CN101479133A - 防钻撞保护器和提供防钻撞保护的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于重型车辆(1)的防钻撞保护器(2)以及提供防钻撞保护的方法。该防钻撞保护器(2)能够实施为前防钻撞保护器(FUP)和/或后防钻撞保护器(RUP)。保护器(2)包括相互枢转地结合在一起且相对于车辆(1)的车架(5)被支承的两个梁元件(304)；已知梁元件(304)可为柄部。此外，两个梁元件(304)还通过一个或多个锁定元件(302)相互联接在一起，锁定元件(302)可在物体撞击在保护器(2)上期间所施加到保护器(2)上的力超过一个或多个阈值幅度时破裂。一个或多个锁定元件(302)在物体撞击期间的破裂导致两个梁元件(304)至少部分地与物体和保护器(2)的接触轮廓一致，从而更均匀地分布在撞击情况中产生的撞击力。因此能降低对例如较小车辆的物体的损坏，例如减轻对封闭在较小车辆内的人员的损伤。

Description

防钻撞保护器和提供防钻撞保护的方法

技术领域

本发明涉及防钻撞保护器，例如涉及用于结合到重型车辆的前部区域中的用于在运行中阻止从诸如小汽车的较小车辆到其上的正面撞击的前防钻撞保护器。本发明也与用于结合到这种重型车辆的后部区域中的后防钻撞保护器有关。此外，本发明还涉及通过包括在这种重型车辆的前部和/或后部区域中的这种防钻撞保护器来阻止较小车辆到较大车辆上的撞击的方法。此外，本发明还涉及配备有这种防钻撞保护器的重型车辆。

背景技术

响应于安全标准和公众的需求，已经开发了包括在例如商用重型货物车辆的重型车辆内的安全结构。这种安全结构包括前防钻撞保护器，该前防钻撞保护器可运行以降低在较小车辆受到与这种重型车辆的正面撞击时对所述较小车辆内乘坐的人员的伤害或损伤。前防钻撞保护器被设计为在撞击情况期间吸收撞击能量并阻止较小车辆陷入(即楔入)到重型货物车辆下方。

常规地，防钻撞保护器可运行以通过其零件的非弹性变形来吸收撞击能量。在撞击情况期间，能量吸收也通过撞入这种防钻撞保护器中的较小车辆的零件的变形而发生，例如撞击能量被这种较小车辆的溃缩区(crumple zone)的非弹性变形吸收。因此，与较小车辆中的能量吸收(例如通过该较小车辆中的前述溃缩区的变形)相结合的在前防钻撞保护器内的撞击能量吸收能够降低在撞击情况期间发生的人员损伤的严重性。

常规地，前防钻撞保护器被设计为通过在施加到其上的撞击力超过给定的阈值幅度时的非弹性变形来吸收撞击能量。用于重型车辆的前防钻撞保护器经常实施为使得每个保护器包括两个变形元件，该两个变形元件联接到其相应的重型车辆的左右主纵车架构件，所述保护器安装在该相应的重型车辆上。

通常发生的碰撞情况涉及较小车辆相对于重型车辆的前防钻撞保护器的偏心碰撞。因此，保护器的前述变形元件被设计为考虑到这种偏心撞击情况。

然而，出现了关于较小车辆基本沿重型车辆的中心纵轴线的方向到重型车辆的前防钻撞保护器上的迎面碰撞的技术问题；这种迎面碰撞要求防钻撞保护器的两个变形元件受到足够的力，以使该两个弹性元件经历非弹性变形。换句话说，常规的防钻撞保护器可运行，以相对于在保护器内获得非弹性变形所要求的施加到该保护器上的阈值力呈现撞击保护特性，所述保护特性为：相对于其上安装了前防钻撞保护器的重型车辆的中心纵轴线是角度可变的。结果，在碰撞情况中前防钻撞保护器能减轻的程度取决于碰撞力施加到前防钻撞保护器的方向。

