NL1007592C2 - Schokbreker. - Google Patents
Schokbreker. Download PDFInfo
- Publication number
- NL1007592C2 NL1007592C2 NL1007592A NL1007592A NL1007592C2 NL 1007592 C2 NL1007592 C2 NL 1007592C2 NL 1007592 A NL1007592 A NL 1007592A NL 1007592 A NL1007592 A NL 1007592A NL 1007592 C2 NL1007592 C2 NL 1007592C2
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- piston
- hollow element
- hollow
- reinforced
- shock
- Prior art date
Links
- 230000035939 shock Effects 0.000 title claims description 35
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 title description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 21
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 18
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 9
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 8
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 6
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
- B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
- B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
- B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
- F16F7/125—Units with a telescopic-like action as one member moves into, or out of a second member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Dampers (AREA)
Description
Titel: Schokbreker.
De uitvinding heeft betrekking op een schokbreker, in het bijzonder voor voertuigen. Het is van belang dat voertuigen een hoog veiligheidsniveau hebben en zulks onder vermijding van een excessieve toename van het volume, het 5 gewicht en de kosten. Het is bovendien wenselijk dat een zo groot mogelijk deel van de materialen van een voertuig opnieuw bruikbaar of terugwinbaar is.
Omkeerbare inrichtingen - d.w.z. inrichtingen voor meervoudig gebruik - voor het opnemen van schokken zijn op 10 vele gebieden bekend. Het betreft bijvoorbeeld inrichtingen die zijn voorzien van veren of pneumatische of hydraulische dempers. Deze laatste inrichtingen zijn echter gecompliceerd en leveren betrouwbaarheidsproblemen op (kans op lekken, etc.). Bovendien is het grootste deel van de 15 omkeerbare schokbrekers van dit type slechts bruikbaar bij lichte schokken tengevolge van hun geringe vermogen voor het opnemen van energie.
Een grotere doelmatigheid kan worden verkregen door niet omkeerbare inrichtingen (voor enkelvoudig gebruik) 20 voor het opnemen van schokken toe te passen. Vele types daarvan zijn reeds voorgesteld en toegepast op het gebied van voertuigen; zij zijn in dit geval doorgaans geplaatst tussen de bumper en het chassis van het voertuig.
Zo is bijvoorbeeld uit het Amerikaanse octrooi-25 schrift 5.427.214 een inrichting bekend, die is uitgerust met twee metalen buizen, welke in elkaar kunnen schuiven. Een schok brengt de relatieve verschuiving van deze twee buizen teweeg, zodat een vernauwde sectie van de buitenbuis, die door een ring is versterkt, de samen-30 drukking in radiale richting teweegbrengt van de binnenbuis, die plastisch wordt vervormd en aldus gedeeltelijk de stootenergie absorbeert. Deze inrichting is voor wat betreft de vervaardiging gecompliceerd en het functioneren daarvan is waarschijnlijk weinig doelmatig 1007592 2 voor zover de energieopname is gebaseerd op een radiale deformatie onder samendrukking van de inwendige buis, minder goed reproduceerbaar en maakt minder goed gebruik van de weerstand van het materiaal als het geval zou zijn 5 bij belasting in trekrichting.
Het Amerikaanse octrooischrift 4.601.367 beschrijft een samengestelde buis, die is vervaardigd door het schroeflijnvormig wikkelen van verschillende lagen, bestaande uit stroken versterkingsvezels, die zijn bekleed 10 met een thermohardende hars, welke stroken elkaar onder een grote hoek, nagenoeg loodrecht kruisen. Bij het optreden van een schok wordt deze samengestelde buis in axiale richting gecomprimeerd en de schokenergie wordt ten dele geabsorbeerd door het loslaten van de vezelstroken op 15 plaatsen waar deze elkaar kruisen, onder invloed van torsiekrachten. De energieabsorptie is derhalve recht evenredig met het totale oppervlak van de kruisingen van de stroken, die relatief gering is tenzij een groot aantal uit stroken samengestelde lagen wordt toegepast. Bovendien 20 worden de vezels op deze wijze slechts op afschuiving (torsie) belast en zij worden derhalve onvolledig benut in vergelijking met een belasting op trek. De toepassing van een thermohardende hars tenslotte bemoeilijkt de fabricage en het terugwinnen van deze inrichting.
25 Bovendien moet meer in het algemeen worden vastgesteld dat een belasting in samendrukrichting doorgaans een knikrisico met zich brengt, hetgeen leidt tot het functioneren met een onzekere doelmatigheid.
