Защитное устройство для повышения безопасности водителя и пассажиров при аварии автомобиля и способ сборки пенального защитного устройства

Защитное устройство для повышения безопасности водителя и пассажиров при аварии автомобиля и способ сборки пенального защитного устройства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретения относятся к устройствам, повышающим защиту водителя и пассажиров автомобиля при аварии.

Известно пенальное защитное устройство для повышения безопасности водителя и пассажиров при аварии автомобиля (см.патент на полезную модель №82171. Пенальное защитное устройство для повышения безопасности водителя и пассажиров при аварии автомобиля, авторы Эскин И.Д., Алкеев Р.И., приоритет полезной модели 16 октября 2008 г.), содержащее корпус-балку и два многослойных, многопролетных, гофрированных пакета, набранных «гофр в гофр» из омедненных, стальных, шлифованных, каленых, гофрированных лент, причем корпус-балка выполнен из двух жестко соединенных по их длине деталей - прямой балки с П-образным поперечным сечением с фланцами и основанием, выполненным в виде полосы, внутри корпуса-балки расположен толкатель, выполненный в виде полосы с прямоугольным сечением, а гофрированные пакеты с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофра, размещены над и под толкателем, причем толкатель по длине разделен на отдельные части и число частей, их длины и расстояния между частями определяются из условия обеспечения требуемых зависимостей E(s) и T(s), где Е - рассеиваемая устройством энергия, Т - равнодействующая сил трения, действующая на сместившиеся части толкателя, s - текущее значение хода толкателя, и стыки частей толкателя расположены под впадинами гофров пакетов, а сами расстояния между ответными торцами частей толкателя меньше пролета гофра, причем первая наружная часть толкателя (отсчет номеров частей толкателя начинается от точки приложения ударной нагрузки) в направлении удара выступает на величину хода l толкателя из корпуса, и последняя часть толкателя также выступает из корпуса, а участок этой части, на который опираются гофры, больше хода l на несколько пролетов гофров, торцы корпуса закрыты крышками с отверстиями для выхода выступающих частей толкателя, между боковыми торцами частей толкателя и корпусом выполнены зазоры, наружные части толкателя также с зазорами по периметру толкателя проходят через отверстия в крышках, причем эти зазоры по бокам толкателя такие же, как между боковыми торцами толкателя и корпусом, а зазоры между верхней и нижней поверхностями толкателя и ответными поверхностями отверстия в крышках меньше толщины ленты гофрированных пакетов, и зазоры между крышками и торцами пакетов выбраны такими, чтобы при сдвиге пакета (или ленты пакета, опирающейся на толкатель) в пределе зазора вершины гофров не могли попасть в щели между частями толкателя.

Известно также защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля (см.патент на полезную модель №79845. Защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля, авторы Эскин И.Д., Алкеев Р.И., приоритет полезной модели 15 сентября 2008 г.), содержащее бампер-балку с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, закрепленный на корпусе автомобиля спереди или сзади корпуса, причем бампер выполнен в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, и расположен внутри корпуса-балки, на длине бампера, имеющего также коробчатое прямоугольное сечение, с зазорами по бокам бампера, в которых с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофров, вставлены два многослойных, многопролетных, гофрированных пакета, набранных из омедненных, стальных, каленых, шлифованных лент «гофр в гофр», причем длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах бампера имеются свободные участки, немного большие величины смещения вершины крайнего гофра пакета вдоль бампера при полном выпрямлении гофров (деформации гофров на величину остаточного выгиба гофров) при лобовом ударе, и концы корпуса балки, выступающие за бампер, имеют швеллерное поперечное сечение и в плане повторяют обводы автомобиля до колесной пары, а расстояние между концом корпуса-балки и контуром автомобиля (измеренное по перпендикуляру к оси автомобиля) выбрано возможно большим, но конструктивно приемлемым, а детали крепления бампера к корпусу автомобиля, выполненные в виде скоб, приваренных к бамперу, свободно проходят через прямоугольные отверстия в верхней и нижней стенках корпуса-балки, причем размеры каждого отверстия больше ответного размера опорной поверхности детали крепления бампера - вдоль оси автомобиля на два остаточных выгиба гофра и перпендикулярно оси автомобиля на два расстояния между концом корпуса-балки и контуром автомобиля (или немного меньше этих двух расстояний).