发明内容

本发明的目的是提供可运行以在撞击力施加到其上时能经历非弹性变形来吸收撞击能量的防钻撞保护器，其较少地取决于力施加到保护器上的方向。

根据本发明的第一方面，提供了如所附权利要求1中要求的用于车辆的防钻撞保护器；该保护器包括相互枢转地结合在一起且相对于车辆的车架被支承的多个梁元件，其特征在于：

多个梁元件也通过一个或多个锁定元件相互联接在一起，所述锁定元件可在物体撞击到保护器上期间施加到锁定元件上的力超过一个或多个阈值幅度时破裂，和

一个或多个锁定元件在物体的撞击期间的所述破裂导致多个梁元件至少部分地与物体和保护器的接触轮廓一致，以用于更均匀地分布在撞击情况中产生的撞击力。

本发明是有益的，因为：在一个或多个锁定元件破裂后，在撞击期间的多个梁元件与物体之间的提高的一致性能够降低撞击损害的严重性。

可选地，在防钻撞保护器中，多个梁元件可在撞击期间朝着车辆向内枢转，用于至少部分地与物体到保护器上的接触轮廓一致。因此，能实现多个梁元件在撞击情况中沿车辆的中心纵轴线导向的提高的一致性。

可选地，为获得增强的破裂和屈服特性，在防钻撞保护器中，每个锁定元件都包括折叠结构，该折叠结构附接到其各自邻近的梁元件上。

更可选地，在防钻撞保护器中，折叠结构具有可破裂地结合在一起的一个或多个折叠部，以便限定该折叠结构可屈服和展开的力的阈值幅度，该一个或多个可破裂的折叠部通过如下项中的至少一个结合在一起：焊缝、铆钉、螺钉和螺母、内接合突起。折叠部的这种结合能够吸收在使焊缝、铆钉、螺钉和螺母和/或内接合突起破裂中消耗的大量撞击能量。对撞击能量的吸收能够降低在撞击情况期间发生的损害和/或损伤。

更可选地，在防钻撞保护器中，每个锁定结构可呈现第一阈值力和第二阈值力，在该第一阈值力时锁定结构可破裂从而展开，在该第二阈值力以上时锁定结构完全展开且可通过施加到该锁定结构上的很大的拉力而破裂。通过这种多次破裂，保护器能在撞击情况期间更连续地持续吸收撞击能量。

可选地，在防钻撞保护器中，锁定结构中的一个或多个互不相同，用于提供互不相同的力的幅度范围，在所述力的幅度时锁定结构可破裂，由此为保护器提供了在撞击情况期间更渐进的屈服特性。

可选地，将防钻撞保护器实施为前防钻撞保护器(FUP)或后防钻撞保护器(REP)。

根据本发明的第二方面，提供了配备有与本发明的第一方面有关的一个或多个防钻撞保护器的车辆。该车辆可选为重型车辆，例如大客车、卡车、商用货物车辆、牵引车等。

根据本发明的第三方面，提供了如权利要求9所述的在配备有防钻撞保护器的车辆中提供防钻撞保护的方法，该方法包括如下步骤：

(a)接收物体到保护器上的撞击，所述保护器包括相互枢转地结合在一起且相对于车辆的车架被支承的多个梁元件；

(b)当在物体到保护器上的撞击期间生成的力超过一个或多个阈值幅度时，使将多个梁元件相互联接在一起的一个或多个锁定元件破裂；和

(c)允许多个梁元件相互枢转，以便至少部分地与物体和保护器的接触轮廓一致，用于更均匀地分布在撞击中产生的撞击力。

可选地，当实施该方法时，折叠结构具有可破裂地结合在一起的一个或多个折叠部，以便限定该折叠结构可屈服和展开的力的阈值幅度，该一个或多个可破裂的折叠部通过如下项中的至少一个结合在一起：焊缝、铆钉、螺钉和螺母、内接合突起。

可选地，当实施该方法时，每个锁定结构可呈现第一阈值力和第二阈值力，在该第一阈值力时锁定结构可破裂从而展开，在该第二阈值力以上时锁定结构完全展开且可通过施加到该锁定结构上的很大的拉力而破裂。

可选地，当实施方法时，锁定结构的一个或多个互不相同，用于提供互不相同的力的幅度的范围，在所述力的幅度时锁定结构可破裂，由此为保护器提供了在撞击期间更渐进的屈服特性。

将理解的是，在不偏离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，本发明的特征易于组合在任何组合内。

