SE511026C2 - Arrangemang vid underkörningsskydd för fordon - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 511 026 2 låg att en personbil inte får plats att tränga in under lastfordonet och klämmas fast mellan lastfordonet och vägbanan vid en kollision. En sådan åtgärd står dock i motsats till det ovannämnda önskemålet med en hög markfrigång för att underlätta körning i ojämn terräng. En sänkning av markfrigången är således utesluten vid många typer av lastfordon.

En annan lösning på de aktuella problemet är att förse lastfordonet med ett speciellt underkörningsskydd i form av en förstärkt struktur, t.ex. i form av ett horisontellt anordnat balkelement i lastfordonets front. Med hjälp av ett sådant element kan man förhindra att en personbil tränger in under lastfordonets front. Vidare kan en sådan förstärkt struktur anordnas så att den blir energiabsor- berande, varigenom strukturen tar upp energi vid påkänning.

Detta minskar ytterligare risken för allvarliga skador vid en eventuell kollision.

Ett speciellt problem i samband med energiabsorberande underkörningsskydd består dock i att det är svårt att styra energiabsorptionen på ett kontrollerbart sätt. Ett annat problem hänför sig till förväntade lagkrav inom EU, varvid gränsvärden har definierats för de påkänningar som ett underkörningsskydd skall kunna motstå utan att en viss högsta deformation överskrids. Enligt nämnda lagkrav gäller att ett underkörningsskydd skall kunna motstå upp till 16 tons tryckkraft utan att det deformeras. En försvårande omständighet i detta sammanhang är dock att det vid vissa olyckstyper förekommer påkänningar med betydligt högre kraft. Det finns således ett behov av arrangemang vid underkörningsskydd som kan motstå högre krafter än nämnda lagkrav.

Ett förut känt underkörningsskydd för lastfordon visas i patentdokumentet DE-C2-4103782. Detta underkörningsskydd 10 15 20 25 30 35 511 026 3 innefattar ett stötupptagande element som är anordnat under lastfordonets främre stötfångare. Det stötupptagande elementet kan ställas i en viss vinkel i förhållande till vägbanan. I händelse av kollision med en personbil kommer stötfångaren att påverkas med en viss kraft, vilket medför att ett länksystem påverkas att svänga det stötupptagande elementet till en position som förhindrar att personbilen tränger in under lastfordonet.

Fastän denna kända konstruktion i princip ger ett gott skydd mot underkörning av personbilen är den behäftad med en nackdel i det att den innefattar ett stort antal rörliga delar, vilket gör den onödigt komplicerad och skapar en risk för funktionsbortfall. Dessutom ger denna lösning liten möjlighet att styra energiupptagningen på ett kontrollerat vis under en kollision.

Ett annat känt underkörningsskydd för ett fordon visas i patentdokumentet DD 259822. Detta system uppvisar två huvudsakligen S-formiga dämpelement som är deformerbara och som är anordnade mellan ett fjäderfäste hos fordonet och ett underkörningsskydd. Vid påkänning deformeras dämp- elementen, varvid kraft upptas.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Ändamålet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förbättrat underkörningsskydd för lastfordon, som ger en säker funktion och som uppfyller uppställda krav på energiupptagning. I synnerhet är det ett ändamål att tillhandahålla ett underkörningsskydd som medger en kontrollerad energiupptagning vid påkänning. Ovanstående ändamål uppnås medelst en anordning, vars kännetecknande särdrag framgår av efterföljande patentkrav 1.

Uppfinningen är avsedd för fordon som innefattar en ramstruktur samt ett anslagselement som är anordnat på 511 026 10 15 20 25 30 35 4 fordonet vid en position som motsvarar en förväntad påkänning av en kraft vid en eventuell kollision.

Uppfinningen innefattar också ett energiabsorberande element sonx förbinder nämnda ranx med anslagselementet.

Uppfinningen baseras på att nämnda energiabsorberande element är utformat med ett försvagat parti som huvudsakligen utgör en svängningsled för deformerande böjning av elementet vid nämnda påkänning.

Enligt en föredragen utföringsform är det energiabsorbe- rande elementet utformat så att det deformeras under energiupptagning först vid påkänning lned en kraft som överstiger ett förutbestämt gränsvärde. Detta gränsvärde kan väljas i enlighet med rådande lagkrav.

Enligt en föredragen utföringsform innefattar uppfinningen ett mothållselement, företrädesvis i form av ett befintligt fjäderfäste i fordonet. Vid deformation kommer det energiupptagande element till anliggning mot fjäderfästet, varigenom nwcket höga krafter upptas. Uppfinningen kan således motstå högre krafter än planerade lagkrav, utan att risk för underkörning uppstår.