Пенальное защитное устройство (патент на полезную модель №82171) по технической сущности наиболее близко к предлагаемой полезной модели и принято за прототип.

В патенте РФ №82171 порядок сборки защитного устройства описан фрагментарно и не раскрывает новизны способа сборки этого устройства, т.к. по закону РФ патент РФ на полезную модель не выдается на способы. Поэтому в патенте РФ не описано, как обеспечивается требуемое положение частей толкателя в процессе сборки и в собранном устройстве. Это описание сборки пенального защитного устройства по технической сущности наиболее близко к предлагаемому способу и принято за прототип.

Свойств, рассеивающих кинетическую энергию удара при столкновении автомобиля, движущегося с большой скоростью, с препятствием, у каждого из защитных устройств (патент РФ №79845 и патент РФ №82171) может оказаться недостаточно. Поэтому ставится задача эффективного повышения уровня защиты от травматизма водителя и пассажиров при столкновении автомобиля, движущегося с большой скоростью, с препятствием.

Кроме того, ставится задача создания способа сборки пенального защитного устройства, обеспечивающего требуемое положение частей толкателя в собранном устройстве.

Поставленная задача решается тем, что предлагаемое защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля, содержит пенальные устройства, состоящие каждое из корпуса-балки, двух многослойных, многопролетных, гофрированных пакетов, набранных «гофр в гофр» из омедненных, стальных, шлифованных, каленых, гофрированных лент, толкателя, причем корпус-балка выполнен из двух жестко соединенных по длине деталей - прямой балки с П-образным поперечным сечением с фланцами и основания, выполненного в виде полосы прямоугольного сечения, а гофрированные пакеты с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофра, размещены над и под толкателем, причем толкатель по длине разделен на отдельные части и число частей, их длины и расстояния между частями определяются из условия обеспечения требуемых зависимостей E(s) и T(s), где Е - рассеиваемая устройством энергия, Т - равнодействующая сил трения, действующая на сместившиеся части толкателя, s - текущее значение хода толкателя, и стыки частей толкателя расположены под впадинами гофров пакетов, а сами расстояния между ответными торцами частей толкателя меньше пролета гофра, причем первая наружная часть толкателя в направлении удара выступает на величину хода l толкателя из корпуса, и последняя часть толкателя также выступает из корпуса, а участок этой части, на который опираются гофры, больше хода l на несколько пролетов гофров, торцы корпуса закрыты крышками с отверстиями для выхода выступающих частей толкателя, между боковыми торцами частей толкателя и корпусом выполнены зазоры, наружные части толкателя также с зазорами по периметру толкателя проходят через отверстия в крышках, причем эти зазоры по бокам толкателя такие же, как между боковыми торцами толкателя и корпусом, а зазоры между верхней и нижней поверхностью толкателя и ответными поверхностями отверстия в крышках меньше толщины ленты гофрированных пакетов, и зазоры между крышками и торцами пакетов выбраны такими, чтобы при сдвиге пакета или ленты пакета, опирающиеся на толкатель в пределе зазора вершины гофров, не могли попасть в щели между частями толкателя, отличается тем, что пенальные защитные устройства жестко крепятся к днищу автомобиля в передней или задней его части таким образом, что отогнутые концы толкателей образуют соответственно еще один передний или задний бампер (он может в плане иметь форму прямой или повторить обводы передней или задней частей автомобиля) на расстоянии l_a>l соответственно от переднего или заднего бампера автомобиля, для чего отогнутый конец толкателя каждого пенального устройства с одной стороны имеет выступ, а с другой стороны к нему жестко прикреплена накладка, образующая паз, причем выступ отогнутого конца толкателя заходит в паз отогнутого конца толкателя соседнего пенального устройства с небольшим или нулевым зазором.

Благодаря такому соединению соседних пенальных защитных устройств у предлагаемого защитного устройства работают все входящие в него пенальные устройства при любом расположении на лобовой части автомобиля места приложения удара и направлении удара. Это существенно улучшает защитные свойства предлагаемого устройства.