De uitvinding beoogt een schokbreker te verschaffen 30 die eenvoudig, licht, doelmatig, qua volume klein en weinig kostbaar is, waarvan de toepassing de mogelijkheid verschaft om met name de overdimensionering van andere delen van het voertuig te vermijden of te reduceren, alsmede hun samenhang te behouden bij gematigde schokken.
35 Dit doel wordt bereikt door een hoofdelement met een zeer eenvoudige geometrie toe te passen, op basis van kunststof- 1 007592 3 materiaal, dat het voordeel heeft niet te corroderen en terugwinbaar te zijn. In kunststof uitgevoerde bumpers worden op grote schaal toegepast, maar zij zijn slechts in staat om schokken van geringe energie op te nemen zoals 5 deze zich kunnen voordoen bij het rijden met geringe snelheid, bij voorkeur minder dan 8 km per uur in het geval van gemiddelde voertuigen. De onderhavige uitvinding vergroot het toepassingsgebied van kunststofmaterialen voor het opnemen van energie uit zwaardere stoten, bijvoorbeeld 10 stoten die zich kunnen voordoen bij snelheden in de orde van 10 a 20 km per uur.
De onderhavige uitvinding betreft, nauwkeuriger omschreven, een inrichting voor het absorberen van stoten, welke inrichting een hol element omvat van langgerekte vorm 15 op basis van een kunststof, alsmede een zuiger van zodanige vorm dat deze in het inwendige van dit holle element opneembaar is onder gelijktijdige deformatie daarvan in tenminste radiale richting.
Het holle element kan een willekeurige doorsnede 20 hebben, bijvoorbeeld veelhoekig, ovaal of rond. Bij voorkeur heeft het holle element een ronde doorsnede. De dwarsafmetingen kunnen variabel of constant zijn in axiale richting. Een hol element met ronde doorsnede kan bijvoorbeeld naar keuze een cilindrische vorm hebben (met 25 constante diameter) of een conische vorm (een lineair variërende diameter). Het verdient de voorkeur dat de dwarsafmetingen van het holle element constant zijn, hetgeen de fabricage daarvan vereenvoudigt.
Het holle element bestaat tenminste ten dele uit een 30 kunststofmateriaal. Onder kunststofmateriaal wordt verstaan elk thermohardend of thermoplastisch polymeer, ofwel een mengsel van dergelijke polymeren. Men kan eventueel aan dit of deze polymeren één of meer klassieke additieven toevoegen zoals smeermiddelen, weekmakers, stabilisatoren, 35 anti-oxydanten, pigmenten, minerale stoffen, versterkings-vezels, etc. Bij voorkeur omvat het kunststofmateriaal dat 1007592 4 wordt gebruikt voor het vervaardigen van het holle element één of meer thermoplastische polymeren, die met name voordelen bieden op het gebied van de terugwinning, zoals polyetheen (PE), polypropeen (PP) polyvinylchloride (PVC), 5 etc. Zeer goede resultaten werden verkregen door toepassing van polyolefinen. De voorkeur verdient de toepassing van PP, waarvan de thermo-weerstand groter is dan die van PE.
Volgens een voorkeurvariant is het holle element in omtreksrichting versterkt. De in omtreksrichting lopende 10 versterking kan bijvoorbeeld worden verkregen door versterkingsvezels, die in meerderheid in omtreksrichting zijn georiënteerd. Het kan daarbij gaan om korte vezels, die tijdens de fabricage zijn verstrooid in de wand van het holle element en/of bundels van continue vezels, die zijn 15 gewikkeld op het oppervlak van een holle doorn na de fabricage van het element.
Bij voorkeur wordt de techniek van het filamentair omwikkelen toegepast, volgens welke techniek het holle element in omtreksrichting wordt versterkt door één of meer 20 bundels van continue versterkingsvezels, die op het oppervlak zijn gewikkeld. De toegepaste, "continue" vezels hebben in dit geval een grote lengte, bijvoorbeeld enige tientallen meters. Elk type vezel kan worden toegepast: koolstofvezels, aramidevezels, glasvezels etc. De voorkeur 25 verdient de toepassing van glasvezelbundels. De bundels zijn bij voorkeur in quasi-omtreksrichting rondom het holle element gewikkeld, waarbij zij ten opzichte van de hartlijn van het holle element een hoek maken die groter is dan 85°. Het verdient bovendien de voorkeur dat de spiralen die zij 30 vormen op elkaar aansluiten. Wanneer meerdere bundels worden toegepast is het voordelig om hen beurtelings links draaiend en rechts draaiend te wikkelen. Na het aanbrengen van de versterking kunnen de bundels versterkingsvezels bij voorkeur worden beschermd door toepassing van een afdeklaag 35 van kunststof op het buitenoppervlak van het aldus versterkte holle element bijvoorbeeld door bekledings- 1007592 5 extrusie. Dergelijke bundels van versterkingsvezels doen de omtreksweerstand van het holle element in belangrijke mate toenemen en derhalve ook het vermogen voor het opnemen van energie. Een ander voordeel van de aanwezigheid van deze 5 bundels versterkingsvezels bestaat daarin dat wordt verhinderd dat het holle element plotseling over een groot deel van zijn lengte scheurt bij het ondergaan van een schok of dat het holle element uitknikt.
