DK160197B - Stoedfanger til koeretoejer - Google Patents

Description

DK 160197 B

Den foreliggende opfindelsen angår en stødfanger til køretøjer omfattende et facadebånd med et frontparti, som er indrettet til at optage stødkræfter, samt en øvre og en nedre flange, som rager bagud fra frontpartiet, et støtteelement anbragt bag ved båndets frontparti og forlø-5 bende vertikalt i forhold til nævnte øvre og nedre flange, hvilket støtteelement omfatter organer til montering af stødfangeren på køretøjet, samt et elastisk sammentrykkel igt plastikskumstof, som er arrangeret i hulrum, som er afgrænsede af støtteelementet og båndet, og som er udformet med en sammenhængende yderhinde.

10 I de senere år er der foreslået flere forskellige udformninger af stødfangere til køretøjer med henblik på, at kunne absorbere moderate stødkræfter uden beskadigelse på stødfangeren eller på køretøjet, som den er monteret på. En fremgangsmåde har været brugen af væskestøddæmpere monteret på køretøjets chassis. Hvad angår stødfangere lavet af plas-15 tik er nogen i form af et formet hult facadebånd med et formet plastikstøtteelement eller bjælke svejset lineært eller på anden måde fastgjort mekanisk til facadebåndet. I visse stødfangere af denne type er indsat et plastikskumelement mellem facadebåndet og støtteelementet, idet støt-telementet har organer til montering af stødfangeren på køretøjets ka-20 rosseri. Se for eksempel US patentskrifter nr. 3.721.433, 3.860.279, 3.866.963, 4.106.804, 4.109.951, 4.116.893, 4.134.610, 4.213.644, 4.268.079, 4.325.574, 4.328.986, 4.350.378 og 4.361.352.

Omend disse og andre typer af stødfangere fremstillet helt eller delvist af plastiksammensætninger opnår en vis grad af energi absorption, 25 så er de kostbare at fremstille og montere, men erfaringen har endvidere vist, at deres evne til at optage kræfterne, som opstår ved et relativt moderat stød, i mange tilfælde er utilstrækklig til at hindre skade på stødfangeren eller på køretøjet.

Opfindelsen har til formål at tilvejebringe en stødfanger til køre-30 tøjer, som er i stand til at kunne absorbere større stødkræfter uden beskadigelse på stødfangeren eller på køretøjet, og som kan fremstilles og monteres på en økonomisk måde og har tilstrækkelig energi håndteringsevne til at el-iminere behovet for brugen af væskestøddæmpere i visse tilfælde.

35 Stødfangeren ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at pi asti k-skumstoffets yderhinde er fastgjort til tilgrænsende flader af facadebåndet og støtteelementet. Ved stødfangeren ifølge den foreliggende opfindelse tilskrives den forbedrede energioptagelse primært sammentrykke- 2

DK 160197 B

ligheden af plastikskumstoffet, hæftningen af dettes sammenhængende hinde til stødfangerelementerne, og forlængelsen og brudstyrken af den sammenhængende hinde under strækning. Når stødfangeren ifølge opfindelsen udsættes for en stødkraft, deformeres facadebåndet og skumkernen sammen-5 trykkes. Dette bevirker strækning i afsnit af skumkernen og den sammenhængende hinde. Da skummet er fæstnet til stødfangerens elementer, virker strækningen til at forhindre deformation, og forøger således mængden af energi, der optages af stødfangeren selv, ved bagudgående og sideværts fordeling af stødpåvirkningen over stødfangeren.

10 En anden fordel ved den foreliggende opfindelse er, at stødfangeren bevarer sin form og opbygningsmæssige sammenhæng, når den opvarmes under en male- eller lakeringsproces.

Opfindelsen skal forklares mere detaljeret i det følgende under henvisning til den ledsagende tegning, hvorpå 15 fig. 1-5 og 10 er vertikale snitbilleder af forskellige udførelsesformer af stødfangere i henhold til den foreliggende opfindelse, hvor den øverste del af hvert billede viser stødfangerelementerne i normal stilling og den nederste del viser stødfangerkomponenterne i sammentryk-20 ket tilstand, fig. 6, 7, 8 og 11 er snitbilleder, som viser videre modifikationer af den foreliggende opfindelse, fig. 9 er et delvist horisontalt snitbillede af en anden udførelsesform i henhold til den foreliggende opfindelse.