Кроме того, с целью увеличения диапазона регулирования защитных свойств предлагаемого устройства ширина паза у различных пенальных устройств защитного устройства может быть больше ширины входящего в паз выступа, причем расположение выступа толкателя каждого пенального устройства в ответном пазу толкателя соседнего с ним пенального устройства может быть различным, например, у нескольких пенальных устройств, расположенных у продольной оси автомобиля, выступы вплотную без зазора прижаты к ближней по направлению удара стенке паза, а у других пенальных устройств расположение выступов в пазах симметрично оси автомобиля будет постепенно изменяться до положения, когда выступы толкателей крайних пенальных устройств прижаты к дальним по направлению удара стенкам ответных пазов толкателей, соседних с крайними защитными пенальными устройствами.

Такое расположение выступов в ответных пазах позволяет расширить диапазон регулирования защитных характеристик предлагаемого устройства и достигнуть более плавного распределения ударной нагрузки по времени действия ударного импульса.

Кроме того, пенальные защитные устройства закрепляются на днище автомобиля в таком положении, что бампер, образованный отогнутыми концами толкателей этих устройств, расположен на расстоянии 0≤l_p<l от штатного бампера автомобиля или даже спрятан за наружной стенкой штатного бампера автомобиля.

С целью дальнейшего повышения рассеивающих свойств защитного устройства при лобовом ударе и существенного улучшения защитных свойств предлагаемого защитного устройства при боковом ударе вместо переднего штатного бампера автомобиля, если предлагаемое защитное устройство устанавливается спереди автомобиля, или заднего штатного бампера на автомобиль устанавливается защитное устройство, содержащее бампер-балку с коробчатым прямоугольным поперечным сечением, закрепленный на корпусе автомобиля, причем бампер выполнен в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, и расположен внутри корпуса-балки, на длине бампера, имеющего также коробчатое прямоугольное сечение, с зазорами по бокам бампера, в которых с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофров, вставлены два многослойных, многопролетных, гофрированных пакета, набранных из омедненных, стальных, каленых, шлифованных лент «гофр в гофр», причем длина пакетов подобрана таким образом, что на обоих концах бампера имеются свободные участки, немного большие величины смещения вершины крайнего гофра пакета вдоль бампера при полном выпрямлении гофров (деформация гофров на величину остаточного выгиба гофров) при лобовом ударе, и концы корпуса-балки, выступающие за бампер, имеют швеллерное поперечное сечение и в плане повторяют обводы автомобиля до колесной пары, а расстояние между концом корпуса-балки и контуром автомобиля (измеренное по перпендикуляру к оси автомобиля) выбрано возможно большим, но конструктивно приемлемым, а детали крепления бампера к корпусу автомобиля, выполненные в виде скоб, приваренных к бамперу, свободно проходят через прямоугольные отверстия в верхней и нижней стенках корпуса-балки, причем размеры каждого отверстия больше ответного размера опорной поверхности детали крепления бампера - вдоль оси автомобиля на два остаточных выгиба гофра и перпендикулярно оси автомобиля на два расстояния между концом корпуса-балки и контуром автомобиля (или немного меньше этих двух расстояний), а корпусы защитных пенальных устройств закреплены на днище автомобиля так, что частично располагаются с зазором под корпусом-балкой, бамперного защитного устройства и полезный ход каждого толкателя при лобовом ударе равен сумме расстояний от отогнутого конца толкателя до корпуса-балки, величины остаточного выгиба гофра и некоторой доли пластической деформации бамперного устройства и автомобиля.

При наличии бамперного защитного устройства в составе предлагаемого защитного устройства существенно улучшаются рассеивающие свойства предлагаемого защитного устройства не только при боковом ударе, но и при лобовом ударе.

При посадке отогнутых концов толкателей пенальных защитных устройств на корпус-балку при лобовом ударе эти защитные устройства работают параллельно, что существенно улучшает защитные характеристики предлагаемого защитного устройства.

Кроме того, с целью дальнейшего повышения защитных свойств предлагаемого устройства каждый пакет бамперного защитного устройства набран из двух или более пакетов гофрированных лент, собранных «гофр в гофр», между которыми проложены ленты - полосы с толщиной, большей толщины гофрированной ленты, с длиной, равной длине бампера, со свободными участками на концах лент, такими, же как у бампера, причем пакеты гофрированных лент опираются на проложенную между ними гладкую ленту - полосу вершинами друг на друга, т.е. в каждом пакете пакеты гофрированных лент соединены последовательно, причем натяг по вершинам гофров каждого гофрированного пакета больше остаточного выгиба гофров, а размер отверстий в корпусе-балке, через которые проходят скобы вдоль оси автомобиля, в этом случае на 2nf_г больше ответного размера опорной поверхности скобы, здесь n - число гофрированных пакетов в пакете, установленных с каждой стороны бампера, f_г - остаточный выгиб гофра.