Ytterligare fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen komer i det följande att förklaras närmare med hänvisning till ett föredraget utföringsexempel och de bifogade ritningarna, i vilka: figur 1 är en sidovy som visar schematiskt hur den föreliggande uppfinningen kan anordnas i ett lastfordon, 10 15 20 25 30 35 5 figur 2 är en isärtagen perspektivvy som visar de ' huvudsakliga komponenterna enligt uppfinningen, figur 3 är en sidovy av vilken uppfinningens funktion framgår.

FÖREDRAGNA Urrönmssrommn: Uppfinningen utgör ett underkörningsskydd som i synnerhet, men inte uteslutande, är avsett för lastfordon med relativt hög markfrigång. Figur 1 är en något förenklad sidovy som visar ett lastfordon 1 som är försett med ett arrangemang enligt uppfinningen. I figuren visas också en personbil 2.

Av figuren framgår att en eventuell frontalkollision mellan en personbil och ett lastfordon kan leda till att person- bilen kläms fast mellan lastfordonet och vägbanan, vilket kan leda till allvarliga skador på åkande i personbilen 2.

Ett grundläggande syfte med den föreliggande uppfinningen är att förhindra att en sådan situation uppstår.

Lastfordonet 1 är på konventionellt sätt försedd med en ram som i sin tur innefattar två längsgående rambalkar, varav endast en rambalk 3 framgår av figuren. Rambalken 3 sträcker sig huvudsakligen i fordonets 1 längsriktning, fram till dess frontparti. Enligt en föredragen utförings- form av uppfinningen finns två chassikonsoler 4 fast anordnade vid respektive rambalk 3, närmare bestämt vid den främre delen av respektive rambalk 3. Av figuren framgår dock endast den ena, chassikonsolen 4. Vidare finns en stötdämpare 5 anordnad med horisontell utsträckning tvärs lastfordonets 1 frontparti. Stötdämparen 5 uppbärs av chassikonsolerna 4.

Enligtuppfinningentillhandahållsenergiabsorberandenædel i form av ytterligare två konsoler 6 (varav endast en konsol framgår av figur 1), vilka är infästa :i såväl rambalken 3 som chassikonsolen 4 och förbinder dessa 511 6326 10 15 20 25 30 35 511 026 6 element med varandra. Konsolerna 6, vilka kommer att beskrivas mer i detalj nedan, uppbär ett anslagselement i forum av en balk 7 med huvudsakligen horisontell utsträckning tvärs fordonets 1 längsriktning. Tvärbalken 7 har ett kvadratiskt rektangulärt) tvärsnitt och är anordnad på en höjd över huvudsakligen (alternativt vägbanan som svarar mot en viss förutbestämd markfrigång, företrädesvis c:a 35-40 cm. Dessutom finns en spoiler 8 fast anordnad i stötfångarens 5 underkant. Spoilern 8 har en utsträckning längs stötfångaren 5 och i höjd med tvärbalken 7.

Respektive rambalk 3 är dessutom förbunden med en gjuten konsol som utgör ett fjäderfäste 9 för en fjädring 10. På ett sätt som i sig är förut känt utgör denna fjädring 10 en del av lastfordonets 1 hjulupphängning. Fjäderfästet 9 är anordnat huvudsakligen i linje med den energiabsorberande konsolen 6, d.v.s. sett i lastfordonets 1 längsriktning.

Enligt vad som kommer att framgå i detalj nedan har uppfin- ningen följande funktionssätt. Vid en eventuell kollision mellan lastfordonet 1 och personbilen 2 kommer tvärbalken 7 att påverkas med en stor kraft F. Denna kraft F kommer att fortplantas till respektive konsol 6, vilka på ett kontrollerat sätt kan deformeras så att kraften kan absorberas. Samtidigt förhindras att personbilen 2 tränger in mellan lastfordonet 1 och vägbanan.

Figur 2 är en isärtagen perspektivvy som något förenklat visar uppbyggnaden av tvärbalken 7 och de energiabsor- berande konsolerna 6. Figuren visar endast den ena av konsolerna 6 samt en del av tvärbalken 7. Båda konsolerna är dock arrangerade på liknande vis. Respektive konsol 6 är företrädesvis tillverkad av borstål och anordnas medelst ett skruvförband i ett fäste ll nära tvärbalkens 7 ände 12.

