PL163100B1 - Vehicle fender - Google Patents

Abstract

1. Zderzak do pojazdu zawierajacy elastome­ rowy segment zderzakowy i tylna plyte podporowa, przy czym segment zderzakowy ma podluznie usta­ wiona czolowa plyte i sciany górna i dolna wystajace bocznie od czolowej plyty w kierunku do tylnej pod­ porowej plyty do mocowania zderzaka do pojazdu, która jest polaczona ze scianami górna i dolna segmen­ tu zderzakowego, znamienny tym, ze segment zde­ rzakow y (24) zaw iera w iele w zdluznie rozmieszczonych górnych zeber (31), wystajacych bocznie do wewnatrz od czolowej plyty (25) i wzdluz górnej sciany (26) w kierunku do podporowej plyty (21), a takze wiele podobnych, wzdluznie rozmiesz­ czonych, dolnych zeber (32) wystajacych bocznie do wewnatrz od czolowej plyty (25) i wzdluz dolnej sciany (27) w kierunku do podporowej plyty (21), a ponadto zawiera pozioma szyne (34) wystajaca bocz­ nie od czolowej plyty (25) i usytuowana pomiedzy wieloma zebrami górnymi (31) i dolnymi (32) w kie­ runku do tylnej podporowej plyty (21). F I G . 2 (51) IntC l5: B60R 19/03 Urzad Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku Jest zderzak do pojazdów, zwłaszcza do samochodów osobowych, autobusów, ciężarówek i innych, a w szczególności elastomerowy zderzak, który absorbuje energię zderzenia pojazdu z innym obiektem.

Znane zderzaki absorbujące energie zawierają elasoomerowe powłokę, która jest przytwierdzona do pojazdu i zawierają wiele poziomych wzmacciających zeb^r, które są przeznaczone do absorbowania energii zderzenia.

Znany zderzak zawiera metalową tylną płytę, która jest mocowana do przodu lub tyłu pojazdu. Tylna płyta podpiera zderzakowy segmem, który zawiera czołową płytę i ściany górną i dolną. Tylne końce ścian górnej i dolnej są umieszczone w szczelinach usytuowanych w płycie i są w nich zamocowane. Wele żeber o kształcie zasadniczo litery C jest rozmieszczonych na długości segmentu i wystaje w kierunku do tyłu od czołowej płyty i wzdłuż ścian górnej i dolnej. Zderzak posiada także górne i dolne skrzydła ze wzmagającymi żebrami wystającymi z nich w kierunku ścian: górnej i dolnej. Skrzydła stanowią element estetyczny i nie spełniają żadnej roli w charakterystykach absorbowania energii przez zderzak.

Oęży się, aby energia zaabsorbowana przez zderzak była równe kinetycznej energii pojazdu, to znaczy, aby cała energie zaabsorbowana była równa pracy wykonanej przy zatrzymaniu pojazdu. Ta praca równa sia sile wywieranej przez obiekt na zderzak pomnożonej przez wielkość ugięcia zderzaka doznawanego do mornmntu obniżenia prędkości pojazdu do zera.

Wynnki testów znanego zderzaka są pokazane w tablicy 1.

Tablica 1

Prędkość /km/godz./	1 i Ugięcie segmentu	! Siła zderzenia J /kN/	------, . .. __i
1 1	/mm/
	0.6	1 1 |	18,2	j 1,8
	1.6	1 1	27,9	! 2.9
	2.4	1 1	35,0	! 6,2
	3.2	1 1	41,1	i 9,7
	4,0	1 1	46,7	! 15,0
	4.8	1 1	52,7	! 21,6
	5,6	1 1	58,4	! 33,5
	6.4	1 1 |	62,7	J 47,6
	7.2	1 1	68,6	! 66,2
I___	8,0	1 1 1 _______1-^	75,2	J 81,6 1	1

Jak pokazano w tablicy 1 pojazd wyposażony w znany zderzak uderzał w obiekt z prędkościami wzrastającymi co 0,6 km/goriz. w zakresie pomiędzy od 0,8 km/godz. do 8,04 km/godz. Mierzono ugięcie segmentu zderzakowego i siło zderzenia. Stwierdzono, ze siła około 90 700 N niszczy pojazd. Zderzenie przy prędkości około 8 km/godz. Jest maksimum wytrzymywanym przez znany zderzak.