Количество энергии, рассеиваемой при лобовом ударе бамперным устройством, будет больше во столько раз, сколько двусторонних упругогистерезисных упоров последовательно соединены в пакете бамперного защитного устройства.

Кроме того, с целью улучшения внешнего вида автомобиля выступающие части толкателей закрыты легким кожухом из полимера или алюминиевого сплава, сминаемым при ударе.

Также с целью улучшения внешнего вида автомобиля и уменьшения габаритов предлагаемого защитного устройства бампер-балка бамперного защитного устройства не крепится непосредственно к автомобилю, а шарнирно закреплен с толкателями пенальных защитных устройств, для чего скобы, приваренные к бамперу, выполнены с ушками, в паз между ушками без зазора входит конец толкателя, и в ушках и толкателе выполнено отверстие, в котором без зазора вертикально размещена ось шарнира, фиксируемая в отверстии от выпадения шайбой, корончатой гайкой и шплинтом, части толкателя каждого панельного защитного устройства соединены друг с другом шарнирно, для чего в одной стыкуемой части сделан паз, в середине которого размещена ось шарнира, жестко закрепленная в другой стыкуемой части толкателя, причем размер паза вдоль оси толкателя на величину пролета гофра или меньшую величину больше диаметра оси шарнира, а расстояние между ответными торцами стыкуемых частей толкателя меньше половины пролета гофра, а сама щель между ответными торцами стыкуемых частей толкателя расположена под той половиной пролета гофра, которая дальше вдоль оси толкателя от места шарнирного соединения его со скобой бамперного защитного устройства, а между гофрированными пакетами и толкателем установлены омедненные, гладкие, каленые, шлифованные ленты, концы которых отогнуты к концам пакетов, и число гладких лент, устанавливаемых с каждой стороны толкателя, выбирается из условия, чтобы величина выдавливания гладких лент в щель между стыкуемыми частями толкателя при его вытягивании из корпуса и попадании вершины гофра, опирающегося на гладкие ленты, в середину этой щели, была такой, чтобы не происходило заклинивания толкателя при ударе.

В этом варианте предлагаемого защитного устройства бамперное защитное устройство последовательно соединено с пенальными защитными устройствами. При постановке этого защитного устройства на автомобиль его внешний вид может измениться мало, т.к. внешний вид бамперного защитного устройства мало отличается от внешнего вида штатного бампера автомобиля, а пенальные защитные устройства скрыты под днищем автомобиля.

Кроме того, с целью обеспечения прочности пакетов гофрированных лент бамперного защитного устройства по длине пакетов они могут быть разделены на два и более пакетов, причем между отдельными пакетами имеются свободные участки, длина которых выбрана возможно меньшей, но обеспечивающей свободную деформацию пакетов, перпендикулярную оси автомобиля, при полном выпрямлении пакетов. Дело здесь в том, что при выпрямлении пакета, например, при лобовом ударе, когда деформация в направлении оси автомобиля у всех гофров одинакова, на центральный гофр пакета действует наибольшая сила, т.к. этой силе приходится преодолевать при смещении вершин этого гофра в направлении, перпендикулярном оси автомобиля, на каждой вершине сумму сил трения, действующих на вершины гофров справа или слева. В результате при чрезмерно большом количестве гофров в пакете, большом выгибе гофра f_г и большом коэффициенте трения f в центральном гофре пакета при его выпрямлении в лентах могут возникнуть напряжения больше предела прочности σ_в и пакет сломается.

Кроме того, с целью снижения возможности травмирования пешехода при столкновении с ним на небольших скоростях движения автомобиля (10-20 км/час) на передней поверхности корпуса балки бамперного устройства наклеена полоса из полиуретана или пропилена с небольшой плотностью от 20÷25 кг/м³.

Кроме того, на корпусе-балке бамперного защитного устройства могут быть установлены различные элементы дизайна, обычные для легкового автомобиля.

Габариты этого варианта защитного устройства меньше, т.к. здесь нет выступающих за бампер концов толкателей пенальных устройств.