Het is in het bijzonder voordelig bundels toe te 10 passen waarvan de vezels zijn geïmpregneerd met een thermoplastisch materiaal (hierna "Cofits" genoemd - Continuous fiber impregnated by a thermoplastic). Een met voordeel toegepaste fabricagetechniek bestaat in het versterken van een hol element met een dergelijke Cofit onder gelijk-15 tijdige verwarming van deze laatste en het uitwendige oppervlak van het holle element teneinde de hechting daarvan te verbeteren alsmede bij voorkeur een radiale druk uit te oefenen op de Cofit op het contactpunt met het holle element of stroomopwaarts van dit punt.
20 Bij voorkeur is het holle element exclusief samengesteld uit kunststof (in de zin als hierboven gedefinieerd, met inbegrip van eventuele toevoegingen) en eventuele versterkingsvezels. Volgens een voorkeursvariant is het holle element bovendien versterkt door korte vezels 25 die in de ziel daarvan zijn gedispergeerd, in hoofdzaak evenwijdig aan de hartlijn gericht.
De zuiger, die aanvankelijk is geplaatst aan één uiteinde van het holle element, is beweegbaar ten opzichte daarvan, en kan coaxiaal in het inwendige daarvan 30 binnendringen. De dwarsdoorsnede van de zuiger heeft in hoofdzaak dezelfde vorm als de inwendige dwarsdoorsnede van het holle element. In het bijzonder kunnen beide onderdelen een ronde dwarsdoorsnede hebben. Bovendien moet tenminste een deel van de zuiger dwarsafmetingen hebben die 35 enigermate groter zijn dan de inwendige dwarsafmetingen van het holle element zodat de zuiger niet vrij in het 1007592 6 inwendige van het holle element kan schuiven zonder dit laatste radiaal te deformeren. Het verdient de voorkeur dat het voorste uiteinde van de zuiger (gezien in de binnendringrichting in het geval van een stoot) smaller is 5 dan het holle element teneinde een geleiding te verzekeren zonder aanvankelijke deformatie in radiale richting.
Volgens een voordeel biedende variant hebben het holle element en de zuiger elk een ronde dwarsdoorsnede en is de zuiger zodanig geprofileerd dat het voorste uiteinde 10 een diameter heeft die kleiner is dan de inwendige diameter van het holle element (Dc) en dat tenminste één van de delen van de zuiger een diameter heeft die groter is dan Dc. Het verschil tussen de dwarsafmetingen van het voorste uiteinde van de zuiger en de inwendige afmetingen van het 15 holle element is bij voorkeur 1 a 10%.
Het biedt voordelen wanneer de zuiger geen scherpe randen heeft teneinde te vermijden dat de zuiger scheuren aanbrengt in de wand van het holle element en/of daarin komt vast te zitten, in welk geval de werkzaamheid van de 20 inrichting volgens de uitvinding zou kunnen worden gereduceerd. Om deze reden geeft men er de voorkeur aan dat de afmetingen van de zuiger in hartlijnrichting geleidelijk toenemen. In het geval van een hol element met ronde doorsnede kan de zuiger bijvoorbeeld een afgeknot 25 kegelvormige vorm hebben, waarbij de kleine diameter kleiner is dan de inwendige diameter van het holle element en de grote diameter groter is dan genoemde inwendige diameter.
Het werkingsprincipe van de inrichting volgens de 30 uitvinding is als volgt: bij het optreden van een schok dringt de zuiger binnen in het inwendige van het holle element, waarbij de voortgaande beweging daarvan in hoofdzaak wordt tegengewerkt door de radiale deformatie-krachten van het holle element. Deze door de zuiger op het 35 holle element uitgeoefende radiale krachten brengen in omtreksrichting lopende spanningen teweeg in de wand van 1007592 7 het holle element. Het feit dat deze wand aldus in hoofdzaak op trek wordt belast verkleint in belangrijke mate de kans op het optreden van knik, welk verschijnsel zich bij een groot aantal bekende inrichtingen voordoet.