25

Der henvises nu til fig. 1, som viser en stødfanger, som omfatter et båndformet element med et stort set U-formet frontparti 12 og øvre og nedre flanger 14, som forløber bagud fra frontdelen. En stødfangerbjælke 16 forløber i det væsentlige langs den fulde længde af facadebåndet 10 30 og er fastgjort til flanger 14, f.eks. ved lineær svejsning, ved 18.

Rumfanget mellem frontdelen 12 af facadebåndet 10 og stødfangerbjælken 16 rummer plastikskum. Skummet er formet på stedet ved anbringelsen af facadebåndet 10 og stødfangerbjælken 16 i den ønskede indbyrdes afstand og ved indføring af skummet i rumfanget eller i det mindste i en betyde-35 lig del af det rumfang, som er afgrænset af facadebåndet og stødfanger-bjælken. Overflader som ikke er afgrænset af facadebåndet og stødfangerbjælken, afgrænses af formstykker, som er udvalgt til at frembringe den ønskede udformning af de fremstående skumområder. Formstykkerne er for- 3

DK 160197 B

udbehandlede med slipmiddel. Et formbart plastikmateriale indføres i rumfanget og lades ekspandere og hærde til en halvstiv tilstand med den ønskede eftergivelighed og sammentrykkel ighed. Skummet er fortrinsvis et elastisk, fleksibelt urethanskum, som hærder med en sammenhængende hin-5 de. De indvendige flader af facadebåndet 10 og stødfangerbjælken 16 kan være forbehandlet inden indføringen af det skumdannende plastik for at forbedre hæftningen. Afhængigt af de valgte materialer kan forbehandlingen af overfladerne omfatte påføring af klæbestof, flammebehandling, grunding og lignende.

10 Skumelementet 20 får således en elastisk, sammentrykkel ig kerne 22 og en sammenhængende hinde 24. Facadebåndet 10 og stødfangerbjælken 16 er formet af materialer, som skumelementet 20 kan hæfte sig fast til, når det formes deri. Den sammenhængende hinde 24 på skumkernen 22 og den klæbende binding imellem hinden 24 og de tilstødende overflader af ele-15 menterne 10 og 16 er kritiske egenskaber ved den foreliggende opfindelse. Som fremhævet ovenfor vil, når stødfangerne er monteret på køretøjets karosseri, f.eks. ved boltene 26, og er udsat for en stødkraft, det lokale område af facadebåndet, hvor kraften påføres, i almindelighed deformere til den form, som er vist i den nederste del af fig. 1. Den cen-20 trale del af skumkernen 22 sammentrykkes som vist ved 22', og da stødfangerbjælken 16 er fast befæstet på flangerne 14, så vil den runde frontdel 12 på facadebåndet 10 blive deformeret til et fladt vertikalt tværsnit 12'. Fladtrykningen af forsiden får den øverste og den nederste del til at bøje udad i den vertikale retning som vist ved 12'. Sammen-25 trykningen af skumkernen 22 optager en betydelig del af stødenergien, men samtidig forøges energi absorptionen ved, at dele af hinden 24, som er hæftet til facadebåndet 10, udsættes for stræk. Strækningen eller forlængelsen af den tætte sammenhængende hinde 24 optager yderligere stødenergi, og denne strækning virker til at forebygge deformation af 30 facadebåndet og således yderligere forøge energi optagel sen. Endvidere vil spændingen i hinden virke til at bringe facadebåndet tilbage til sin oprindelige form.