附图说明

现在将仅通过例子参考以下附图来描述本发明，其中：

图1是包括与本发明有关的前防钻撞保护器的重型车辆的示意图；

图2是图1所示的前防钻撞保护器的示意图；

图3a至图3d是与本发明有关的分离的防钻撞保护器梁的示意图；

具体实施方式

参考图1，重型车辆示出为一般由1指示；车辆1例如是商用重型货物车辆，例如卡车、气体运输卡车、垃圾收集车辆等。此外，车辆1包括安装在其前下方区域处的前防钻撞保护器(FUP)2。车辆1还包括车架5和可旋转地相对于车架5安装的车轮4。驾驶室3也包括在车辆1的前方区域处。虽然图1中未示出，但车辆1还包括发动机、联接到该发动机的变速箱、和用于在运行中接收由发动机生成且通过变速箱从发动机耦合到分配部件的原动力的动力分配部件。该动力分配部件进一步联接到车轮4，使得来自发动机的原动力在运行中耦合到车轮4，用于驱动车辆1。

接下来参考图2，更详细地示出了前防钻撞保护器2。该前防钻撞保护器2包括前防钻撞保护梁200，在运行中，该前防钻撞保护梁200横向地越过车辆1的前下方区域布置。梁200是细长部件，如图所示，其端部向后弯曲。此外，梁200在靠近其端部处通过以202指示的两个车架连接器被支承。车架连接器202转而又支承到车辆1的车架5；车架5在图2中以204指示。

可选地，如图所示，车辆1上包括了托架(console)205。托架205安装到车架204上，并且也安装在相关的前述车架连接器202上。可选地，轨道201安装在车架连接器202和托架205之间；该轨道201可运行以使托架250能相对于梁200和车架连接器202平移。

梁200由刚性材料制造，例如由诸如钢或铝的金属，由诸如铝合金的金属合金，或由强化陶瓷材料制造。可选地，金属或金属合金被挤压或另外形成为三维结构，所述三维结构在其内包含空隙，用于提供增强的刚度和降低的重量。更可选地，空隙至少部分地填充有能量吸收材料，例如可压缩的聚合物塑料材料泡沫。可使用其他材料来制造梁200，例如碳纤维强化复合材料。

前防钻撞保护器(FUP)2结合了数个部件。部件中的一些意图在撞击情况期间保持刚性，而部件中的其他一些被设计为通过在撞击情况期间的非弹性变形来吸收撞击能量。如前文所述，除了前防钻撞保护器2中发生的能量吸收以外，较小车辆到前防钻撞保护器(FUP)2上的撞击还涉及在较小车辆的溃缩区内吸收的撞击能量。

梁200被设计为足够稳固以抵抗撞击力并将该力耦合到以203指示的变形区。可选地，梁200联接到保险杠结构(未示出)，该保险杠结构转而又联接到车辆1的另一个零件，例如联接到以5和204指示的车架。保险杠结构可运行以吸收相对小的撞击力，例如当车辆1撞击到装载区内的货物堆内时，或当相对于其他车辆以基本小于10km/h的速度(例如以0km/h至15km/h的范围内的速度)驾驶车辆1时所生成的撞击力。如将在下文中更详细地阐明的，在图2中也以210指示的前防钻撞保护器2被布置为当施加到其上的撞击力超过某预定幅度时提供其主要的能量吸收功能。该预定幅度大于前述保险杠结构在撞击情况期间的设计承担的幅度。此外，该预定幅度可选地通过强制性安全标准确定。

然后参考图3a至图3d，梁200以300指示且以多种方向示出。例如，在图3a中，梁300在后视图中示出。此外，在图3b中，梁300在正视图中示出。此外，在图3c中示出撞击情况之前的梁300的中心部分，而在图3d中示出撞击情况之后的梁300的中心部分。

梁300包括两个柄部(shank)304，该柄部304在前述中心部分的中心位置处相互枢转地结合。每个柄部304构成了设计为在撞击情况期间保持不受影响的刚性部件；如前文所述，每个柄部304有利地是空心部件，用于降低其重量。如图3a、图3c和图3d最清晰地示出的，两个柄部304在中心位置处通过朝着梁300的前方的枢转接头301并通过朝着梁300的后方的锁定元件302联接在一起。如图3a、图3c和图3d所示，锁定元件302是连续的V形焊接结构，它在其自由端处牢固地附接到柄部304的后表面。可选地，梁300包括用于接纳被实施为碰撞管的变形区元件203的配合结构303。该配合结构303可选地包括用于将变形区元件203固定到梁300的止动元件。