С целью снижения пластической деформации кузова автомобиля пенальные защитные устройства так закреплены на днище автомобиля, что корпус-балка бамперного защитного устройства выступает вперед от кузова автомобиля, если предлагаемое защитное устройство крепится спереди автомобиля и назад, если оно крепится сзади, на величину, меньшую или равную расстоянию от шарнирного крепления бамперного устройства до торца передней крышки пенального защитного устройства.

Кроме того, предлагаемое защитное устройство может выполняться как самостоятельное, дополнительное подвесное устройство, покупаемое отдельно по прейскуранту в торговой сети, причем при креплении его к передней или задней части автомобиля (крепление пенальных устройств защитного устройства к днищу автомобиля) все детали и узлы автомобиля остаются на своих местах. Причем по выбору владельца автомобиля предлагаемое защитное устройство может быть закреплено на автомобиле в одном из трех положений: в положении, когда между корпусом-балкой бамперного защитного устройства и штатным бампером автомобиля имеется расстояние l_p, немного большее хода l толкателей пенальных защитных устройств, или в положении, когда расстояние l_p=0, или же в некотором промежуточном положении, когда l>l_p>0, и для обеспечения возможности крепления предлагаемого защитного устройства в одном из этих положений во фланцах корпусов и в основаниях пенальных устройств выполнены отверстия под детали крепежа.

Кроме того, корпус-балка бамперного защитного устройства и корпусы и основания защитных пенальных устройств могут быть выполнены из алюминиевого сплава или композитного материала, а между корпусом-балкой и гофрированными пакетами бамперного защитного устройства и основанием и гофрированным пакетом пенальных защитных устройств установлены гладкие, шлифованные, стальные, омедненные ленты. Постановка этих лент обеспечивает контакт «медь по меди» по вершинам гофрированных пакетов, и, следовательно, коэффициент трения в контакте f=0,4.

При большом количестве пенальных защитных устройств (6-8 шт) у предлагаемого защитного устройства скобы жестко скрепляются с балкой, расположенной параллельно бамперу, к которой шарнирно прикреплены толкатели пенальных устройств.

В этом случае для крепления балки к бамперу защитного устройства достаточно трех-четырех скоб, которые связывают бампер и балку в жесткую рамную конструкцию. Поэтому размер поперечного сечения бампера вдоль оси автомобиля может быть уменьшен, следовательно, уменьшен вес бампера.

Под днищем автомобиля располагается ряд его узлов, например, подвески передней и задней колесной пары, приводной валопровод, выхлопная труба и др. узлы.

Поэтому установка под днищем 6-ти, 8-ми (а может быть и более) пенальных устройств с большим размером вдоль оси автомобиля может оказаться конструктивно непростой задачей.

Здесь не рассматриваются конструктивные примеры решения этой задачи для конкретных марок легковых автомобилей - задача решается концептуально.

В ряде случаев при установке пенальных защитных устройств понадобится обеспечение прохождения корпусов пенальных устройств сквозь пазы, или отверстия, предусмотренные для этой цели в деталях крепления подвесок к автомобилю.

Причем на вертикальный размер корпуса пенального устройства может быть наложено существенное ограничение.

Поэтому с целью уменьшения вертикального размера пенального защитного устройства гофрированный пакет над толкателем (со стороны днища автомобиля) не устанавливается, вместо него устанавливается несколько гладких, стальных, шлифованных, омедненных лент или несколько омедненных, каленых, стальных, шлифованных, гофрированных лент, полностью (или почти полностью) выпрямленных в собранном пенальном устройстве.

Кроме того, с этой же целью корпус пенального устройства непосредственно крепится к днищу автомобиля.

Пенальные защитные устройства могут быть установлены на днище автомобиля таким образом, что только их толкатели проходят через пазы в неподвижных (стационарных) деталях подвесок колес автомобиля, причем пазы в этих деталях служат направляющими для толкателей, допускающими только такие перекосы толкателей в плоскости, параллельной днищу автомобиля, при их смещении при ударе, которые допускаются отверстиями в крышках корпусов пенальных устройств, а зазор между нижней поверхностью толкателя и ответной поверхностью паза немного меньше толщины ленты.

При этом обеспечиваются минимальные высотные размеры этих пазов.

Подчеркнем, что все эти варианты конструктивного исполнения пенальных защитных устройств могут быть применены во всех предлагаемых конструкциях защитных устройств, повышающих безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля.