5 Volgens een bij voorkeur toegepaste variant is de zuiger zodanig ontworpen dat het binnendringen daarvan in het inwendige van het holle element niet leidt tot het volledig openscheuren daarvan. Een volledig openscheuren van het holle element, zelfs indien dit aanvankelijk 10 slechts zou optreden ter plaatse van de zuiger, zou het gevaar opleveren dat deze scheur zich snel in het holle element voortplant op grond van scheurwerking en leiden tot een kleine scheur, hetgeen de opgenomen energie zou doen verminderen.
15 Wanneer het holle element niet is versterkt door één of meer bundels versterkingsvezels, die ongeveer in omtreksrichting op het oppervlak daarvan zijn gewikkeld, is het weer nodig dat het holle element slechts een plastische deformatie ondergaat. De dwarsafmetingen van de zuiger 20 moeten derhalve zodanig zijn dat de verlenging in omtreksrichting van het holle element, die wordt teweeggebracht door het daarin binnendringen van de zuiger kleiner is dan de verlenging bij scheuren van het materiaal waaruit het holle element is samengesteld.
25 Wanneer het holle element is samengesteld uit een holle doorn, die is versterkt door één of meer van dergelijke vezelbundels, is het noodzakelijk dat deze doorn slechts een plastische deformatie ondergaat. In het tweede geval is het echter wenselijk dat de zuiger zodanig is 30 ontworpen dat het binnendringen daarvan in het inwendige van het holle element het scheuren van de bundels versterkingsvezels teweegbrengt. Dit houdt in dat de verlenging bij scheuren van de toegepaste vezelbundels kleiner is dan die van het materiaal waaruit de doorn van 35 het holle element is samengesteld hetgeen doorgaans het geval is bij vezels zoals glasvezels. De energie die wordt 1 007592 8 geabsorbeerd door het scheuren van de vezelbundels vergroot de bij schokken geabsorbeerde energie in aanzienlijke mate ten opzichte van het geval waarin geen versterking is toegepast, aannemende dat alle andere voorwaarden gelijk 5 zijn.
In alle gevallen is het bovendien wenselijk om te vermijden dat bij de fabricage van het holle element een kunststofmateriaal wordt toegepast dat slecht bestand is tegen schokken.
10 De inrichting volgens de uitvinding heeft ten opzichte van de bekende inrichting het voordeel dat de doelmatigheid er van, d.w.z. de geabsorbeerde energie, is gerelateerd aan de weerstand in omtreksrichting van het holle element, d.w.z. in hoofdzaak de dikte van de wand en 15 de eventuele versterking daarvan en niet is gekoppeld met de globale afmetingen in dwarsrichting (de buitendiameter in het geval van een hol element met constante ronde doorsnede). Dit verschaft de mogelijkheid om bij de inrichting volgens de uitvinding een grote compactheid te 20 combineren met hoge prestaties.
De zuiger kan zijn samengesteld uit elk materiaal, dat een voldoende mechanische weerstand geeft, bijvoorbeeld metaal of een geschikt kunststofmateriaal. Hij kan vol zijn of hol. De weerstand van de zuiger moet zodanig zijn dat 25 deze slechts verwaarloosbare vervormingen ondergaat en in elk geval niet breekt voor het eventuele volledig openscheuren van het holle element, indien de inrichting volgens de uitvinding aan een schok wordt onderworpen. De terugwinbaarheid van de zuiger is minder kritisch dan die 30 van het holle element doordat, zulks in tegenstelling tot dit laatste, de zuiger in principe niet wordt beschadigd tijdens een schok, die het functioneren van de inrichting volgens de uitvinding teweegbrengt. Anders gezegd is het na een dergelijke schok in principe voldoende om het holle 35 element te vervangen om de inrichting volgens de uitvinding opnieuw operationeel te maken.
1007592 9
Teneinde de doelmatigheid van de inrichting verder te vergroten voor het geval dat de schok kan optreden in een richting die schuin staat ten opzichte van de hartlijn van de schokopneeminrichting bestaat een interessante 5 variant van de uitvinding daarin dat de hierboven beschreven inrichting is uitgerust met één of meer geleidingselementen, die de zuiger dwingen zich coaxiaal aan het holle element te verplaatsen. Dit doel kan, op concrete wijze, bijvoorbeeld worden bereikt door een stijve 10 as aan te brengen met hoge mechanische weerstand, die coaxiaal is met het holle element en een doorgaande coaxiale opening aan te brengen in de zuiger, waarvan de diameter enigermate groter is dan die van de as, een en ander zodanig dat de zuiger over deze as kan schuiven en 15 daardoor wordt geleid in een richting coaxiaal met het holle element. Als alternatief zou men de zuiger vast kunnen verbinden met een stijve as, die verschuifbaar is door het onderdeel waaraan het holle element is bevestigd.