有利地，前述的枢转接头301布置在梁300的中间区域处，较小车辆基本上在此处易于从中心和前方撞击到梁300上。在撞击情况发生前，如所图示，两个柄部304不仅通过枢转接头301而且通过沿锁定元件302设置的焊缝联接在一起。

在较小车辆从中心和前方撞击到梁300上的情况中，撞击能量被消耗为对前述焊缝加应力并最终导致焊缝断裂；由此，在使焊缝断裂中做机械功来吸收撞击能量。然而，在撞击情况期间，锁定元件302保持完整，以继续将两个柄部304相互联接在一起，且如图3d所示地同时变形且两个柄部304相互枢转；锁定元件302的这种变形使柄部304能够采用在很大程度上与较小车辆的前方区域处的接触轮廓一致的空间构造。这种较大程度的一致性提供了如下优点，即在撞击情况期间生成的撞击力更均匀地越过接触外形分布，这辅助了存在于较小车辆中的溃缩区吸收撞击能量；由此有可能减轻对较小车辆内的人员的损伤。

在图3c中，锁定元件302示出为处于其折叠状态，其焊缝不受影响。在图3d中，锁定元件302示出为其焊缝断裂且部分地展开。锁定元件302能够实施为使其完全展开以形成将柄部304联接在一起的带。另外，撞击能量然后有可能在使带破裂中被消耗。因此，锁定元件302能提供多个阈值力，在这些阈值力下锁定元件302能吸收大量的撞击能量。此外，如图3a所示，柄部304能够通过多个这种锁定元件302相互结合在一起。此外，锁定元件302的焊缝能够设计为当互不相同的应力施加到其上时断裂。再另外，锁定元件302有利地具有互不相同的长度，使得在撞击情况期间当梁200逐渐变形时，锁定元件302中的一些在其另一些之前完全延伸；锁定元件302由此在互不相同的时间变得完全展开，并由此有可能在撞击情况期间提供作为施加到梁200上的撞击力的函数的对撞击能量的更渐进的吸收。

将理解的是，前述焊缝在制造锁定元件302时被有利地使用。然而，另外地或可选地，锁定元件302能够通过使用铆钉、螺钉和螺母、折叠的金属互锁舌部而以其折叠状态保持在一起。虽然锁定元件302示出为基本“V”形结构，但如果必要，它能够包括以手风琴型结构的多于一个折叠部。然而，在锁定装置302的制造过程中，单个折叠部有可能更容易且更快速地实施。

当非中心侧的撞击发生到其上时，使用前防钻撞保护器2也是有利的，因为与发生撞击的侧相关的变形元件203中的一个可运行以吸收能量，如果必要，通过一个或多个锁定元件302的部分或完全破裂来作为辅助。

常规地，前防钻撞保护器2预先组装且随后安装到车辆1的车架5上，由此降低了在车辆1的制造或维修时的组装时间和成本。保护器2可选地设计为配合具有与其车架相关的多种紧固装置的不同类型的车辆，例如前述的重型车辆。此外，被实施为预先组装的模块的保护器2可选地包括其他功能性部件，例如前灯、转向灯、接近传感器等。

虽然在前文中已将前防钻撞保护器2描述为用在重型车辆的前方区域中，但防钻撞保护器2也易于使用为后防钻撞保护器(RUPS)。此外，虽然梁300被描述为包括两个柄部304和一个枢转接头301，但将理解的是，梁300能够实施为包括多于两个柄部和多个枢转接头以将所述多于两个的柄部相互结合在一起来形成梁300；例如，保护器2可选地实施为包括通过两个枢转接头联接到两个侧柄部的短中心柄部，其中该短中心柄部比前述车架5的两个主要纵梁之间的距离短。在保护器2的修改版本中包括多于两个这种柄部有可能增强保护器2与撞击到其上的较小车辆的接触轮廓一致的能力。