Кроме того, с целью упрощения конструкции защитного устройства, уменьшения его габаритов и веса пакет гофрированных лент или пакет, набранный из нескольких пакетов гофрированных лент, разделенных полосами с толщиной, большей толщины одной ленты, и соединенных последовательно вершина гофра к вершине гофра, размещен с натягом по вершинам гофров только в боковом зазоре между корпусом-балкой и бампером, расположенным первым по направлению лобового удара.

Кроме того, с той же целью защитное устройство выполнено в виде бампера, шарнирно соединенного с пенальными защитными устройствами.

Кроме того, в состав этого защитного устройства может входить бамперное защитное устройство, закрепленное непосредственно на автомобиле с помощью скоб, приваренных к бамперу этого устройства, и расстояние между ушками шарнирного крепления толкателей к штатному бамперу автомобиля и корпусом-балкой бамперного защитного устройства равно l_a - ходу толкателей пенальных защитных устройств за вычетом максимально возможного смещения корпуса-балки вдоль оси автомобиля.

У этого защитного устройства при лобовом ударе вначале при смещении бампера автомобиля на величину l_a работают только пенальные устройства и при посадке бампера ушками на корпус-балку при дальнейшем смещении бампера вдоль оси автомобиля работают бамперное защитное устройство и пенальные защитные устройства, соединенные в этом случае параллельно.

С целью снижения цены защитного устройства его пакеты, или пакеты бамперного защитного устройства, или только пакеты пенальных защитных устройств набраны из стальных, нешлифованных, каленых, гофрированных лент, причем контактные поверхности полос и гладких лент также не шлифованы.

Подчеркнем, что все эти варианты конструктивного исполнения пенальных защитных устройств могут быть применены во всех предлагаемых конструкциях защитных устройств, повышающих безопасность водителей и пассажиров при аварии автомобиля.

Кроме того, поставленная задача создания способа, обеспечивающего требуемое положение частей толкателя в собранном устройстве, решается следующим образом.

Предлагается способ сборки пенального защитного устройства, содержащий укладку на основание пакета, предварительно собранного «гофр в гофр» из стальных, каленых шлифованных, гофрированных, омедненных лент, установку на него частей толкателя с предварительно надетой на его переднюю часть крышкой, укладку на толкатель второго такого же пакета гофрированных лент, установку корпуса пенального защитного устройства, прижатие корпуса к основанию, приклепывание и проварку торцовым швом корпуса к основанию, постановку передней и задней крышек и приварку их к корпусу и основанию, отличающийся тем, что при установке частей толкателя между ними заподлицо с поверхностями толкателя вставляются дистанционные вставки с толщиной, равной толщине толкателя, и шириной, равной ширине щели, с длиной, равной или меньшей ширины толкателя, с торцов толкателя и без зазора по его торцам устанавливаются жесткие упоры, неподвижно закрепленные в приспособлении для сборки устройства, удерживающие от смещения относительно друг друга части толкателя и вставки при создании натяга по вершинам гофров пакетов при прижатии корпуса к основанию, и вставки после окончательной сборки защитного пенального устройства вынимаются из него через технологические отверстия в боковой стенке корпуса с помощью винтов, заворачиваемых в резьбовые отверстия в торцах вставок, затем технологические отверстия в боковой стенке корпуса закрываются крышками из полимера, приклеиваемыми к корпусу пенального защитного устройства.

Конструкции предлагаемых защитных устройств и предлагаемый способ сборки пенального защитного устройства поясняются чертежами.

На чертежах автомобиль или его детали показаны как «обстановка» на сборочном чертеже тонкими сплошными линиями и обозначены последними номерами в списке номеров позиций.

На фиг.1 изображен вид сверху на защитное устройство.

На фиг.2 изображен разрез по А-А на фиг.1.

На фиг.3 изображен вид спереди с местным разрезом пенального защитного устройства.

На фиг.4 изображен фрагмент вида сверху защитного устройства, выполненного в варианте с зазором между выступом толкателя и ответным пазом, симметрично изменяющийся от оси автомобиля к его бортам.

На фиг.5 изображен вид сверху защитного устройства, содержащего пенальные и бамперное защитное устройство.

На фиг.6 изображен разрез по А-А на фиг.5.

