации при столкновении.
Для крепления бампера на транспортном средстве известно множество держателей, например, из US-A-5080410 или US-A-4,563,028, которые, однако, едва ли в состоянии способствовать улучшению формоустойчивости бампера при столкновении.
В ЕР 0894675 А1 описана бамперная система, в которой элементы крепления бампера конически расширяются и таким образом их наружные стенки прилегают к профильной стенке бампера или соответственно переходят в нее.
С помощью DE 29823973 U1 предлагаются особенно легкие бамперы, которые в сильно нагруженных областях усиливаются дополнительным профилем. При этом усиливающий профиль может также состоять из части держателя для бампера. В последнем случае боковые стенки держателя конически расширяются и входят с контакт профильными планками бампера.
Ввиду этих данных изобретатель поставил себе цель создать бампер транспортного средства упомянутого вначале типа, который при небольшом весе имеет высокую степень формоустойчивости при достаточной компенсационной способности для энергии деформации при столкновении, т.е. возникает эффективный элемент поглощения энергии. Изготовление и манипулирование бампером, а также профильным элементом должны быть очень простыми, и усилия лонжерона должны быть ниже, а также центральными. Кроме того, задача состоит в том, чтобы компенсировать влияние различных материалов друг на друга и предотвратить коррозию между профильным элементом или соответственно крашбоксом (коробчатый элемент с запрограммированной деформацией) из алюминия и стальным лонжероном. Кроме того, должна компенсироваться неточность конструктивных элементов в процессе стыковки, а также закрываться относительно большой зазор между крашбоксом и лонжероном.
Решение этой задачи осуществлено посредством признаков независимого пункта формулы изобретения; зависимые пункты предоставляют предпочтительные усовершенствования. Кроме того, в рамках изобретения предусмотрены все комбинации из, по меньшей мере, двух признаков, раскрытых в описании, на чертежах и/или в пунктах формулы изобретения. В указанных областях значений должны также раскрываться и произвольно использоваться в качестве предельных величин величины, лежащие внутри названных пределов.
Согласно изобретению, стенки вставочного участка профильного элемента, сформированного из легкого металлического материала, расположены своей концевой кромкой во вставочном элементе с материалом, предотвращающим коррозию на соседних поверхностях из легкометаллических сплавов, с одной стороны, и железоуглеродистых сплавов - с другой стороны, и вставочный участок вдвигается вставочными элементами в лонжерон.
Этот профильный элемент, сформированный из легкометаллического материала, может также иметь меньшее поперечное сечение, чем лонжерон, который, по меньшей мере, двумя из своих внутренних поверхностей ограничивает относительно профильного элемента щелевидное пространство; кроме того, по меньшей мере, две стенки вставочного участка после его вдвигания в лонжерон выполнены с возможностью деформации по направлению к его внутренним поверхностям и закрепления на них.
Этот вставочный элемент с поверхностными покрытиями из антикоррозионного средства, например из неметаллического материала, образует защитный или разделительный слой между легким металлическим материалом или соответственно алюминиевым материалом профильного элемента, с одной стороны, и железосодержащим лонжероном - с другой стороны, чтобы воспрепятствовать повреждению коррозией. Поверхность может быть обработана посредством алитирования, анодирования, шерардизации, диффузионного хромирования, фосфатирования, эмалирования, освинцовывания, покрывания оловом, меднения и тому подобными способами покрытия или посредством плакирования, металлизации распылением, погружением в расплав, гальванотехникой и тому подобным. Прочные антикоррозионные средства можно наносить посредством склеивания и наматывания лент или пленок посредством накатывания, прессования и тому подобного, посредством нанесения лакокрасочных материалов, лакирования распыляемыми, раскатываемыми или наносимыми кистью массами, как лаки или олифы, или посредством наплавления расплавленных масс для защитных пленок и нанесения покрытий методом вихревого напыления.
Благоприятным оказалось, когда профильный элемент, по меньшей мере, на двух противоположных стенках снабжен соответственно вставочным элементом, охватывающим стеновую область, и он закреплен на стенке. Этот вставочный элемент должен иметь две прилегающие к обеим поверхностям стенки стеновые панели, которые соединены посредством желобковой перемычки с образованием внутреннего пространства. Ширина внутреннего пространства примерно соответствует толщине стенки профильного элемента, а желобковая перемычка должна в смонтированном положении образовывать упор для концевой кромки вставочного участка.
Согласно следующему отличию изобретения, наружная стеновая панель снабжена двумя боковыми полосками, которые проходят снаружи боковых краев внутренней стеновой панели, а также имеют под желобковой перемычкой язычки, служащие в качестве способствующих вставке элементов и наклоненные к внутреннему пространству вставочного участка, которые предпочтительно наклонены под углом примерно 30° к поверхности стенки.