Wynika z tego, że znany zderzak ma niekorzystne właściwości absorbowania energii, która znaczne odbiegają od właściwości wymaganych dla wytrzymałych zderzaków. Oęży się do tego, aby oddziaływaniu większej siły odpowiadało umajsze ugięcie segmentu zderzaka, co jest wynikiem zaabsorbowania przez zderzak większej energii.

Charakterystyki absorpcji energii takich zderzaków są znacznie ograniczone i tylko jeżeli wykona się zderzaki bardzo duże, mogą one spełniać odpowwednio swoje funkcje przy zderzeniach samochodów o wyższej prędkości.

Zderzak do pojazdu, według wynalazku zawierający elasoomerowy segment zderzakowy i tylną płytę podporową, przy czym segment zderzakowy ma podłużnie ustawioną czołową płytę i ścia ny górną i dolną wy8tajęca bocznie od czołowej płyty w kierunku do tylnej podporowej płyty do mocowwnia zderzaka do pojazdu, która Jest połęczona ze ścianami górną i dolną segmentu zderzakowego, charakteryzuje się tym, że segment zderzakowy zawiera wiele wzdłużnie roz4

163 100 mieszczonych górnych żeber, wystających bocznie do wewnętrz od czołowej płyty i wzdłuż górnej óciany w kierunku do podporowej płyty, a także wiele podobnych, wzdłużnie rozmieszczonych, dolnych żeber wystających bocznie do wewnntrz od czołowe,] płyty i wzdłuż dolnej óciany w kierunku do podporowej płyty, a ponadto zawLera poziomę szynę wystającą bocznie od czołowej płyty i usytuowaną pomiędzy wieloma żebrami górnymi i dolnymi w kierunku do tylnej podporowej płyty.

Korzystnie pomiędzy żebrami górnymi i dolnymi wzdłuż czołowej płyty jest utworzona szczelina, w której Jest umieszczona pozioma szyna wystajęca bocznie od czołowej płyty. Korzystnie pomiędzy końcem szyny 1 podporową płytę jest zachowany odstęp. Korzystnie odległość pomiędzy końcem szyny i podporową płytą mieści się w zakresie od 12,7 mm do 38,1 mm. Korzystnie boczna długość szyny jest równa około połowie wysokości czołowej płyty. Korzystnie zakończenia górnych żeber są usytuowane przed podporową płytą wzdłuż górnej ściany. Korzystnie żebra górne 1 dolne są ułożone pionowo ne czołowej płycie. Korzystnie górne żebra są ustawione w jednej linii neddolnymi żebrem. Korzystnie segment zderzakowy jest wykonany z poiuorsaanowego maeriału. Korzystnie boczna długość szyny Jest równa około połowie wysokości czołowej płyty. Korzystnie wzdłuż czołowej płyty pomiędzy żebrami górnymi i dolnym. Jest utworzona szczelina, która ma wymiar około 25,4 mm. Korzystnie szyna ma grubość około 12,7 mm na odcinku od szczeliny przy czołowej płycie w kierunku podporowej płyty. Korzystnie ściany górne i dolne mają grubość około 12,7 mm. Korzystnie żebra górne i dolne mają grubość około 6,35 mm.