Men kan het holle element bevestigen aan het chassis 20 van het voertuig en de zuiger aan een onderdeel dat de stoten kan of moet ondergaan (bijvoorbeeld een bumper) ofwel het omgekeerde doen. Het kan bovendien wenselijk zijn één of meer omkeerbare schokopnemers (elastische blokken, etc.) te combineren met de inrichting volgens de uitvinding 25 zodat deze laatste niet wordt beschadigd door lichte schokken.
Volgens een bijzonder eenvoudige en economische, niet limitatieve variant heeft het holle element een constante doorsnede en heeft de zuiger een variabele 30 doorsnede, die op geschikte wijze is geprofileerd. Dit verschaft de mogelijkheid het holle element te fabriceren door het in stukken snijden van een uitgangsbuis van grote lengte, die bijvoorbeeld door extrusie (en eventuele versterking) is verkregen volgens een continu proces.
35 Volgens een voordelige variant van de onderhavige uitvinding is het holle element meer versterkt in de 1007592 10 nabijheid van dat uiteinde, dat het verst verwijderd is van de aanvankelijke positie van de zuiger. Indien het holle element een steeds hogere weerstand oplevert naarmate de zuiger dieper binnendringt in het inwendige daarvan neemt 5 de geabsorbeerde energie per centimeter zuigerverplaatsing progressief toe, hetgeen nuttig kan zijn bij het optreden van zeer zware schokken. Een dergelijke progressieve versterking kan bijvoorbeeld worden verkregen door het holle element over zijn totale lengte te versterken door 10 het element te omwikkelen met een laag vezelfilamenten, door het laatste twee derde deel van de lengte te versterken met een tweede laag filamenten en het laatste derde deel van zijn lengte te versterken met een derde laag filamenten. Een toenemende versterking kan eveneens worden 15 verkregen door de wikkelspoed van de vezelbundel of bundels te variëren in de richting van de langsas van het holle element.
Een andere variant bestaat daarin dat het holle element niet slechts wordt onderworpen aan in omtreks-20 richting verlopende spanningen maar eveneens aan radiale buigkrachten. Daartoe kan men een zuiger gebruiken waarvan de dwarsdoorsnede niet dezelfde vorm heeft als de inwendige doorsnede van het holle element. Indien dit laatste element een ronde inwendige doorsnede heeft zal bijvoorbeeld het 25 binnendringen van een zuiger met ovale doorsnede binnen het holle element in een eerste stap leiden tot een elastische deformatie (ovale vervorming) en vervolgens eventueel tot een plastische deformatie waarbij slechts weinig spanningen in omtreksrichting worden opgewekt. De in een dergelijk 30 geval geabsorbeerde totale energie kan groter zijn dan die, die wordt geabsorbeerd in het geval waarin van belasting in zuivere omtreksrichting sprake is.
De hierboven beschreven inrichting kan dienen voor het opnemen van schokken in elk type toepassing en is 35 geenszins beperkt tot het terrein van motorvoertuigen. De inrichting kan bijvoorbeeld eveneens worden toegepast bij 1007592 11 helicopters, waarbij de inrichting wordt geplaatst tussen het lijf en de voetplaten daarvan. Het is eveneens duidelijk dat een reeks van dergelijke inrichtingen naast elkaar kunnen worden toegepast teneinde hun totale vermogen 5 voor het opnemen van energie te vergroten.
De uitvinding heeft, meer algemeen gesteld, eveneens betrekking op een schokopneemstelsel voor voertuigen, welk stelsel tenminste één inrichting volgens één der hierboven gegeven types omvat. De uitvinding betreft eveneens een 10 voertuig dat tenminste is voorzien van een dergelijk schokopneemstelsel .
Een ander aspect van de inrichting betreft de toepassing van een hierboven beschreven inrichting voor het opnemen van schokken, bijvoorbeeld op zodanige wijze dat de 15 zuiger niet het complete openscheuren van het holle element teweegbrengt tijdens het binnendringen daarvan in het inwendige van het holle element.
De aangehechte figuren illustreren op niet limitatieve wijze de werking van de inrichting.