Предпочтительным образом с каждым боковым краем внутренней стеновой панели согласована крепящаяся на ее наружной поверхности - предпочтительно примерно в середине ее высоты - гайка с резьбовым отверстием для приема болта, прочно соединяющего профильный элемент и вставочный элемент, которое находится на одной оси с отверстием в наружной стеновой панели.
В другом варианте вставочного элемента в соединенном положении из его внутренней стенки примерно радиально отформованы отбортовочные элементы, в частности кольцеобразные формовочные бортики, и вставлены во внутренние отверстия стенки вставочного элемента для того, чтобы соединить его внутри со стеновой панелью.
Кроме того, согласно изобретению, на верхней кромке наружной стенки вставочного элемента отформована, по меньшей мере, одна скошенная от нее в сторону язычковая накладка, которая в смонтированном положении лежит на соответствующем боковом отформованном элементе лонжерона и может соединяться с ней посредством точечной сварки. Для этого лонжерон имеет на своей торцевой кромке боковые крылья, и накладываемые на эти крылья накладки вставочного элемента свариваются с ними.
В особом варианте исполнения стеновые панели вставочного элемента, а также прилегающая к их внутренним сторонам стенка профильного элемента соединяются, по меньшей мере, одной заклепкой в качестве дополнительного фиксирующего элемента, который также может быть удален после установки болтов.
В рамках изобретения находится то, что имеющие два расположенных между собой соосно отверстия, параллельные стенки лонжерона, соответственно противолежат на расстоянии стенкам профильного элемента с отверстиями. Эти отверстия лонжерона и профильного элемента согласно изобретению задают вместе с резьбовыми отверстиями двух полос материала, которые соответственно согласованы с внутренней стороны со стенками профильного элемента, общую среднюю ось. Эти полосы материала предпочтительно имеют четырехугольное или шестиугольное поперечное сечение.
Поэтому в этом случае упрощается вдвигание профильного элемента или крашбокса в лонжерон, так как крашбокс в поперечном сечении заметно меньше, чем лонжерон; согласно изобретению, ограничивают боковые стенки и поперечные стенки лонжерона вместе с боковыми стенками и соединяющими их поперечными стенками профильного элемента соответственно щелевидные пространства, т.е. дистанционные зоны. У этого профильного элемента с обеими боковыми стенками во внутреннем пространстве профильного элемента, соответственно на расстоянии согласована внутренняя стенка, которая с обоих концов приформована к поперечным стенкам и в которую примерно на ее продольной середине заформована укорачивающая ее сечение желобковая область. Эта желобковая область должна вместе с прилегающей поперечной стенкой профильного элемента ограничивать приемное пространство для одной из полос материала, которая согласно изобретению плоскостно прилегает к внутренней поверхности согласованной поперечной стенки профильного элемента, по меньшей мере, в области вставочного участка.
Для того чтобы подтянуть поперечную стенку профильного элемента к лонжерону через отверстия соседних стенок обеих частей системы, пропускается стяжной винт, который входит в зацепление с резьбой резьбового отверстия полосы материала, прилегающей с внутренней стороны, и поворотно размещается в ней; посредством затягивания стяжного винта относительно лонжерона деформируется охваченная сзади полосами материала область поперечной стенки до тех пор, пока деформированный профильный элемент деформированными параллельно наружу относительно своей средней линии областями своих поперечных стенок не будет прилегать к внутренним поверхностям соседних стенок лонжерона. Затем предпочтительно обе поперечные стенки профильного элемента на интегрированной искривленной области переходят в деформированную наружу область, а внутренние стенки в деформированном состоянии теперь имеют линейное поперечное сечение.
Соответствующий изобретению способ монтажа профильного элемента охватывает то, что в резьбовое отверстие полосы материала вставляется стяжной винт, пронизывающий профильный элемент и лонжерон, и этот винт посредством вращения притягивается вместе с полосой материала к поперечной стенке лонжерона. Поперечная стенка профильного элемента, как было сказано, прилегает к поперечной стенке лонжерона и сечение обеих внутренних стенок, прикрепляемых к поперечной стенке профильного элемента, линейно формируется посредством растяжения ее желобковой области.
Согласно изобретению, на крашбоксе также крепится вставочный элемент с коррозионнозащитным слоем, который предохраняет от того, чтобы стальной лонжерон и крашбокс вступали в контакт. Вставочный элемент из стального листа на конце снабжен скосом, который в процессе стыковки облегчает ввод крашбокса в лонжерон.
