ITRM960639A1 - Struttura di avancorpo di autoveicolo - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: ''STRUTTURA DI AVANCORPO DI AUTOVEICOLO* '

L'invenzione concerne una struttura di avancorpo di autoveicolo secondo il preambolo della rivendicazione 1.

Alla traversa del veicolo che si estende a sbalzo tra le colonne anteriori in direzione trasversale del veicolo, nei veicoli della Ditta Mercedes-Benz, è fissato il piantone di guida e il dispositivo di protezione delle ginocchia contro gli urti per il conducente e il passeggero anteriore. Dalla traversa del veicolo sporge pure un puntone di collegamento fissato al tegolo copritrasmissione, sformato dalla lamiera del pavimento che si estende in direzione longitudinale del veicolo, il quale puntone deve smorzare le oscillazioni generate nella traversa del veicolo e da lì nel piantone di guida. In caso di urto del veicolo, il tegolo copritrasmissione centrale, per motivi costruttivi, viene abbassato, tirando, allo stesso tempo, vantaggiosamente verso il basso tramite il puntone di collegamento, la traversa e il piantone di guida, per cui il volante è orientato in una posizione più bassa verso i passeggeri e, in caso di sollecitazione da parte dei passeggeri, non si piega verso l'alto/in avanti. In questo modo, anche un cuscino d'aria di protezione attivato sul volante subisce un migliore allineamento in direzione dei passeggeri così da poter evitare, in questo modo, che il guscino d'aria venga spinto oltre il cerchio del volante. Il dispositivo di protezione delle ginocchia contro gli urti, durante la sollecitazione da parte del passeggero, retrocede ad assorbimento di energie sul percorso ad esso possibile così come consentito dalla sua costruzione nel vano d'ingombro associato. Il puntone di collegamento è costituito da due parti che si sovrappongono in una zona di connessione e sono fissate fra oloro mediante viti. Uno dei puntoni di collegamento presenta un'asola atta a compensare le tolleranze di distanza tra la traversa del veicolo e il tegolo copritramissione centrale durante il fissaggio del puntone di collegamento. Anche questo raccordo a vite ad accoppiamento per attrito, in caso di scontro, può cedere a causa delle forze elevate in modo da comportare un allungamento del puntone.

L'andamento delle forze e l'assorbimento di energia che si ottengono durante questo allungamento non sono però predeterminabili dato che, ad esempio, la struttura del materiale dei puntoni e la coppia di serraggio della vite possono modificare il coefficiente di attrito. Per cui si può anche calcolare preventivamente in modo solo impreciso in che misura e con quale forza il dispositivo di protezione delle ginocchia contro gli urti cederà in caso di sollecitazione da parte del passeggero.

Il compito dell'invenzione consiste nell'ottenere, in una struttura di avancorpo di veicolo del tipo in questione, un cedimento definito del dispositivo di protezione delle ginocchia contro gli urti.

Detto compito viene risolto con i particolari caratterizzanti della rivendicazione brevettuale 1.

La zona di raccordo delle parti del puntone cede corrispondentemente alla sua forma di realizzazione mirata durante il carico di trazione al momento dì uno scontro fino al raggiungimento di una prima soglia di forze mentre essa, dopo il superamento di questa soglia di forze, consente, con livello di forza costante, un ulteriore allungamento dove, attraverso la deformazione del limitatore di forze che si determina, nella corsa di trasmissione delle forze si riduce ulteriormente energia.

In questo modo, la sollecitazione delle ginocchia del passeggero durante l'urto sul dispositivo di protezione contro gli urti relativo aumenta fino a questa soglia di forze che è inferiore a quella necessaria per una grande lesione. Successivamente, oltre una massima corsa di allungamento possibile del puntone di collegamento, non si manifesta più alcuna grande sollecitazione delle ginocchia del passeggero superiore a questo valore di soglia.