Stødfangeren vist i fig. 2 afviger kun lidt fra stødfangeren, som er vist i fig. 1, derved at samlingen mellem frontdelen 12 og flangerne 35 14 er dannet som et V-formet hak 28, som de fremadrettede flanger 29 på stødfangerbjælken griber fat i for mekanisk at sammenholde facadebåndet 10 på stødfangerbjælken 16. Denne forbindelse udfører i almindelighed samme funktion som lineære svejsninger 18, det vil sige den forhindrer 4

DK 160197 B

facadebåndet som helhed i at forskydes bagud i forhold til stødfangerbjælken 16, og forhindrer vertikal udbøjning af flangerne 14, når en stødkraft påvirker stødfangeren. Stødfangerbjælken kan dog i denne udførelsesform (som det vil blive vist også gælder for udførelsesformerne i 5 fig. 3-6, 8, 10 og 11) være formet af et ikke-plastisk materiale, f.eks. stål, da mange plastikskum binder udmærket på metal. Skumlegemet med den sammenhængende hinde 24 optager stødkræfter, som påføres stødfangeren, i det væsentlige på samme måde, som beskrevet ovenfor med henvisning til fig. 1.

10 I stødfangeren vist i fig. 3 sidder flangerne 14 på facadebåndet 10 på de modstående flangede ender af stødfangerbjælken 16 så de kan glide, således at facadebåndet ved et stød kan forskydes som helhed bagud i forhold til stødfangerbjælken. Når et stød optræder, sammentrykkes skumkernen 22 som ved 22', og de øvre og nedre dele deraf presses udad og 15 bagud som ved 22'. Dette forårsager strækning af den sammenhængende hinde 24-ved de udadbøjede dele 14' af facadebåndet. For at forhindre overrivning af skummet og hinden er et slipmiddel påført indersiden af facadebåndet langs områderne betegnet med 30.

I de i fig. 2 og 3 viste arrangementer og i de i det følgende be-20 skrevne udførelsesformer holdes facadebåndet og støtteelementet eller stødfangerbjælken samlet alene ved hæftning imellem den sammenhængende hinde på skumkernen og stødfangerbjælken. Den i fig. 3 viste udførelsesform kan anvendes på køretøjer, hvor forskydningen bagud og den vertikale udbøjning af flangerne 14 på facadebåndet ikke støder imod andre kom-25 ponenter af køretøjets karosseri eller ramme.

I arrangementet vist i fig. 4 er stødfangerbjælken 16 udformet med åbninger eller huller 32, og skumlegemet 20 er indledningsvis formet således, at et ekstrudat rager ud igennem åbningerne 32 og hæfter til indersiderne af flangerne 14 som vist ved 34, Et slipmiddel er påført om-30 råderne 35 ved åbningerne 32. Ved stødpåvirkning vil delene 36 af skum-legemet 20 og den derpå sammenhængende hinde blive strakt som vist i den nederste del af fig. 4. Dette reducerer udstrækningen, i hvilken flangerne 14 afbøjes vertikalt, og forøger den mængde energi, der absorberes ved et stød, idet en del af energien anvendes til at strække delen 36 og 35 den derpå sammenhængende hinde.

Hvad angår den fremstående overflade af ekstrudatet i udførelsesformen i fig. 4 og i andre udførelsesformer, hvor overfladedele af skummet er frilagt, så kan de ubeskyttede områder forsegles med en elastomer 5

DK 160197 B

forsegling, f.eks. ved sprøjtning eller dypning, for at tætne de ubeskyttede områder mod vandindtrængen.