20 In fig. 1 is een inrichting weergegeven zoals hierboven beschreven, uitgerust met een hol cilindrisch element 1 en een zuiger 2, die coaxiaal met het holle element is aangebracht. Het holle element 1 bestaat uit een holle doorn van een kunststofmateriaal, die is versterkt 25 door middel van drie bundels 3, 4, 5 van glasvezel- filamenten, die spiraalvormig op het oppervlak daarvan zijn gewikkeld, waarbij de eerste bundel zich uitstrekt over de totale lengte, de tweede bundel 4 zich over twee derde van het holle element uitstrekt en de derde bundel 5 zich over 30 één derde van het holle element uitstrekt. De zuiger is voorzien van een aan de onderzijde uitstekend geleidings-deel 6, dat (in de binnendringrichting van de zuiger bij het optreden van een schok) voorafgaat aan een centraal deel 2 met de vorm van een afgeknotte kegel, welk deel 2 35 overgaat in een daarop volgend cilindrisch deel 7. De diameter van het cilindrische deel 7 is zodanig dat het 1007592 12 binnendringen daarvan in het inwendige van het element 1 de plastische deformatie van de doorn teweegbrengt en het progressief scheuren van de versterkingsvezels onder invloed van de uitgeoefende spanningen in omtreksrichting.
5 Om wille van de eenvoud is de doorsnede van de zuiger begrensd door rechte lijnen; in de praktijk heeft de zuiger geen enkele scherpe rand.
Het onderste uiteinde van het holle element 1 is bevestigd aan het chassis van een voertuig door een niet 10 weergegeven bevestigingsinrichting. De zuiger 2 is verbonden met de bumper van het voertuig door middel van een verbindingselement 8, waarvan slechts een deel is weergegeven. De langsas van de inrichting is ongeveer evenwijdig aan de rijrichting van het voertuig. Men kan 15 echter ook identieke hulpinrichtingen aanbrengen, waarvan de hartlijnen een andere oriëntatie hebben teneinde de niet frontale schokken beter op te vangen.
De in fig. 1 weergegeven inrichting is niet aan enige schok of stoot onderworpen. Fig. 2 toont dezelfde 20 inrichting tijdens het ondergaan van een schok (de versterkingsvezels zijn ter vereenvoudiging hier niet meer weergegeven). De zuiger 2 dringt binnen in het inwendige van het holle element, waarbij op progressieve wijze de plastische deformatie van de doorn en het scheuren van de 25 vezels wordt teweeggebracht onder invloed van de in omtreksrichting lopende spanningen die de zuiger daarin introduceert.
Fig. 3 toont een variant van de inrichting volgens de uitvinding, uitgerust met een stijve as 9, die coaxiaal 30 is met het holle element 1 en die bestemd is voor het geleiden van de zuiger 2 coaxiaal aan dit laatste voor het geval dat de schok is gericht volgens een lijn, die niet exact evenwijdig loopt aan de hartlijn van het holle element. Het onderste uiteinde van de as 9 is bevestigd aan 35 het chassis van het voertuig. Het is uiteraard duidelijk dat het bovenste uiteinde van de as 9 niet in de weg zit 1 007592 13 van de bumper waaraan het verbindingsonderdeel 8 is bevestigd, dat zich kan verplaatsen ten opzichte van die as.
Het hierna volgende voorbeeld illustreert op niet 5 limitatieve wijze het functioneren van de inrichting volgens de uitvinding.
Men heeft een holle doorn gefabriceerd, samengesteld uit hoge dichtheid polyetheen (HDPE) versterkt met 20 gew.% axiaal georiënteerde korte glasvezels, met ronde doorsnede 10 en een inwendige diameter van 93 mm en een wanddikte van 6,7 mm. Deze doorn, met een lengte van 15 cm, is versterkt door schroeflijnvormige omwikkeling van het oppervlak met twee lagen Cofits, samengesteld uit continue glasvezels, geïmpregneerd met HDPE (dikte van elke Cofit is 0,3 mm; 15 breedte 10 mm) onder een hoek van ongeveer 90° ten opzichte van de hartlijn van het holle element. De deformatie bij scheuren van een dergelijk Cofit is ongeveer 2%, hetgeen correspondeert met een verlenging in omtreksrichting van ongeveer 7 mm voor een uitwendige diameter van het holle 20 element die 107,6 mm bedraagt. Men heeft een zuiger toegepast van ongeveer afgeknot-kegelvormige vorm, waarvan de grootste diameter 110 mm bedraagt, hetgeen aldus het scheuren van de Cofit garandeert zonder het scheuren van de doorn teweeg te brengen.
25 Deze inrichting kan stoten opvangen met een energie van ongeveer 4,2 kJ, hetgeen ongeveer 25% bedraagt van de energie (10 è 20 kJ) die verdwijnt tijdens de frontale botsing van een gemiddeld voertuig, dat rijdt met een snelheid van ongeveer 15 km/uur tegen een vast obstakel.