Questo valore per la soglia di sollecitazione, analogamente a quello per l'andamento della riduzione di energia durante l'ulteriore allungamento del puntone di collegamento, è regolabile attraverso il limitatore di forze nella corsa di trasmissione di forze della zona di raccordo e pertanto può essere adattato in modo definito ai rapporti di sollecitazione durante l’urto del veicolo.

Una soluzione da realizzare in modo semplice per il limitatore di forze nella corsa di trasmissione delle forze nella zona di raccordo di due segmenti del puntone è data dalla forma di realizzazione dei segmenti del puntone come profilati piatti che si sovrappongono nella zona di raccordo e possono essere fissati fra loro mediante uno o più perni di fissaggio. L'asola prevista su almeno un segmento del puntone presenta poi una zona in cui viene introdotto un perno di fissaggio durante la sollecitazione di trazione del puntone, dove essa ha una larghezza minore del diametro del perno. Il perno di fissaggio provoca, su questo percorso di allungamento, un allargamento uniforme e rispettivamente una deformazione della zona dell'asola con un livello di forza costante. Questo livello di forza contraddistingue anche il valore di •sollecitazione delle ginocchia del passeggero che urta sul dispositivo di protezione delle ginocchia contro gli urti, lo allontana da esso e, allo stesso tempo, provoca l'allungamento del puntone.

Su un profilato piatto, per un costante andamento del moto, si possono prevedere bordi di guida per il supporto mobile dell'altro segmento del puntone che sporge verso l'alto durante l'allungamento del puntone e tra superfici mobili fra loro dei profilati piatti si possono disporre anche piastre con coefficiente di attrito prestabilito.

Un'altra possibilità per un limitatore di forze nel percorso di trasmissione delle forze della zona di raccordo dei segmenti del puntone viene formata da un tubo telescopico, la cui forza necessaria per un distacco dietro assorbimento di energia è predefinibile. Analogamente, nella zona di raccordo dei segmenti del puntone sarebbe realizzabile, su un segmento del puntone, un'asta presentante marginalmente un pistone, la quale sporge in un tubo realizzato sull'altro segmento del puntone, il cui segmento terminale viene allargato, durante uno spostamento del pistone, dietro assorbimento di energia con una introduzione di forze allo stesso livello di forze.

Altri vantaggi e forme di realizzazione vantaggiose emergono dalle rivendicazioni dipendenti e dalla descrizione.

L'invenzione è descritta più dettagliatamente in seguito con riferimento ai disegni. In essi:

La figura 1 mostra un particolare intorno ad una traversa in una struttura di avancorpo di veicolo con un puntone,

la figura 2 mostra , in un diagramma, l'andamento dell'introduzione di forze durante l'allungamento del puntone,

la figura 3a mostra un esempio di esecuzione di due segmenti del puntone con profilato piatto e con un limitatore di forze nell'asola di un puntone, la figura 3b mostra una vista laterale dei profilati piatti della figura 3a,

la figura 4 mostra, in un altro esempio di esecuzione, un tubo con risvolto come limitatore di forze, e

la figura 5 mostra un esempio di esecuzione con un pistone di deformazione in un tubo come limitatore di forze.

La figura 1 mostra un particolare di una struttura di avancorpo di autoveicolo 1 in cui si vede la disposizione di una traversa tubolare 2 con una linea di mira a partire dall'abitacolo, la quale è fissata di volta in volta con una estremità alle due colonne anteriori 3 del veicolo qui rappresentate soltanto in un segmento. A questa traversa 2 è fissato un piantone di guida 4 che, alla sua estermità superiore, porta il volante qui non rappresentato. Inoltre, alla traversa 2 è fissato un dispositivo di protezione delle ginocchia contro gli urti 5 per il passeggero anteriore che presenta due sostegni 6 piegati a forma di U coperti verso l’abitacolo da una piastra di protezione 7.