Стенка крашбокса окружена стальным листом. На его внутренней стороне закреплена, по меньшей мере, одна гайка. При прикручивании крашбокса внешняя стенка алюминиевого профиля притягивается к лонжерону. Изогнутые алюминиевые перемычки растягиваются, и стыковой зазор между крашбоксом и лонжероном закрывается.
Другие преимущества, признаки и детали изобретения следуют из описания предпочтительных примеров осуществления, а также чертежей, на которых:
фиг.1 - вид бампера сверху с выполненными по-разному на обоих концах бампера держателями, согласно уровню техники, для присоединения к лонжерону;
фиг.2 - увеличенный по отношению к фиг.1 вид на часть бампера с держателем;
фиг.3 и соответственно 4 - поперечное сечение лонжерона с вдвинутым в него профильным элементом в качестве держателя и соответственно его частичное продольное сечение;
фиг.5 и соответственно 6 - поперечное сечение лонжерона после изменения вдвинутого в качестве держателя профильного элемента и соответственно его частичное продольное сечение;
фиг.7 - схема частично воспроизведенного лонжерона с профильным элементом, согласованным на расстоянии и имеющим способствующие вводу средства;
фиг.8 - вид пары способствующих вводу средств;
фиг.9 - фрагменты фиг.7 после монтажа;
фиг.10 - изображение, соответствующее фиг.9, другого варианта осуществления лонжерона с расположенным в нем профильным элементом, имеющим способствующие вводу средства;
фиг.11 - увеличенный фрагмент другого варианта, способствующего вводу средства.
Бампер 10, изготовленный методом непрерывного профильного прессования из алюминиевого сплава, для легкового автомобиля (не показан) имеет, согласно фиг.1, коробчатый полый профиль 12 с двумя проходящими на расстоянии «а» друг от друга профильными стенками 14, 16, которые соединены посредством двух поперечных или боковых стенок 18. Полый профиль 12 согласован с поперечной плоскостью Е, проходящей под прямым углом к продольной оси А транспортного средства, а также равномерно изогнут с обеих сторон продольной оси А транспортного средства, образующей здесь плоскость симметрии, к поперечной плоскости Е. По направлению к этой плоскости полый профиль 12 в продольной оси А, лежащей в верхней точке изгиба, определяет величину k изгиба. В собранном положении внешняя профильная стенка 14, обращенная от поперечной плоскости Е, образует внешний или работающий на сжатие пояс, а другая внутренняя профильная стенка 14 образует внутренний или работающий на растяжение пояс.
Бампер 10 здесь согласован с парой отформованных из стали лонжеронов 30 прямоугольного сечения, которые проходят с обеих сторон параллельно продольной оси А транспортного средства. Они состоят из двух параллельных боковых стенок 34 и соединяющих их поперечных стенок 36, которые ограничивают внутреннее пространство 32 лонжерона 30 транспортного средства.
Рядом с правой торцевой кромкой 20 полого профиля 12 на фиг.1 с правой стороны указан трубчатый деформируемый элемент 40 из профильной части, которая с одного конца прикреплена к внутренней профильной стенке 16, а также с другого конца вставочным участком 43 согласован с лонжероном 30 транспортного средства. Деформируемый элемент 40, также называемый как крашбокс, также изготовлен из профильного элемента, отпрессованного из легкого металла, а также на конце, обращенном к бамперу 10, скошен поперечно средней линии М деформируемого элемента 40. Возникающая таким образом скошенная кромка 44 профильного элемента 40 задает с поперечной плоскостью Е угол w примерно 10°.
t
Другой вариант исполнения присоединения полого профиля 12 к лонжерону 30 транспортного средства схематично изображен на левом конце бампера 10 на фиг.1, а также на фиг.2. Отсюда очевидно, что служащая в качестве внешнего пояса и выполненная в своем поперечном сечении волнообразно профильная стенка 14 охватывает обе поперечные или боковые стенки 18 крылообразными стеновыми участками в виде окантовочных полос 15, 15. Также фиг.2 показывает, что боковая стенка 34 лонжерона 30 транспортного средства также выступает окантовочной полосой 35 за внешнюю поверхность присоединенной поперечной стенки 36. В остальном здесь не обозначена вторая боковая сторона 34 из соображений наглядности, ее область крепления указана штриховкой.
Во внутреннем пространстве 22 полого профиля 12 за одно целое с профильными стенками 14, 16, а также соединяющими их боковыми стенками 18 предусмотрена ориентированная параллельно профильным стенкам 14, 16 поперечная стенка 24 с соответствующей проходящей между ней и профильными стенками 14, 16 средней стенкой 26. Эти средние стенки 26 смещены по отношению к друг другу по высоте или соответственно в стороны.