Vidare innefattar respektive konsol 6 en övre sektion 13, 10 15 20 25 30 35 511 026 7 som företrädesvis utgörs av ett styvt infästningsparti som är avsett att fästas i respektive rambalk 3 (varav endast rambalk framgår av figur 2) medelst ett skruvförband. Den höga styvheten hos den övre sektionen 13 erhålles företrädesvis genom härdning av detta parti. Infästningen i rambalken 3 görs via den ovannämnda chassikonsolen 4, vilken är utformad med ett tvärsnitt som ser ut huvud- sakligen som bokstaven "h". Vid montering förs den övre delen av konsolen 6 in i chassikonsolen 4 enligt vad som visas med en pil i figur 2. Konsolen 6 och chassikonsolen 4 anordnas vid rambalken 3 med hjälp av (ej visade) genomgående skruvar med utsträckning genom såväl konsolen 6 som chassikonsolen 4.

Vid påkänning med en kraft F kommer tvärbalken 7 att påverkas så att kraften fortplantas till respektive konsol 6. Om kraften är tillräckligt stor komer konsolerna 6 att deformeras och böjas bakåt. För detta ändamål är konsolens 6 mittsektion utformad med en midja 14 som innefattar ett hål 15, vilket utgör en försvagning vid vilken konsolen 6 kan böjas vid påkänning. Den nedre delen av respektive energiabsorberande konsol 6 är utformad som ett vinklat parti 16 vars form är avpassat efter respektive fäste 11 i tvärbalken 7.

Det kan noteras att figur 2 inte visar vare sig fjäder- fästet 9 eller fjädringen 10 (jfr. figur 1).

Figur 3 är en sidovy av arrangemanget enligt uppfinningen, villket illustrerar att den energiabsorberande konsolen 6 är fast anordnad vid rambalken 3 via ett skruvförband 17 i konsolens 6 övre sektion 13. Vidare är nämnda konsol 6 förbunden med chassikonsolen 4 via ett ytterligare skruvförband 18. Chassikonsolen 4 är i sin tur förbunden även med rambalken 3. I händelse av en kollision kommer tvärbalken 7 att påverkas med en kraft F som fortplantas 10 15 20 25 30 35 511 026 8 till den energiabsorberande konsolen 6. Härvid är konsolen 6 dimensionerad för att motstå påkänningarna som motvarar en tryckkraft på upp till ett förutbestämt gränsvärde (t.ex. en tryckkraft på 16 ton rakt mot tvärbalken 7).

Enligt vad som nämnts ovan kan dock betydligt större Enligt uppfinningen är skruvförbandet 18 mellan konsolen 6 och påkänningar förekomma vid vissa olyckstyper. chassikonsolen 4 dimensionerat så att det slits sönder vid påkänningar som är högre än nämnda gränsvärde. Vidare är den energiabsorberande konsolen 6 dimensionerad så att den vid så höga krafter ger vika och deformeras genom böjning under det att energi upptas. För att deformationen skall ske på ett kontrollerat sätt är hålet 15 inrättat att definiera ett försvagat parti vid konsolens 6 midja 14.

Detta böjningen av konsolen 6. Vid denna påkänning kommer försvagade parti bildar en svängningsled för respektive konsol 6 att böjas bakåt i riktning mot den position som visas med streckade linjer och næd hänvisningsbeteckningen 6' i figur 3.

Genom att den övre sektionen 13 är härdad och mycket styv, och genom att midjan 14 har tilldelats mjukare material- egenskaper, kommer konsolerna 6 att deformeras under energiabsorption på ett mycket kontrollerat vis. Vid påkänning under en eventuell kollision kommer midjan 14 att böjas ungefär som ett gångjärn kring den svängningsled som bildas i området kring hålet 15, under det att konsolens 6 nedre del förskjuts bakåt i fordonet. Detta kontrollerade förlopp uppnås främst genom att konsolen 6 tillverkas av ett borstål och genom att den övre sektionen 13 härdas.

Detta ger bl.a. en mycket skarp gräns mellan konsolens 6 två avsnitt med olika materialegenskaper efter härdning.

Det avsnitt av konsolen 6 som är härdat markeras i figur 3 som ett skuggat parti 19 som sträcker sig ett stycke nedåt räknat från konsolens 6 övre kant. Genom att konsolen 6 tillverkas av ett borstål möjliggörs också att gränsen 10 15 20 25 30 35 511åo26 9 mellan den härdade delen 19 och den icke-härdade delen av konsolen 6 kan göras mycket skarp, av storleksordningen 10 mm.