Grazie alla piegatura dei sostegni 6 è possibile che la piastra di protezione 7, in caso di sollecitazione durante un urto, possa cedere corrispondentemente alla costruzione dei sostegni, siluppando, in questo modo, energia d'urto e riducendo il carico delle ginocchia. La corsa possibile della piastra di protezione 7 verso l'alto e in direzione del muso del veicolo in presenza di contemporanea riduzione di energia e con una limitata azione massima di forza sulle ginocchia del passeggero dev'essere ulteriormente migliorata con 1'invenzione.

Come parte di collegamento tra la traversa 2 e il tegolo copritrasmissione centrale 8 realizzato in modo rialzato in direzione longitudinale del veicolo nel pavimento dello stesso è previsto un puntone 9 mediante il quale la traversa, in caso di urto che durante la deformazione della struttura di avancorpo 1 del veicolo produce un abbassamento del tegolo copritrasmissione centrale 8, viene tirata per un tratto verso il basso. In questo modo, anche il piantone di guida 4 vicino al conducente viene abbassato, cosa che costituisce un vantaggio per il suo urto sul volante e rispettivametne su un cuscino d'aria sul volante che in questo momento si dispiega. Attraverso l'abbassamento, il piantone di guida 4, in caso di sollecitazione, non viene spostato verso l'alto e anche il cuscino d'aria non può essere spostato lungo il cerchio del volante.

In caso di elevata forza di trazione sul puntone 9 attraverso il carico del piantone di guida 4, del dispositivo di protezione 5 delle ginocchia contro gli urti, della traversa 2 o di altre parti collegate attivamente con questa, il puntone 9 cede nella zona di collegamento 10 dei suoi due segment 11 e 12. In questo caso, per poter ottenere, dopo breve tempo, una introduzione di forze a livello costante, nella zona di collegamento 10 è previsto un limitatore di forze 14.

La figura 2 mostra un possibile andamento d forze F sulla corsa di allungamento s del puntone 9 La crescente forza di trazione sul puntone 9 provoc un leggero allungamento dove, dopo il raggiungiment di una soglia di forze 15 costruttivament determinabile che contraddistingue il valore massim della forza da introdurre, viene attivato i limitatore di forze 14, il quale limit l'introduzione di forze nonché la riduzione d energia ad un livello 13 di uniforme altezza dietr ulteriore allungamento del puntone 9. Ciò signific che il dispositivo di protezione 5 delle ginocchia contro gli urti può essere spostato, insieme alla traversa 2, durante il carico prodotto dalle ginocchia di un passeggero, in direzione del muso del veicolo e verso l'alto, riducendo energia d'urto e limitando la forza contraria sul passeggero all’altezza del livello di forze 13 prestabilito. L'altezza del livello di forze 13 è regolata, naturalmente, ad un valore in cui il passeggero è soggetto ad un carico ancora sopportabile per il corpo.

Le figure 3a e 3b mostrano un esempio di realizzazione per un limitatore di forze 14, in cui i segmenti 11 e 12 del puntone sono formati da profilati piatti 16 e 17 sovrapposti l'uno all'altro nella zona di collegamento 10, i quali vengono collegati saldamente fra loro mediante due viti 18. Il profilato piatto 17 presenta un'asola 19 attraverso la quale sporgono i perni a vite 20 che, inoltre, impegnano fori 21 dell'altro profilato piatto 16. In caso di forza di trazione sul puntone (9) superiore alla forza di ritegno delle viti 18, il profilato piatto 17 viene tirato verso il basso sul profilato piatto 16 con una certa resistena di attrito delle teste delle viti e dei dadi, dove il perno a vite superiore 20 viene tirato in una zona di asola 22 presentante una larghezza minore rispetto al perno a vite 20. Il perno a vite 20 deforma quindi, durante il suo ulteriore movimento, la zona 22 dell'asola, dove la forza necessaria a questo scopo è regolata costruttivamente all'altezza del livello di forza voluto 13.

Per ottenere uno spostamento uniforme, il profilato piatto 16 presenta bordi di guida 23 sporgenti verso l'alto per il supporto mobile del profilato piatto 17 e tra le superfici dei profilati piatti 16 e 17 mobili fra loro sono inserite piastre 24 con coefficiente di attrito prestabilito.