1007592
Claims (10)
1. Inrichting voor het absorberen van schokken, in hoofdzaak bestaande uit een hol element van langgerekte vorm op basis van kunststofmateriaal, alsmede een zuiger die zodanig is gevormd dat deze kan binnendringen in het 5 inwendige van het holle element, waarbij dit element tenminste in radiale richting wordt gedeformeerd.
2. Inrichting volgens conclusie 1, waarbij het holle element een ronde doorsnede heeft.
3. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, 10 waarbij het holle element in omtreksrichting is versterkt.
4. Inrichting volgens de voorgaande conclusie, waarin het holle element in omtreksrichting is versterkt door middel van één of meer bundels continue versterkingsvezels, die op het oppervlak van het element zijn gewikkeld.
5. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarin het holle element is versterkt met behulp van korte vezels, die daarin zijn gedispergeerd, in hoofdzaak evenwijdig gericht aan de hartlijn daarvan.
6. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, 20 waarin de zuiger zodanig is vormgegeven dat het binnendringen daarvan in het inwendige van het holle element dit element niet volledig doet scheuren.
7. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, uitgerust met één of meer geleidingselementen die de zuiger 25 dwingen zich coaxiaal met het holle element te verplaatsen.
8. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarin het holle element geleidelijk meer is versterkt nabij dat uiteinde daarvan, dat het verst verwijderd is van de aanvankelijke positie van de zuiger.
9. Inrichting volgens één der voorgaande conclusies, waarin het holle element en de zuiger elk een ronde doorsnede hebben en waarin de zuiger zodanig is geprofileerd dat zijn voorste uiteinde een diameter heeft 1007592 die kleiner is dan de inwendige diameter van het holle element (Dc) en dat tenminste één van de delen van de zuiger een diameter heeft die groter is dan Dc.
10. Stelsel voor het opnemen van schokken ten behoeve 5 van een voertuig, welk stelsel tenminste is uitgerust met één inrichting volgens één der voorgaande conclusies. 1 007592
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BE9600974 | 1996-11-22 | ||
| BE9600974A BE1010760A3 (fr) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | Dispositif anti-choc. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL1007592A1 NL1007592A1 (nl) | 1998-05-27 |
| NL1007592C2 true NL1007592C2 (nl) | 1999-01-19 |
Family
ID=3890104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL1007592A NL1007592C2 (nl) | 1996-11-22 | 1997-11-20 | Schokbreker. |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| BE (1) | BE1010760A3 (nl) |
| FR (1) | FR2756340A1 (nl) |
| GB (1) | GB2319581B (nl) |
| NL (1) | NL1007592C2 (nl) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6302458B1 (en) * | 2000-10-31 | 2001-10-16 | General Motors Corporation | Self-locking telescope device |
| DE10159067A1 (de) | 2001-12-01 | 2003-06-26 | Daimler Chrysler Ag | Faserverbund-Crashstruktur |
| DE10328393A1 (de) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Trw Occupant Restraint Systems Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zum Anheben einer Motorhaube |
| ITTO20060857A1 (it) * | 2006-12-01 | 2008-06-02 | Ansaldobreda Spa | Convoglio provvisto di interfacce che assorbono energia tra le carrozze in caso di collisione |
| DE202009017016U1 (de) * | 2009-12-16 | 2011-05-05 | Rehau Ag + Co. | Deformationselement für Fahrzeuge |
| DE102011008867B4 (de) * | 2011-01-18 | 2013-03-14 | Leichtbau-Zentrum Sachsen Gmbh | Vorrichtung zur Umwandlung von Aufprallenergie |
| DE102011105646B4 (de) * | 2011-06-07 | 2013-12-19 | Bombardier Transportation Gmbh | Crashabsorber für ein Schienenfahrzeug sowie Schienenfahrzeug mit einem Untergestell und mit einem Crashabsorber |
| DE102013201615A1 (de) * | 2013-01-31 | 2014-08-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Karosserie für ein Kraftfahrzeug |
| DE102014209763B4 (de) * | 2014-05-22 | 2019-01-17 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Crashelement und Kraftfahrzeug |
| CN105416210A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-23 | 中交华安科技(天津)有限公司 | 一种危化品运输车辆吸能装置中的吸能管 |