1
Присоединение полого профиля 12 к лонжерону 30 транспортного средства здесь осуществляется посредством выполненного из полого профиля - в свою очередь прессованного из алюминиевого сплава -удерживающего элемента 46 шириной b, например 55 мм, а также высотой h 75 мм. К его согласованной с лонжероном 30 транспортного средства высотой профиля е и соответственно с его торцевой кромкой 31 привинченному в нем вставочному участку 48 примерно прямоугольного сечения из двух параллельных боковых стенок 49 и соединяющих эти стенки поперечных стенок 50 полого профиля 46 примыкает изогнутый участок 52. Изображенная на фиг.2 правая боковая стенка 49 изогнута наружу, т.е. здесь изогнута вправо от продольной оси M вставочного участка 48, а другая боковая стенка 49 на конце так подходит к ней, что обе боковые стенки 49 налегают друг на друга и каждая из обеих поперечных стенок 50 снабжена складками примерно в своей продольной середине. При этом внутренний контур изгиба проходит соответственно наружной поверхности внутренней профильной стенки 16 полого профиля 12, т.е. он образует с параллелью к поперечной плоскости Е указанный угол w.
а
а
Через двухслойные полки 54 образовавшегося таким образом желобообразного изогнутого участка 52 в области отверстий от болтов 56 или тому подобного проходят соединительные элементы, которые, кроме того, входят в расположенные со стороны бампера отверстия боковых стенок 18. Соответствующие отверстия для соединительных элементов 56 предусмотрены во вставочном участке 48 удерживающего элемента 46. Эти соединительные элементы 56 располагаются в лонжероне 30 транспортного средства в отверстиях 38.
а
а
а
а
а
е
В лонжерон 30 на фиг.3, 4 вставлен профильный элемент или крашбокс 42 прямоугольного поперечного сечения из двух боковых стенок 45 и соединяющих их двух поперечных стенок 47 с длиной с, f стенок. Переходы боковых стенок 45 в поперечные стенки 47 образуют частично закругленно изогнутые угловые области 45.
а
а
q
Чтобы упростить процесс вставки, боковые стенки 45, 47 проходят соответственно на расстоянии g от соседней внутренней поверхности 28 боковой стенки 34, а также поперечной стенки 36 лонжерона 30 с образованием щелевидных пространств 41 и соответственно 41.
а
а
а
а
а
В профильном элементе 42 с внутренней стороны каждой боковой стороны 45 проходит внутренняя стенка 51, которая с обоих концов приформована к поперечным стенкам 47 и на расстоянии от них имеет желобообразное поперечное сечение. На каждой приформованной области находится приемная область 55, определяемая желобковой областью 53 внутренней стенки 51, для помещаемой в нее полосы 60 материала шестиугольного полного сечения. Последняя снабжена резьбовым отверстием 58, которое расположено соосно с отверстием 57 соседней поперечной стенки 47, а также с отверстием 38 в лонжероне 30.
а
а
а
b
а
На фиг.4 средняя линия М профильного элемента 42 находится соосно с продольной осью В окружающего лонжерона 30. Поперечные стенки 47 профильного элемента 42, расположенного на расстоянии g от внутренних поверхностей 28 продольного профиля 30, проходят осепараллельно. Соосные отверстия 38, 57, 58 системной стороны определяют вместе с отверстиями 58, 57, 38 другой системной стороны общую среднюю ось Q и принимают указанный на фиг.4 болт 56, который концом ввинчивается в резьбу 59 резьбового отверстия 58 и при деформации профильного элемента 42 его поперечная стенка 47а вместе с полосой 60 материала притягивается к соседней боковой стенке 34 лонжерона 30. Посредством этой деформации образуется профильный элемент 42, схематически изображенный на фиг.5, 6.
1
k
g
Этот профильный элемент 42 имеет на фиг.5, 6 вместо изогнутых внутренних стенок 51а, изображенных на фиг.3, осепараллельные внутренним стенкам 45 относительно средней оси Q благодаря осуществленному процессу гибки внутренние стенки 51, так что приподнятые вследствие этого области 47 поперечных стенок здесь непосредственно прилегают к внутренним поверхностям 28 лонжерона 30, их внешнее расстояние с примерно соответствует ширине профильного элемента 42, которая согласно фиг.6 сокращается благодаря изогнутой области 47 до длины стенки, упомянутой в отношении фиг.3. Таким образом, внутри лонжерона 30 возникает прилегающий к нему с обеих сторон вставочный участок 62 с аксиальной длиной z. Обе боковые стенки 45, параллельные средней оси Q, которые вытянутыми по сравнению с фиг.3 угловыми областями 45 переходят в смежные поперечные стенки 47, сохраняют щелевое расстояние g от внутренней поверхности 28 лонжерона 30.