На фиг.7 изображен вид сверху бамперного защитного устройства.

На фиг.8 изображен вид по стрелке Б на фиг.7 с местными разрезами.

На фиг.9 изображен выносной элемент В на фиг.7.

На фиг.10 изображен разрез по А-А на фиг.7 бамперного защитного устройства, компоновка пакетов которого содержит два двусторонних упругогистерезисных упора.

На фиг.11 изображен вид сверху защитного устройства, содержащего бамперное защитное устройство, установленное вместо бампера автомобиля, и шарнирно соединенные с ними пенальные защитные устройства, закрепленные на днище автомобиля.

На фиг.12 изображен разрез по А-А на фиг.11.

На фиг.13 изображен разрез по Б-Б на фиг.12.

На фиг.14 изображен вид сверху у бамперного защитного устройства с двумя пакетами в каждом ряду.

На фиг.15 изображен вид сверху защитного устройства с балкой, к которой крепится с одной стороны бамперное защитное устройство, а с другой пенальные защитные устройства.

На фиг.16 изображен продольный разрез защитного устройства, у которого толкатели проходят сквозь пазы в опоре подвески колесной пары и над толкателями пенальных защитных устройств установлены только гладкие ленты.

На фиг.17 изображен вид по стрелке Б на фиг.16 с местным разрезом.

На фиг.18 изображен поперечный разрез бамперного защитного устройства, у которого гофрированный пакет расположен только со стороны направления лобового удара.

На фиг.19 изображен продольный разрез пенального защитного устройства с технологическими дистанционными вставками, установленными между частями толкателя.

Предлагаемое защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля (см. фиг.1), состоит из ряда параллельно соединенных защитных пенальных устройств 1, закрепленных на днище 61 автомобиля 62 так, что оси пенальных устройств параллельны оси 63 автомобиля, таким образом, что толкатели 2 пенальных защитных устройств выступают наружу на некоторое расстояние l. Смещение толкателей 2 на расстояние l не приводит к пластической деформации штатного бампера автомобиля.

Отогнутые концы 3 толкателей 2 (см. фиг.1 и 2) имеют выступ 4, который располагается в пазу 5 соседнего пенального защитного устройства. У каждого пенального защитного устройства 1 паз 5 на отогнутом конце 3 толкателя 2 образован с помощью пластины 6, приваренной к отогнутому концу 3.

В результате отогнутые концы 3 образуют еще один бампер 7 (передний или задний), и при любом направлении удара, воздействующего на лобовую или заднюю часть автомобиля, работают все пенальные защитные устройства, соединенные в предлагаемом защитном устройстве параллельно. Каждое пенальное защитное устройство (см. фиг.2, 3) содержит корпус 8, выполненный в виде прямой балки 9 с П-образным поперечным сечением с фланцами, к которым с помощью заклепок 10 жестко крепится основание 11. Для усиления крепежного шва основание дополнительно может привариваться к корпусу торцовыми швами.

Внутри корпуса 8 расположены толкатель 2, выполненный в виде отдельных частей 12 из полосы прямоугольного поперечного сечения и с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофра, два многослойных, многопролетных, гофрированных пакета 13 (по одному с каждой стороны толкателя 2), набранных из омедненных, каленых, шлифованных, гофрированных лент 14 «гофр в гофр» и опирающихся на толкатель 2 вершинами к вершинам гофров. Число частей 12, длина каждой отдельной части 12 и расстояние между соседними частями 12 подбираются из условия обеспечения требуемой зависимости E(s) и T(s). Причем щель 15 между ответными торцами соседних частей 12 толкателя 2 располагается под впадинами гофра пакетов 13 и меньше пролета гофра (см. фиг.2).

Этим исключается попадание вершин гофров пакетов 13 в щели 15. Первая наружная часть 12 толкателя 2 (отсчет номеров частей толкателя начинается от точки приложения ударной нагрузки) выступает на величину хода l (см. фиг.1, 2) толкателя из корпуса 8, и последняя часть 12 также выступает из корпуса 8.

Причем участок последней части 12 толкателя 2, на который опираются гофры пакетов 13, больше хода l толкателя на несколько пролетов.

Торцы корпуса 8 закрыты крышками 16 с отверстиями для выхода выступающих частей толкателя (см. фиг.2, 3). Между боковыми торцами частей 12 толкателя 2 и корпусом 8 имеются зазоры 17 (см. фиг.3).