| CN105438101A (zh) * | 2015-12-11 | 2016-03-30 | 中交华安科技(天津)有限公司 | 一种危化品运输车辆吸能结构 |
| DE102015225812A1 (de) * | 2015-12-17 | 2017-06-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Aufpralldämpfer, insbesondere für ein Schienenfahrzeug |
| GB2585012B (en) | 2019-06-24 | 2021-11-17 | Jaguar Land Rover Ltd | Securing method for composite structure post-crash |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1507267A (fr) * | 1966-11-15 | 1967-12-29 | Union Tech De L Automobile Du | Absorbeur de choc |
| US3757900A (en) * | 1971-10-22 | 1973-09-11 | Isotopes Inc | Shock limiting and energy absorbing device |
| GB1419698A (nl) * | 1972-04-19 | 1976-01-07 | ||
| US4200318A (en) * | 1978-08-30 | 1980-04-29 | General Motors Corporation | Bumper supporting energy absorber for vehicles |
| DE3049425C2 (de) | 1980-12-30 | 1991-09-05 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Aufprall-Schutz-Bauteil |
| JPS60109630A (ja) * | 1983-11-17 | 1985-06-15 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | エネルギ−吸収具 |
| ATA239488A (de) * | 1988-09-28 | 1991-04-15 | Austria Metall | Pralldaempfer fuer kraftfahrzeuge |
| DE3833048C2 (de) * | 1988-09-29 | 1994-03-24 | Bayerische Motoren Werke Ag | Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen |
| US5174421A (en) * | 1989-09-09 | 1992-12-29 | Bayer Aktiengesellschaft | Damper in the form of a shock absorber |
| EP0500771A4 (en) * | 1989-11-07 | 1993-03-10 | Nachum Rosenzweig | Device and method for absorbing impact energy |
| JP3144054B2 (ja) * | 1992-05-28 | 2001-03-07 | 株式会社豊田自動織機製作所 | エネルギー吸収部材 |
| DE4345550C5 (de) | 1992-07-08 | 2008-06-12 | Suspa Holding Gmbh | Pralldämpfer |
-
1996
- 1996-11-22 BE BE9600974A patent/BE1010760A3/fr not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-11-05 GB GB9723420A patent/GB2319581B/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-07 FR FR9714130A patent/FR2756340A1/fr active Pending
- 1997-11-20 NL NL1007592A patent/NL1007592C2/nl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2319581A (en) | 1998-05-27 |
| GB9723420D0 (en) | 1998-01-07 |
| GB2319581B (en) | 2001-05-09 |
| NL1007592A1 (nl) | 1998-05-27 |
| BE1010760A3 (fr) | 1999-01-05 |
| FR2756340A1 (fr) | 1998-05-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5116092A (en) | Bumper arrangement for motor vehicles, particularly passenger cars | |
| JP3144054B2 (ja) | エネルギー吸収部材 | |
| US4181198A (en) | Energy absorber, especially for motor vehicles | |
| DE4240237C2 (de) | Stauchrohr | |
| DE102006058604B4 (de) | Crashbox | |
| JPS61261034A (ja) | 繊維補強型プラスチツク管 | |
| GB2319581A (en) | Vehicle shock-absorber device | |
| DE102014217033A1 (de) | Aufpralldämpfer | |
| JPS6155279A (ja) | ゴム付着性スチ−ルコ−ド | |
| WO2010019583A1 (en) | Energy absorbing stitch ripping composite tubes containing collapsible cells | |
| DE60309199T2 (de) | Stossfänger mit länglichen metallelementen | |
| WO2020053071A1 (fr) | Armature de frettage d'un pneumatique pour vehicule lourd de type genie civil | |
| FR3090493A1 (fr) | Pneumatique pour véhicule comprenant une structure de rigidification. | |
| DE19627061A1 (de) | Deformationselement | |
| DE19526119C2 (de) | Stoßenergieabsorptionseinrichtung | |
| WO1994003672A1 (en) | Improved core for wire rope | |
| EP1812265B1 (en) | Impact absorbing device with tape-like device attached | |
| US3819218A (en) | Energy absorbing safety bumper | |
| GB1575840A (en) | Bumper spring | |
| EP1197673B1 (en) | Improved efficiency impact absorption device | |
| DE102011008867B4 (de) | Vorrichtung zur Umwandlung von Aufprallenergie | |
| Yalçın | Experimental investigation on energy absorption capability of 3D printed onyx nested rings under lateral loading | |
| US3857596A (en) | Automobile bumper assembly | |
| DE10015294A1 (de) | Reversibles Deformationselement | |
| EP0213816A2 (en) | Composite member wound at optimized angles |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AD1A | A request for search or an international type search has been filed | ||
| RD2N | Patents in respect of which a decision has been taken or a report has been made (novelty report) |
Free format text: 980916;980916 |
|
| PD2B | A search report has been drawn up | ||
| VD1 | Lapsed due to non-payment of the annual fee |
Effective date: 20020601 |