For det tilfælde at der skulle være tendens for hinden og skummet til at skride i områderne 22" ved den i fig. 3 viste stødfanger kan 5 dette i vid udstrækning reduceres ved arrangementet vist i fig. 5. Sagt på en anden måde kan arrangementet i fig. 5 modstå en større stødkraft uden skridning af skumlegemet 20. I stødfangeren vist i fig. 5 har facadebåndet 38 en flad frontdel 40 til forskel fra den afrundede del 12 af facadebåndet 10 vist i figurerne 1 til 4. Denne forskel er mere af ud-10 smykningsmæssig art og påvirker ikke stødfangerens energi absorberende egenskaber. I stødfangeren vist i fig. 4 afsluttes stødfangerbjælken 16 dog langs den øverste og nederste kant indad af flangerne 14 på facadebåndet, og skumlegemet 20 er formet mellem facadebåndet og stødfangerbjælken, så det forløber bagud forbi stødfangerbjælken 16 langs med dens 15 øvre og nedre kant som vist ved 42. Det vertikale mellemrum mellem stødfangerbjælken 16 og flangerne 14 virker til at minimere vertikal forskydning af flangerne ved et stød mod stødfangeren. Når forsiden af facadebåndet udsættes for et stød sammentrykkes skumkernen som ved 22', og delene 42 sammen med den derpå sammenhængende hinde strækkes til den 20 form, som er vist ved 42'. Som i de før beskrevne udførelsesformer absorberes der ved tilstedeværelsen af den sammenhængende hinde på skumkernen og dens hæftning til stødfangerelementerne en meget betydelig del stødkraft uden skade på stødfangeren. Spændingen, som opstår i kernen og den sammenhængende hinde, virker også til at trække facadebåndet tilbage 25 til sin oprindelige form, efter stødkraften er fjernet.

Den i fig. 6 viste udførelsesform svarer delvist til det, som er vist i fig. 5, men stødfangerbjælken 44 er dannet som et hult legeme, der forløber i det væsentlige langs hele stødfangerens længde. Stødfangerbjælken 44 kan være ekstruderet af et halvstift plastik eller kan 30 være formet af et noget eftergiveligt plademateriale. I hvert tilfælde er skummet 46 med den sammenhængende hinde formet i stødfangerbjælken samtidig med formningen af skumlegemet 20 i facadebåndet. Skummet 46 med sammenhængende hinde kan være udvalgt til at have en anden sammentrykke-lighed end skummet 20 som et andet middel til at styre absoptionen og 35 udjævningen af stødkræfter på facadebåndet 10. Stødfangerbjælken 44 og facadebåndet 10 holdes således sammen af den sammenhængende hinde 24 på skumlegemet 20. De dele 42 af skumlegemet 20, som rager bagud fra den øvre og den nedre kant af stødfangerbjælken 44 tjener det samme formål 6

DK 160197 B

som delene 42 vist i fig. 5. Den hule stødfangerbjælke forøger modstandstværsnittet og forbedrer endvidere stødfangerens energi absorberende egenskaber.

I den i fig. 7 viste udførelsesform er de tidligere viste og be- \ 5 skrevne stødfangerbjælker erstattet af et tyndt metalspændebånd 48, der forløber på langs af stødfangeren i det mindste imellem de to stødfangermonteringssøjler eller konsoller (ikke vist) på køretøjets karosseri.

Spændebåndet 48 er udformet med flere åbninger 50, og skumlegemet 20 er formet på stedet, således at spændebåndet 48 er i det væsentlige helt 10 omgivet af skum undtagen i området omkring monteringsskruerne 26. Som ved arrangementerne vist i figurerne 5 og 6 holdes spændebåndet 48 og facadebåndet 10 sammen alene ved den sammenhængende hinde 24 på skumelementet 20. Skumelementet 20 forløber ligesom i figurerne 5 og 6 bagud langs den øvre og den nedre kant af spændebåndet 48 som ved 52. Ved ind-15 kapsl ing af båndet 48 i skumlegemet 20 opnås en mere sikker hæftning mellem disse elementer. Det kan være en fordel at forbehandle overfladen af båndet 48 for at forbedre klæbningen.

I stødfangeren vist i fig. 8 er stødfangerbjælken 54 fuldstændigt omgivet af skumlegemet 20, og de øvre og de nedre kanter befinder sig i 20 afstand fra facadebåndets flanger og skråner bagud som ved 56. Når facadebåndet udsættes for en stødkraft, udsættes den vertikale centrale del 58 af skumlegemet 20 med dette arrangement for sammentrykning, men ved de dele 60 af skumlegemet 20, som ligger op til de bagud skrånende dele 56, overgår kræfterne på skumlegemet 20 gradvist fra sammentryknings-25 kræfter til strækkræfter. Disse bagud skrånende dele forhindrer således en brat overgang fra kompression til strækkræfter i legemet 20 og forebygger endvidere overrivning af skummet ved disse områder. I fig. 8 er videre illustreret den ene af to monteringssøjler eller konsoller 62 på køretøjets karosseri, som stødfangeren er monteret på. Fig. 8 viser for-30 uden stødfangerbjælken 54 brugen af en separat tynd metal hulplade 64 ved hvert af stødfangerbjælkens to monteringsområder på køretøjets chassis.