Особенная конструкция изображена на фиг.7, 8. Так как лонжерон 30 и профильные элементы автоматически состыкованы и при черновой сборке должны быть точечно проварены, то среди прочего возникают следующие проблемы:
(a) неточность в размерах элементов в процессе стыковки должна быть компенсирована;
(b) между крашбоксом из алюминиевого материала и стальным лонжероном должна быть предотвращена коррозия;
(c) профильный элемент, отформованный из алюминиевого сплава, и лонжерон должны соединяться посредством точечной сварки;
(d) большая щель между профильной стенкой и лонжероном должна быть закрыта.
Для создания решения на профильном элементе или соответственно на трубообразном крашбоксе 66, фиг.7, закреплен вставочный элемент 70 из листовой стали с коррозионно-защитным слоем - защитным лаком или пленкой - последний предохраняет от того, чтобы стальной лонжерон 30 и алюминиевый материал параллельных стенок 68 крашбокса, соединенных поперечными стенками 69, вступали в контакт.
i
Как можно видеть прежде всего из фиг.8, вставочный элемент 70 имеет U-образный в поперечном сечении корпус из двух параллельных стеновых панелей 72, 72, которые соединены посредством желобковой нижней перемычки 74, проходящей в собранном состоянии поперечно средней оси М, и ограничивают внутреннее пространство 80, ширина которого примерно соответствует толщине i стенки 68 крашбокса 68.
i
Наружная стеновая панель 72 содержит две параллельные друг другу боковые полосы 76, которые проходят снаружи боковых краев 86 внутренней стеновой панели 72, а на конце расположены под углом к ней и имеют язычки 78, выступающие за желобковый приформованный элемент 74. Угол t наклона между язычком 78 и поверхностью стенки стеновой панели 72 составляет здесь примерно 30°. Эти язычки 78 облегчают ввод крашбокса 66, находящегося во внутреннем пространстве 80 вставочного элемента 70, в лонжерон 30, то есть параллельные стенки 68 крашбокса охватываются стальным листом.
i
1
i
От верхней кромки 82 наружной стеновой панели 72 отходит наружу отформованная на ней язычковая накладка 84, а на внутренней стеновой панели 72 примерно на половине высоты h закреплены два гайки 88, согласованные соответственно с одним из боковых краев 86 панели 72. Центральное резьбовое отверстие 89 гаек является соосным с отверстием 73 в наружной стеновой панели 72.
а
Крашбокс 66 соосно опущен концевой областью, служащей в качестве вставочного участка 62 аксиальной длины z, в лонжерон 30; крашбокс 66 служит в качестве вспомогательного вставочного средства, причем четыре язычка 78 вставочного элемента 70 представляют собой дополнительные способствующие вводу средства.
Для обеспечения прочного соединения между крашбоксом 66 и лонжероном 30 вставочный элемент 70 и крашбокс 66 должны также состыковываться посредством прочного соединения. Для этого последний снабжается болтами 64, выступающими в гайки 88. Затем этот узел вдвигается в лонжерон 30 и соединяется с ним точечной сваркой, то есть накладки 84 соединяются с боковыми крыльями 29 лонжерона 30 посредством точечной сварки. После этого задействуются болты 64, которые притягивают наружную стеновую панель 72 вставочного элемента 70 к лонжерону 30. Изогнутые перемычки из алюминиевого материала растягиваются, и закрывается стыковой зазор между крашбоксом 66 и лонжероном 30.
Перед тем как соединить крашбокс 66 болтами с лонжероном 30, кузов транспортного средства покрывается и лакируется несущей системой KTL (катафоретическое лакирование).
На фиг.10 схематически изображено другое выполнение соединения вставочного элемента 70 с крашбоксом 66. Этот вставочный элемент 70 соединяется с помощью металлической заклепки 90 в качестве фиксирующего средства со стенкой 68 крашбокса 66 и, кроме того, может закрепляться болтами 64, гайки которых 88 можно видеть на боковом расстоянии от заклепки 90.
а
i
а
Стенка 68 профильного элемента 66 на фиг.11 вблизи его концевой кромки 67 снабжена отверстиями 92 диаметром d, в которые соответственно вдавливается формовочный бортик 94 в качестве отбортовочного элемента внутренней стеновой панели 72 прилегающего вставочного элемента 70. Каждый формовочный бортик 94 создается посредством процесса штамповки и приводит к прочной фиксации.