Zaletą zderzaka według wynalazku jest to, ze ummnliwle on zabezpieczenie przed zderzaniem przy wyższych prędkościach pojazdów i dodatkowo posiada dogodny rozmiar i wagę. W wyniku badań przeprowadzonych na nowym zderzaku stwierdzono, że może on wytrzymać zderzenie przy prędkości równej prawie 12,8 krnmgodz., czyli mając takie samo ugięcie jak zderzak znany ze stanu techniki może wytrzymać uderzenie przy prędkości większej o 3,2 km/godz. Konstrukcja zderzaka według wynalazku pozwala zastosować mn^Jsze i tańsze zderzaki dla pojazdów poruszajęcych się z większym prędkościami, bez zmπaθJSzenιr efektu ich działania w absorbowaniu energii zderzenia. Energia absorbowana Jest poprzez czołową płytę w wyniku zniekształcenia ścian i żeber i w wyniku skrzywienia i ugięcia szyny.

Przedmiot wynalazku Jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia fragment zderzaka w przekroju wzdłuż linii 3 - 3 z fig. 2, pokazujący tył zderzakowego segmentu, fig. 2 - zderzak w przekroju wzdłuż Unii 4 - 4 z fig. 1; fig. 3 - krzywą wykresu zderzeniowej siły w funkcji ugięcia zderzaka z fig. 1, 2j fig. 4 - 6 - zderzak w przekroju wzdłuż linii 4 - 4 z fig. 1 w kolejnych stadiach odkształcania zderzaka pod wpływem zderzenia.

Przedstawiony ne fig. 1 i 2 zderzak 20 zawiera podłużnie umieszczoną tylną podporową płytę 21 oraz segment zderzakowy 24. Płyta 21 posiada skier-cwane do wewnnąrz kołnierze 22 do montowania płyty 21 do przodu lub tyłu pojazdu przez dowolne środki takie, Jak śruby lub podobna. Płyta 21 posiada także górne i dolne szczeliny 23, które służą do zamocowania zderzakowego segmentu 24. Płyta 21 Jest korzystnie wykonana z aluminium, albo z jakichkolwiek innych metalowych maeriałów.

Zderzakowy segment 24 zawiera czołową płytę 25, przeciwległą do podporowej płyty 21 oraz górną ścianę 26 i dolną ścianę 27 usytuowane bocznie do płyty czołowej 25 w kierunku płyty podporowej 21. Końce ścian 26 i 27 mają kuliście ukształoowane końcówki 28 o zmn^Jszonej grubości, które są mocowane wewnnąrz szczelin 23 płyty 21 i są przytwierdzone do nich za pomocą odpowiednich m^ocjących środków, takich jak samoownnaujący wkręt lub temu podobna. Segment zderzakowy 24 ma także górne i dolne skrzydła 29 ze wzmaamającymi żebrami 30 wystającymi od nich w kierunku do ścian 26 i 27. Skrzydła 29 są zasadniczo przeznaczone do estetycznych celów i nie odgrywają żadnej znaczącej roLi we właściwościach absorbowania energii przez zderzak 20.

Wele górnych żeber 31 jest rozmieszczonych na długości segmentu zderzakowego 24, które są usytuowane bocznie do ^^(^wnąi-z od czołowej płyty 25 i wzdłuż górnej ściany 26 w kle163 100 runku podporowej płyty 21 1 kończę się tuż przed nię. Żebra 31 sę pokazane Jako ułożone pionowo, ale zderzak 20 działa również wydaanie, Jeżeli sę one ułożone różnie, na przykład pod kętem. Wiele dolnych żeber 32 Jest podobnie rozmieszczonych wzdłuż segmentu zderzakowego 24, to znaczy sę one ustawione szeregowo z żebrami 31. Dolne żebra 32 sę usytuowane bocznie do środka czołowej płyty 25 i wzdłuż dolnej ściany 27 w kierunku podporowej płyty 21 i kończę się tuż przed nię. Żebra 32, podobnie Jak żebra 31 pokazano Jako ułożone poziomo ale mogę być również przytwierdzone pod kętem bez żadnego ograniczenia wydajności zderzaka 20.

