БАМПЕР АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к устройствам для активного гашения энергии удара при столкновении транспортного средства с препятствием.
Известны бамперы автомобилей, содержащие закрепленную на кузове и раме ячеистую облицовку из упруго-пластического материала с ячейками, образованными ребрами, армированными снаружи сеткой и заполненными полимерными пеноматериалами /см. а.с. СССР №965840, кл. B60R 19/08, 1980 [1]/.
Известны также бамперы, содержащие ударный брус, укрепленный на кузове с помощью направляющих и толкателей, упруго установленных с помощью пакетов деформирующихся элементов в полостях рамы, связанных между собой поперечинами /см. а.с. СССР №664544, кл. B60R 19/08, F16F 13/00, 1972 [2]/.
Недостатками известных устройств является низкая эффективность защиты транспортных средств при столкновениях вследствие реализации устройствами пассивных методов безопасности.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности существенных признаков является бампер автомобиля, содержащий смонтированные на кузове наружнюю подвижную и внутреннюю неподвижные рамы, соединенные винтовыми цилиндрическими пружинами растяжения-сжатия с устройством их фиксации в сжатом состоянии /см. а.с. СССР №11624641, кл. B60R 19/18, 1984 [3]/, и принятый за прототип.
Недостатками устройства-прототипа, реализующего пассивный метод обеспечения безопасности путем преобразования кинетической энергии удара в потенциальную энергию сжатых пружин, являются его низкая эффективность, объясняемая самим пассивным принципом действия устройства, осуществляемым за счет поглощения энергии удара упруго-пластическими деформациями пружин, а также значительная концентрация ударных нагрузок на бампере.
Сущность полезной модели заключается в создании активной конструкции упругого бампера, обеспечивающего обратное динамическое воздействие на препятствие.
Технический результат - повышение эффективности защиты автомобиля при его столкновениях с препятствием за счет активного гашения энергии удара, увеличения времени и перераспределения силы удара по площади.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном бампере автомобиля, содержащем смонтированные на кузове наружнюю подвижную и внутреннюю неподвижную рамы, соединенные параллельно установленными винтовыми цилиндрическими пружинами растяжения-сжатия, особенность заключается в том, что каждая пара соседних пружин связана между собой рычажных механизмом, состоящим из двух шарнирно соединенных в зоне их максимального изгиба кручьев, при этом основания крючьев соединены своими наружними сторонами с подвижной и неподвижной рамами, внутренними - с торцами одной из соседних пружин, а загнутые концы крючьев введены между витками и прикреплены к ним в центральной части другой пружины, соединенной торцами с подвижной и неподвижной рамами.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором схематично на виде сверху изображен участок предлагаемого бампера с одной парой соседних пружин и сих продольным разрезом.
Бампер автомобиля содержит смонтированную на кузове 1 внутреннюю неподвижную раму 2, жестко закрепленную болтами 3 к силовым узлам кузова 1, и наружную подвижную раму 4, соединенные параллельно установленными цилиндрическими винтовыми пружинами растяжения-сжатия /на рисунке показан участок бампера с одной парой соседних пружин 5, 6/. Пружины 5, 6 связаны между собой рычажным механизмом, состоящим из двух крючьев 7, 8, соединенных между собой цилиндрическим шарниром 9, установленным в зоне максимального изгиба крючьев 7, 8. При этом основания крючьев 7, 8 /слева на рисунке/ соединены своими наружними сторонами соответственно с подвижной 4 и неподвижной 2 рамами, внутренними сторонами - с торцами одной из соседних пружин 5. Загнутые концы крючьев 7, 8 /на рисунке справа/ введены введены с натягом между витками и прикреплены /приварены/ к ним в центральной части другой пружины 6, соединенной торцами с подвижной 4 и неподвижной 2 рамами. При этом загнутые концы крючьев 7, 8 делят пружину 6 на три участка: верхний, средний и нижний на рисунке. Введенные с натягом в тело пружины 6 в ее центральной части приварены к виткам пружины 6 /на рисунке утолщенными линиями 10 показаны зоны сварки без детализации ее особенностей/. Основание крюка 8 вблизи его загнутого конца огибает пружину 6 снизу ее /см. рисунок/, а основание крюка 7 - сверху над пружиной 6.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.
При соударении автомобиля с препятствием подвижняя наружная рама 4 идет вверх /на рисунке, внутренняя неподвижная рама 2 под действием силы инерции идет вниз на рисунке, то есть рамы 2, 4 сближаются друг с другом, сжимая пружину 5 вместе с основаниями крючьев 7, 8 /слева на рисунке/. При этом крючья 7, 8 проворачиваются в шарнире 9, загнутый конец крюка 7 давит вверх и сжимает верхний на рисунке участок пружины 6, загнутый конец крюка 8 давит вниз и также сжимает нижний участок пружины 6, а оба загнутых крюка растягивают средний на рисунке участок пружины 6. При этом, как и в устройстве-прототипе [3] здесь происходит преобразование кинетической энергии удара при столкновении автомобиля с препятствием в потенциальную энергию сжатия пружины 5 и растяжения среднего участка пружины 6. Кроме того, противофазное силовое воздействие верхнего и нижнего участков пружин 6 соответственно на внутреннюю 2 и наружнюю 4 рамы, противодействующее их взаимному сближению при ударе, а также растяжение среднего участка пружины 6, противодействующее попытке его сжатия при ударе, обеспечивают активное гашение энергии удара. Распространение конструкцией бампера силового воздействия при ударе с пружины 5 на пружину 6 обеспечивает прогрессирующее поглощение энергии удара. Более того, такой перенос, то есть осуществление обратного удара растягивает время соударения, резко снижая тем самым пиковые значения ударных нагрузок и соответственно опасность ударного воздействия.