Fig.* 9 viser en særlig anvendelse af stødfangeren ifølge den foreliggende opfindelse, hvor stødfangeren er udformet til montering 35 på et køretøj, som allerede er udstyret med et støtteelement. Nærmere bestemt udnyttes der i denne udførelsesform specielt individuelle metal-hulpi ader 64 indkapslet i skumlegemet 20 og pl aceret ud for hver af monteringskonsollerne til at montere stødfangeren på køretøjets chassis. I

7

DK 160197 B

denne udførelsesform sørger et metal bånd 66, som strækker sig mellem de to stødfangermonteringskonsoller på køretøjets chassis, for tilvejebringelsen af den ønskede støtte for sammentrykningen af skummet 20. Båndet 66 har to afstandsstykker 68 fæstnet derpå, f.eks. ved svejsning (som 5 ved 70). I denne udførelsesform består selve stødfangeren af facadebåndet 10, skumlegemet 20 og de to hul pi ader 64 indkapslet i skummet som vist.

Fig, 10 viser en anden udførelsesform af opfindelsen, hvor en ribbe 72 er formet ud i ét med stødfangerbjælken 16. Figuren viser også, at 10 skummet 20 fremad er forsænket i området 74 nær det vertikale yderpunkt af stødfangerbjælken.

Ribben 72 er formet som en udvidelse ud i ét med stødfangerbjælken 16 for at forøge stivheden af denne. I den ubelastede tilstand kan den være skråtstillet i forhold til den vertikale udstrækning af stødfanger-15 bjælken for at lette afbøjning ved et stød på facadebåndet som vist i fig. 10.

Forsænkningen i området 74 skaber et andet sammentryknings- og flydningsmønster for plastikskummet 20, når det optager og fordeler stødkræfter på facadebåndet 10.

20 Fig. 11 er et tværsnitsbillede af en anden stødfangerudførelsesform og viser to ekstra egenskaber ved den foreliggende opfindelse. Snittet eller linien for gennemskæringsplanet i fig. 11 er forskudt ved det vertikale midtpunkt af stødfangeren for at vise afbrydelsen af skumhinden ved befæstigelsen.

25 For det første vises den nedre flange 14 af facadebåndet 10 ragende udad og i almindelighed nedad rettet og foran stødfangerbjælken 16.

For det andet er skummet lavet af to komponenter for at give det et tværsnit med skiftende tæthed og stivhed. I udførelsesformen på fig. 11 består det i, at en forud formet plastikskumbolle 76 af en vis tæthed 30 eller stivhed er indstøbt inden i en skummatrix 78, som er formet på stedet og har en anden tæthed eller stivhed. Denne egenskab af varierende tværsnitstæthed af skummet giver ekstra kontrol over energistyringen. Opfindelsen tager også sigtelse på det resultat, som er opnået ved at anvende et homogent plastikskum med et kontinuert varierende eller gra-35 dueret tæthed henover tværsnitsarealet af skummet.

Claims (23)

1. Stødfanger til et køretøj omfattende et facadebånd (10) med en frontdel (12), som er indrettet til at optage stødkræfter, samt en øvre 5 og en nedre flange (14), som forløber bagud fra frontdelen (12), et støtteelement (16) anbragt bag frontdelen (12) af facadebåndet (10) og forløbende vertikalt i forhold til de nævnte øvre og nedre flanger (14), hvilket støtteelement (16) omfatter organer (26) til at montere stødfangeren på køretøjet, og 10 et elastisk sammentrykkel igt plastskumstof (20), som er an bragt i hulrum, som er afgrænset af støtteelementet (16) og facadebåndet (10), og som er udformet med en sammenhængende hinde (24), KENDETEGNET ved, at plastskumstoffets (20) yderhinde (24) er fæstnet til tilstødende overflader af facadebåndet (10) og af støtteelementet (16). 15

2. Stødfanger ifølge krav I, KENDETEGNET ved, at den øvre og den nedre flange (14) er forbundet (18) med tilstødende afsnit af støtteelementet (16).

3. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at den øvre og den nedre flange (14) er mekanisk sammenføjet med respektive tilslutningsafsnit af støtteelementet.

4. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at plastskumstoffet 25 (10) er et polyurethanskum med sammenhængende hinde.

5. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at båndet (10) og støtteelementet (16) er profilerede elementer.

6. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at båndet og støt teelementet er plastlegemer.

7. -Stødfanger ifølge krav 6, KENDETEGNET ved, at båndet og støtteelementet er sprøjtestøbte plastlegemer. 35

8. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at støtteelementet (16) omfatter mindst én hermed integral, afstivende ribbe (72). DK 160197 B

9. Stødfanger ifølge krav 8, KENDETEGNET ved, at ribben (72) i u-belastet tilstand er skråtstillet i forhold til den vertikale udstrækning af støtteelementet for at lette udbøjning ved stød imod facadebåndet (10). 5

10. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at plastskumstoffet (20) har en tæthed, som varierer henover tværsnitsarealet.

11. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at plastskumstoffet 10 (20) rummer en central skumbolle (76), som har en første tæthed og er indlejret i en skummatrix af en anden tæthed, hvor denne skummatrix har den vedhæftede sammenhængende hinde.

12. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at støtteelementet 15 (16) er formet af metal.

13. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at skumstoffet har en sammenhængende hinde (24), som i hovedsagen er hæftet til de indvendige flader, som afgrænser det omsluttede rumfang, men som ikke er 20 hæftet i området omkring forbindelsen (18) mellem støtteelementet og flangerne, hvorved stødfangeren får mulighed for at reagere på stød imod båndelementet (10) ved kontrolleret adskillelse af støtteelementet og flangerne, så det elastisk sammentrykkel ige plastskumstof kan flyde derigennem. 25

14. Stødfanger ifølge krav 13, KENDETEGNET ved, at der i støtteelementet er dannet mindst én åbning (32), og at det elastisk sammentrykkel ige plastskumstof endvidere har et hermed ud i ét ekstruderet parti, som forløber igennnem hver af de nævnte åbninger (32) samt er 30 fastgjort til indersiden af facadebåndet (10), så det kan give efter for stød mod facadebåndet ved forlængelse.

15. -Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at den er afgrænset som en enhed alene ved den sammenhængende skumstofhindes (24) adhæsion 35 til båndet og til støtteelementet.

16. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at støtteelementet (16) forløber vertikalt i forhold til nævnte øvre og nedre flanger (14) DK 160197B ίο og har mellemrum til disse, og at det el astisk sammentrykkel ige plast-skumstof (20) forløber bagud gennem mindst et af mellemrummene mellem den øvre og den nedre flange (14).

17. Stødfanger ifølge krav 16, KENDETEGNET ved, at skumstoffet (20) har en fremad forsænket del nær det ene eller begge vertikale yderpunkter af støtteelementet (16).

18. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at i det mindste en 10 del af støtteelementet (54) er indkapslet i et elastisk, sammentrykke- ligt plastskumstof.

19. Stødfanger ifølge krav 18, KENDETEGNET ved, at støtteelementet har en kanal form. 15

20. Stødfanger ifølge krav 19, KENDETEGNET ved, at kanal formen har et indvendigt rumfang udfyldt med skumstof.

21. Stødfanger ifølge krav 20, KENDETEGNET ved, at skumstoffet i 20 kanalens rumfang har en anden sammentrykkel ighed end skumstoffet, som omgiver støtteelementet (54).

22. Stødfanger ifølge krav 18, KENDETEGNET ved, at at støtteelementet omfatter et metalspændebånd. 25

23. Stødfanger ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at støtteelementet ved sin øvre og nedre ende er afsluttet i bagud skrånende segmenter for at lede skumstoffets bagudgående flydning som reaktion på stød imod facadebåndet (10). 30 35