Zarówno górne żebra 31 Jak i dolne żebra 32 kończę się tuż przy środku czołowej płyty 25, i pomiędzy nimi Jest pozostawiana mała szczelina 33. Pozioma szyna 34 Jest umieszczona wzdłuż czołowej płyty 25 w szczelinie 33 i wystaje bocznie w kierunku podporowej płyty 21 kończęc się tuż przed nię.

Sposób, w Jaki zderzak 20 działa w celu zaabsorbowania energii zdarzenia przez czołowę płytę 25 Jest najlepiej pokazany na fig. 4-6, które przedstawiają kolejne stadia zgięcia zderzaka przy uderzeniu. Na fig. 4 pokazano segment zderzakowy 24 zaraz po zderzeniu, gdzi pozioma szyna 34 właśnie zaczyna dotykać tylnej podporowej płyty 21. W tym stadium tylko żebra górne 31 i żebra dolne 32 usytuowane wzdłuż ścian 26 i 27 działaję w celu zaabsorbowania siły i Jak pokazano na fig. 4, zaczynaję się odkształcać na zewnątrz. Szczelina pomiędzy końcem poziomej szyny 34 i tylnę płytę podporowę 21 ma korzystnie wymiar wyjściowy w zakresie od 12,5 mm do 38 mm, a zatem zderzak 20 na fig. 4 ma ugięcie odpowiadajęce temu zakresowi.

W tym mommenia zderzenia, Jak pokazano na fig. 4, pozioma szyna 34 przenosi uderzenie wraz z żebrami górnymi 31 i dolnymi 32 i ścianami górnę 26 i dolnę 27. Tak więc, Jak pokazano na fig. 5, szyna 34 zaczyna się odkształcać podobnie Jak żebra górne 31 i dolne 32, a ściany górna 26 i dolna 27 sę dalej rozpierane. szczelina 33 odgrywa duże znaczenie przez to, że pozwala szynie 34 swobodnie układać się. Oszeli szyna 34 byłaby zbyt ciasno ograniczona mogłyby powstać niepożędane siły.

Na fig· 6 przedstawiono segment zderzakowy 24 w całkowitej jego deformacji. Jak pokazano, żebra 31 i 32 podobnie jak ściany 26 i 27 sę całkowicie rozparte, a siły działające na szynę 34 spowodow^y, że odchhlila się ona do tego poszerzonego obszaru. Ponieważ ważne Jest, aby szyna 34 mięła swobodę odchylania się do pożyci z fig. 6, wysokość segmentu zde rzakowego 24 powinna być odpowwednia do pomieszczθnic odchylonej szyny 34 bez ograniczeń. Tak więc, zasadniczo, wysokość segmentu zderzakowego 24, to znaczy wysokość czołowej płyty 25, powinna być około dwuletnie większa od długości szyny 34, dla zapewnienia pełnej przestrzeni dla szyny 34, kiedy segment zderzakowy 24 jest całkowicie odkształcony do pozyccx z fig. 6.

Ogroonę poprawę sprawności zderzaka 20 w porównaniu ze znanym zderzakiem, najlepiej widać na podstawie wyników testów przedstawionych w nestępujęcej tablicy H.

Tablica 1!

	Prędkość /km/godz./	! Ugięcie se^entu J mn	i Siła uderzenia * kN	------1
	1	! .. 2	1 ___ 3	___JI
i-—·	5,6	! 29.5	ί 132.0
	6.4	J 34,5	5 130,0
	7.2	! 42,7	! 132,0
	8,0	! 49,1	j 130,0
	8,8	J 58.4	J 127,5
	9,6	’ 69,0	i 127,5
	10,4	J 79,7	! 134,4
	11,2	! 93,5	J 145,2
	12,0	J 109,2	1 165,8
L«.	12,8	ί 111.3	! 198,1

163 100

Tablica I! pokazuje, Za pojazd wyposażony w zderzak 20 zderzył się z obiektem z prędkościami rosnącymi w odstępach równych 0,8 km/godz. w zakresie od 5,6 km/godz. do 12,8 km/godz· Mierzono ugięcie segmentu zderzakowego 24 i siłę uderzenia.