Аналогичные зазоры 18 (см. фиг.3) имеются между боковыми торцами выступающих из корпуса 8 частей 12 толкателя 2 и отверстиями в крышках 16. Зазоры 19 (см. фиг.2, 3) между верхней и нижней поверхностями толкателя 2 и ответными поверхностями в крышках 16 выполнены меньшими толщины ленты 14. Поэтому вылезание лент 14 из корпуса 8 исключено.

Зазоры 20 (см. фиг.2) между крышками 16 и торцами пакетов 13 выбраны такими, чтобы при сдвиге пакета (или ленты пакета, опирающейся на толкатель) в пределе зазора 20 вершины гофров не могли попасть в щель 15 между частями 12 толкателя 2.

Ширина паза 5 может быть выполнена большей толщины выступа, и расположение в пазу 5 выступа 4 толкателя 2 каждого пенального защитного устройства 1 может быть различным (см. фиг.4), например, у нескольких пенальных устройств, расположенных у продольной оси автомобиля симметрично этой оси, выступы 4 вплотную без зазора прижаты к ближней по направлению удара стенке паза 5, а у других пенальных устройств 1 расположение выступов 4 в пазах 5 симметрично оси автомобиля постепенно изменяется до положения, когда выступы 4 толкателей 2 крайних пенальных устройств 1 прижаты к дальним по направлению удара стенкам пазов 5 толкателя 2 соседних с крайними защитных пенальных устройств 1.

При этом два выступа 4, в стыке по оси автомобиля жестко соединены, например сваркой и накладками. Причем толщина накладок (на фиг.4 они изображены условно) подобрана так, чтобы наружная накладка не взаимодействовала с препятствием при лобовом ударе.

Кроме того, пенальные защитные устройства 1 могут закрепляться на днище 61 автомобиля в таком положении, что бампер, образованный отогнутыми концами 3 толкателя 2 этих устройств, расположен на расстоянии 0≤l_p<l от штатного бампера автомобиля или даже спрятан за наружной стенкой штатного бампера автомобиля (на фиг. не показано).

Предлагаемое защитное устройство, повышающее безопасность водителя и пассажиров при аварии автомобиля, может быть выполнено также в компоновке с бамперным защитным устройством 21 (см. фиг.5, 6), закрепленным вместо штатного переднего или заднего бампера на автомобиле.

Бамперное защитное устройство 21 содержит бампер 22, выполненный в виде прямой балки с длиной, приблизительно равной ширине автомобиля, с прямоугольным коробчатым поперечным сечением (см. фиг.5, 6, 7), сваренный из двух балок 23 швеллерного сечения. К балкам 23 приварены скобы 24, которыми бампер 22 (см. фиг.5, 6, 7) жестко крепится к передней или задней части автомобиля. Причем это крепление может осуществляться крепежными деталями через отверстия во фланцах корпусов 8 и основаниях 11 пенальных защитных устройств 1. На фиг.6 это крепление показано условно.

Бампер 22 размещен внутри корпуса-балки 25 (см. фиг.6, 7) с зазорами по боковым поверхностям, в которых с натягом по вершинам гофров, большим остаточного выгиба гофра, установлены многослойные, многопролетные, гофрированные пакеты 26, набранные «гофр в гофр» из стальных каленых, шлифованных, гофрированных лент 27 (см. фиг.6).

Ленты 27 омеднены или омеднены только крайние ленты 27, или в каждом из двух пакетов 26 чередуются омедненные и неомедненные ленты 27, причем снаружи каждого пакета 26 установлены омедненные ленты 27.

Применение омедненных лент обеспечивает контакт трущихся поверхностей либо «медь по меди», либо «сталь по меди» с коэффициентом трения 0,4, в четыре раза большим, чем в контакте «сталь по стали». При применении омедненных лент величина энергии, рассеиваемой устройством, увеличивается как при лобовом, так и при боковом ударах, существенно больше чем в 4 раза, т.к. силы трения по вершинам гофров увеличиваются не только за счет увеличения коэффициента трения, но и за счет возрастания сдавливающей нагрузки на каждый гофр пакетов при той же деформации пакетов, т.к. с ростом коэффициента трения сдавливающая нагрузка возрастает и зависимость сдавливающей нагрузки от коэффициента