Nella figura 4 è rappresentata un'altra possibilità per la realizzazione di un limitatore di forze 14, il quale viene formato da un tubo a risvolto 25 di per sè noto, previsto come zona di collegamento 10 tra due segmenti di puntone 11 e 12. Il tubo telescopico 25 ha la proprietà di poter essere estratto con resistenza costante in caso di sollecitazione a trazione in direzione del suo asse longitudinale dietro assorbimento di energia.

Dalla figura 5 si rileva un altro esempio di esecuzione di un limitatore di forze 14 impiegabile, dove un segmento di puntone 12 termina in un'asta 26 con un pistone terminale 27 che sporge nella cavità di un tubo 28 sull'altro segmento 11 del puntone. Durante la sollecitazione a trazione del puntone 29 in direzione assiale, il pistone 27 viene tirato dietro resistenza costante in un inserto di materiale plastico 29 nel segmento terminale del tubo 28 e questo si deforma dietro assorbimento di energia .

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1. Struttura di avancorpo di autoveicolo con una traversa che collega fra loro le due colonne anteriori per il fissaggio di un piantone di guida e di un dispositivo di protezione delle ginocchia contro gli urti e con un puntone che si estende dalla traversa ad un tegolo copritrasmissione centrale che si estende in direzione longitudinale del veicolo e che presenta almeno due segmenti di puntone che si sovrappongono, la cui zona di collegamento, in caso di sollecitazione durante un urto, dopo il superamento di una soglia di forze, si allunga in direzione longitudinale dietro assorbimento di energia, caratterizzato dal fatto che nella zona di collegamento (10) è previsto un limitatore di forze (14) nella corsa di trasmissione delle forze, mediante il quale, dopo il superamento della soglia di forze (15), durante una corsa di allungamento prestabilita (s) del puntone (9), si ottiene una riduzione di energia ad un livello di forze costante (13) in modo da ottenere, su un percorso prestabilito, un cedimento del dispositivo di protezione (5) delle ginocchia sollecitato dall'urto insieme alla traversa (2) dietro resistenza limitata dalle forze.
2. 2. Struttura di avancorpo di autoveicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che i due segmenti (11/ 12) del puntone sono formati da profilati piatti (16 e rispettivamente 17) sovrapposti fra loro nella zona di collegamento (10) ·
3. 3. Struttura di avancorpo di autoveicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che almeno un segmento (12) del puntone presenta un'asola (19) nella zona di collegamento (10), nella quale entra in impegno un perno di fissaggio (20) che sporge dall'altro segmento (11) del puntone, il quale perno viene tirato, durante l'allungamento del puntone (9), in una zona (22) dell'asola che presenta una larghezza minore rispetto al perno di fissaggio (20).
4. 4. Struttura di avancorpo secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che un profilato piatto (16) presenta bordi di guida (23) sporgenti verso l'alto per il supporto mobile dell'altro profilato piatto (17).
5. 5. Struttura di avancorpo di autoveicolo secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che tra superfici mobili fra loro dei profilati piatti (16, 17) sono disposte piastre (24) con.coefficinete di attrito prestabilito.
6. 6 . Struttura di avancorpo di autoveicolo secondo la rivendiicazione 1, caratteizzata dal fatto che la zona di collegamento (10) dei segmenti (11, 12) del puntone è realizzata a guisa di tubo telescopico (25) in grado di essere estratto dietro assorbimento di energia.
7. 7. Struttura di avancorpo di autoveicolo secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la zona di collegamento (10) presenta, su un segmento (12) del puntone, un'asta (26) presentante, sulla parte terminale, un pistone (27), la quale asta sporge in un tubo (28) sull'altro segmento (11) del puntone, il cui segmento terminale, in caso di spostamento del pistone (27), viene deformato dietro assorbimento di energia.