□ak wynika z analizy wyników /przedstawionych również na wykresie z fig. 3/ zderzak 20 wytrzymuje zdarzenia przy prędkościach równych prawie 12,8 km/godz. bez przekroczenia dopuszczalnej granicy siły zderzenia, to znaczy 907 N.

ile dokładna charakterystyka maaeriału zderzaka 20 nie Jest określona według mniejszego wynalazku, to ważne Jest, aby segment zderzakowy 24 z Jego ścianami 26 1 27, żebrami 31 i 32 i szynę 34 był wykonany z elastomerowego maaeriału, korzystnie z poliuretanu. Chociaż charakterystyczne własności wybranego poliuretanu mogę zmieniać się zależnie od zastosowania dla którego, i w którego warunkach zderzak 20 ma być zastosowany, wymaga się, aby poliuretan odznaczał się doskonałymi własnościami wydłużeniowymi, które pozwalaję na znaczne ugięcia bez zniszczenia. Typowe własności dla takiego poliuretanu obejmuję wytrzyo małość na rozcięganie wynoszęcę około 23250 kN/m , wydłużenia przy zerwaniu wynoszęce 380% 2 wytrzymałość na rozdzieranie wynoszęcę 210 kN/m , twardość według Shore*a 0-40 i moduł z^ginania ^noszący ²¹2500 ItN/m^ w 72°F.

Precyzyjne wyrnmary różnych elementów zderzaka 20 nie sę w zasadzie zależne od całkowitego rozmiaru, ale zalażę na przykład od specyficznego zastosowania. Ocz^iścia, Jak pokazano powyżżj , zderzak 20 może być mniejszy i dlatego lżejszy i tańszy niż znany zderzak, a absorbuje uderzanie przy równej prędkości.

Zderzak 20 na którym przeprowadzono testy pokazana w tablicy II i na fig. 3 może być uznany za reprezentanta typowych wymiarów dla zderzaka 20. Ten zderzak zawiera segment zde rzakowy 24, który posiada czołowę płytę 25 o wysokości 1 głębokości około 254 mm, to znaczy odległości od czołowej płyty 24 do tylnej płyty 21, około 152 mm. ściany górna i dolna 26 i 27 maję grubość 12,7 mm, tak jak środkowa szyn^'34, która ma długość około 133,3 mm. Zebra 31 i 32 maję grubość 6,35 mm i sę rozmieszczone podłużnie wzdłuż segmentu zderzakowego 24 co 215,9 mm. Szczelina 33 pomiędzy zebrami 31 i 32 ma szerokość około 25,4 mm do poemaszczenia szyny 34 o grubości 12,7 mm, gdy Jest ona odchylona, jak wcześniej opisano.

Chociaż wszystkie te wymiary mogę być uważane za idealne, należy zaznaczyć, ze mogę sie ona zmieniać bez naruszania istoty wynalazku. Należy podkrreśić, ze jeżeli szyna 34 jest wykonana grubsza niz zalecane 12,7 mm, wytwarzane uderzeniowe siły staję się za wysokie, również Jeżeli wykonana szyna jest cieńsza, nieodpowiednia energia jest w zderzaku absorbowana i uderzenie staje się niszczęce. Jednak grubość szyny 34 może się zmieniać dowozie zależnie od szczególnego zastosowanie zderzaka 20, to znaczy zależnie na przykład od wagi pojazdu, jego dopuszczalnej prędkości i tym podobnych.