在不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，在前文中描述的本发明的实施例易于修改。

诸如“包括”、“包含”、“具有”、“结合”、“含有”“是”的措辞不排除那些明确阐述的之外的其他元件或步骤。包括在所附权利要求的括号内的附图标记意图帮助理解在权利要求中要求的主旨，并不意图影响权利要求的范围。

Claims (12)

1.一种用于车辆(1)的防钻撞保护器(2)，所述保护器(2)包括相互枢转地结合在一起且相对于所述车辆(1)的车架(5)被支承的多个梁元件(304)，其特征在于：

所述多个梁元件(304)还通过一个或多个锁定元件(302)相互联接在一起，所述锁定元件(302)可在物体撞击到保护器(2)上期间施加到锁定元件(302)上的力超过一个或多个阈值幅度时破裂，并且

所述一个或多个锁定元件(302)在所述物体的撞击期间的破裂导致所述多个梁元件(304)至少部分地与所述物体和所述保护器(2)的接触轮廓一致，从而更均匀地分布在所述撞击中产生的撞击力。

2.根据权利要求1所述的防钻撞保护器(2)，其中所述多个梁元件(304)可在所述撞击期间朝着所述车辆(1)向内枢转，从而至少部分地与所述物体在所述保护器(2)上的所述接触轮廓一致。

3.根据权利要求1所述的防钻撞保护器(2)，其中每个锁定元件(302)包括折叠结构，所述折叠结构附接到其各自邻近的梁元件(304)上。

4.根据权利要求3所述的防钻撞保护器(2)，其中所述折叠结构具有可破裂地结合在一起的一个或多个折叠部，以便限定所述折叠结构可屈服和展开的力的阈值幅度，所述一个或多个可破裂的折叠部通过如下项中的至少一个结合在一起：焊缝、铆钉、螺钉和螺母、内接合突起。

5.根据权利要求3所述的防钻撞保护器(2)，其中每个锁定结构(302)可呈现第一阈值力和第二阈值力，在所述第一阈值力时所述锁定结构(302)可破裂从而展开，在所述第二阈值力以上时锁定结构(302)完全展开并且可通过施加到锁定结构(302)上的很大的拉力而破裂。

6.根据权利要求1所述的防钻撞保护器(2)，其中锁定结构(302)的一个或多个互不相同，用于提供互不相同的力的幅度范围，在所述力的幅度下所述锁定结构(302)可破裂，由此为所述保护器(2)提供了在所述撞击期间的更渐进的屈服特性。

7.根据权利要求1所述的防钻撞保护器(2)，所述防钻撞保护器(2)被实施为前防钻撞保护器或后防钻撞保护器。

8.一种车辆(1)，配备有如权利要求1所述的一个或多个防钻撞保护器(2)。

9.一种在配备有防钻撞保护器(2)的车辆(1)内提供防钻撞保护的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)接收物体到所述保护器(2)上的撞击，所述保护器(2)包括相互枢转地结合在一起且相对于所述车辆(1)的车架(5)被支承的多个梁元件(304)；

(b)当在所述物体到所述保护器(2)上的所述撞击期间生成的力超过一个或多个阈值幅度时，使将所述多个梁元件(304)相互联接在一起的一个或多个锁定元件(302)破裂；和

(c)允许所述多个梁元件(304)相互枢转，以便至少部分地与所述物体和所述保护器(2)的接触轮廓一致，从而更均匀地分布在所述撞击中产生的撞击力。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述折叠结构具有可破裂地结合在一起的一个或多个折叠部，以便限定所述折叠结构可屈服和展开时的力的阈值幅度，所述一个或多个可破裂的折叠部通过如下项中的至少一个结合在一起：焊缝、铆钉、螺钉和螺母、内接合突起。

11.根据权利要求9所述的方法，其中每个锁定结构(302)可呈现第一阈值力和第二阈值力，在所述第一阈值力时锁定结构(302)可破裂从而展开，在所述第二阈值力以上时锁定结构(302)完全展开并且可通过施加到锁定结构(302)上的很大的拉力而破裂。

12.根据权利要求9所述的方法，其中锁定结构(302)的一个或多个互不相同，用于提供互不相同的力的幅度范围，在所述力的幅度下所述锁定结构(302)可破裂，由此为所述保护器(2)提供了在所述撞击期间的更渐进的屈服特性。

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