Gränsen vid vilken konsolen 6 komer att börja deformeras under energiupptagning kan bestämmas genom dimensionering av konsolen 6, särskilt vad beträffar hålets 15 placering och storlek. När denna gräns uppnås sker således en böjning, d.v.s. en deformation, på ett kontrollerat sätt under det att energi tas upp.

När konsolen 6 och tvärbalken 7 har svängts en viss vinkel bakåt kommer konsolens 6' bakre kant 20 att ha förflyttats så långt bak att kommer till anliggning mot fjäderfästet 9 bakom konsolen 6'. Fjäderfästet 9 utgörs av ett gjutet element som kan motstå mycket stora krafter. På så vis definieras ett mothåll med vars hjälp stora krafter mot tvärbalken 7 kan upptas. Praktiska försök visar att krafter på upp till 50 ton kan tas upp med detta arrangemang.

Uppfinningen fungerar således ungefär som ett energi- absorberande "gångjärn" som inte har några egentliga rörliga delar förutom den nedre delen av respektive konsol 60 Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan uppfinningen i princip även användas som ett underkörnings- skydd som anordnas vid fordonets bakre ändparti eller längs dess sidor. Vidare kan antalet energiabsorberande konsoler 6 vara en, tvâ eller fler till antalet.

Istället för ett enda hål 15 kan två eller flera hål tas upp i konsolen 6. Enligt en alternativ utföringsform kan även en nmtsvarande försvagat parti erhållas genom att 10 15 20 511 026 10 utforma midjan 14 som ett parti som är betydligt smalare än konsolen 6 i övrigt.

Istället för att utnyttja en energiabsorberande konsol 6 med en övre sektion 13 som är härdad kan konsolen 6 också vara uppbyggd av två (eller flera) materialstycken næd olika egenskaper och olika styvhet som. sammanfogas på lämpligt sätt.

Istället för ett befintligt fjäderfäste 9 kan uppfinningen innefatta någon annan form av kraftupptagande nwthàll.

Enligt en alternativ utförande kan ett sådant mothåll också uteslutas helt.

Enligt en variant av uppfinningen, vilken är lämpad för vissa fordonstyper, kan i princip respektive chassikonsol 4 uteslutas. I så fall kan stötfångaren 5 och tvärbalken 7 fästas direkt mot den deformerbara konsolen 6. Dock kan en sådan chassikonsol 4 med fördel utnyttjas vid många typer av fordon för infästning av t.ex. fordonets stötfångare och hytt.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 511 026 11 107698 PA 1998-07-15 PATENTKRAV:

1. Arrangemang vid underkörningsskydd för fordon (1) innefattande en ram (3), ett anslagselement (7) anordnat på fordonet (1) vid en position som motsvarar en förväntad påkänning av en kraft (F) vid en eventuell kollision, samt ett energiabsorberande element (6) som förbinder ramen (3) med anslagselementet (7), varvid nämnda energiabsorberande element (6) är utformat med ett försvagat parti (14, 15), k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda energi- absorberande element (6) innefattar en övre härdad sektion (13) som är förbunden med ramen (3) samt en nedre icke- härdad sektion i vilken anslagselementet (7) är infäst, varvid gränsen mellan nämnda övre sektion (13) och nämnda nedre sektion är positionerad i anslutning till nämnda försvagade parti (14, 15) och huvudsakligen utgör en svängningsled för deformerande böjning av elementet (6) vid nämnda påkänning.

2. Arrangemang enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v , att nämnda försvagade parti (14, 15) är utformat med dimensioner som svarar mot en deformation av elementet (6) endast vid påkänning med en kraft som över- stiger ett förutbestämt gränsvärde.

3. Arrangemang enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v , att nämnda svängningsled har sin utsträckning huvudsakligen tvärs fordonets (1) längs- riktning.

4. Arrangemang enligt patentkrav 1,l< ä n n e t e c k n a t d ä 1: a v , att nämnda energiabsorberande element (6) 10 15 20 511 026 12 utgörs av en konsol med huvudsakligen vertikal utsträckning och att nämnda försvagade parti (14, 15) innefattar ett hål genom nämnda konsol.

5. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda energi- absorberande element (6) är tillverkat av borstål.

6. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda anslags- element (7) utgörs av en tvärbalk som är anordnad vid fordonets (1) frontparti, med utsträckning huvudsakligen tvärs fordonets (1) längsriktning.

7. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att det innefattar ett mothållselement (9) mot vilken nämnda energiabsorberande element (6) kommer till anliggning efter förutbestämd deformation.

8. Arrangemang enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda mothållselement (9) utgörs av ett i fordonet (1) befintligt fjäderfäste (9).