Chociaż powyżej opisano korzystny przykład wykonania wynalazku nie ogranicza to innych wariantów. Altennażw»ie przykłady wykonanna, które wykorzystuję wiedzę tu zawartę, należę do zakresu i istoty tego wynalazku. Ponadto, ewidentna jest, że zderzak zbudowany według wynalazku, zasadniczo ulepsza absorbujęcy energię zderzak znany ze stanu techniki i w zwięzku z tym spełnia cal niniejszego wynalazku.

163 100

163 100

FIG 3

FIG.J

FIG. Z

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (14)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Zderzak dt pojazdu zawierający elastomerowy segment zderzakowy i tylną płytą podporową, przy czym segment zderzakowy oa podłużnie ustawioną czołową płytą i ściany górną i dolną wystające bocznie od czołowej płyty w kierunku do tylnej podporowej płyty do mocowania zderzaka do pojazdu, która jest połączona ze ścianami górną i dolną segmentu zderzakowego, znamienny tym, że segment zderzakowy /24/ zawiera wiele wzdłużnie rozmieszczonych górnych żeber /31/, wystających bocznie do wewnątrz od czołowej płyty /25/ i wzdłuż górnej ściany /26/ w kierunku do podporowej płyty /21/, a także wiele podobnych, wzdłużnie rozmieszczonych, dolnych żeber /32/ wystających bocznie do wewnnąrz od czołowej płyty /2.5/ i wzdłuż dolnej ściany /27/ w kierunku do podporowej płyty /21/, a ponadto zawiera poziomą szyną /34/ wystającą bocznie od czołowej płyty /25/ 1 usytuowaną pomiędzy wieloma zebrami górnymi /31/ i dolnymi /32/ w kierunku do tylnej podporowej płyty /21/.
2. 2. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy żebrami górnymi /31/ i dolnymi /32/ wzdłuż czołowej płyty /25/ jest utworzona szczelina /33/, w której jest umieszczona pozioma szyna /34/ wystająca bocznie od czołowej płyty /25/.
3. 3. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy końcem szyny /34/ i podporową płytą /21/ jest zachowany odstęp.
4. 4. Zderzak według zastrz. 3, znamienny tym, że odległość pommądzy końcem szyny /34/ i podporową płytą /21/ mieści sią w zakresie od 12,7 mm do 38,1 mm.
5. 5. Zderzak według zastrz. 3, znamienny tym, że boczna długość szyny /34/ jest równa około połowie czołowej płyty /25/.
6. 6. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, ze zakończenia górnych żeber /31/ są usytuowane przed podporową płytą /21/ wzdłuż górnej ściany /26/.
7. 7. Zderzak według zastrz. 1, znamienny t /32/ są ułożone pionowo na czołowej płycie /25/.
8. 8. Zderzak według zastrz. 7, znamienny ustawione w Jednaj linii nad dolnymi żebrami /32/.
9. 9. Zderzak według zastrz. 1, znamienny jeat wykonany z poliueetąnowθgo materiału.
10. 10. Zderzak według zastrz. 1, znamienny /34/ jest równa około połowie wysokość i czołowej płyty /2.5/.
11. 11. Zderzak według zastrz. 10, znamienny /25/ pomiędzy żebrami górnymi /31/ i dolnymi /32/, Jest utworzona szczelina /33/, która ma wyrnmar około 25,4 mm.
12. 12. Zderzak według zastrz. 10, znamienny tym, że szyna /34/ ma grubość około 12,7 mm na odcinku od szczeliny /33/ przy czołowej płycie /25/ w kierunku podporowej płyty /21/.
13. 13. Zderzak według zastrz. 1, znamienny tym, że ściany górne /26/ i dolna /27/ mają grubość około 12,7 mm.
14. 14. Zderzak według zeetrz. 11, znamienny tym, że żebra górne /31/ i dolne /22/ mają grubość około 6,35 mm.

    y m, że ; y m. że ) t y m. że tym. że 25/. tym. że

    * * *

    163 100