HU192781B - Impact energy absorbing member particularly for vehicles and method for producing same - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya ütközési energia elnyelő elem főleg járművekhez és eljárás az elem előállításéra. Az ütközési energia elnyelő elem (1) lényege, hogy axiális irányú nyomó hidegalakítással létesített, kizárólag egyetlen körbefutó gyűrődése (4) van. Az eljárás szerint zárt szelvényű, a kihajlás! határnál kisebb hosszúságú csövet/üreges rudat axiális irányú nyomó hidegalakításnak vetünk alá egyetlen körbefutó gyűrődés létesítéséhez. Az alakító nyomóerőt az első körbefutó gyűrődést létrehozó erőcsúcs értéket kővetően alkalmazzuk legfeljebb a második körbefutó gyűrődést létrehozó - az első gyűrődést létrehozó erőcsúcsértéknél kisebb - erőcsúcsérték eléréséig. 192781 -1-

Description

Találmányunk ütközési energia elnyelő elem főleg járművek lökhárítóihoz, a lökhárító szerkezeti felépítéséhez, vagy a lökhárító és jármű alváz ill. felépítmény egymáshoz rögzítéséhez, valamint eljárás a találmány szerinti elem előállítására. Jármüvek, elsősorban közúti gépjármüvek ütközéses baleseteinél a sérülés és a gépjármű károsodásának mértékét jelentősen képes csökkenteni a lökhárító szerkezet, amennyiben nagymértékben energia elnyelő tulajdonságú. Számos országban előírások határozzák meg az alkalmazható lökhárító szerkezet minimális energia elnyelési szintjét. A törvényes előírások helyenként a lökhárító és rögzítő szerkezete energia elnyelési szintjére, másutt a lökhárító és a gépjármű utastér előtti szakasza együttes energiaelnyelési szintjére vonatkoznak. Mindenképpen az az előnyös, ha a lökhárító maga minél nagyobb energia mennyiséget képes elnyelni védve a sérüléstől a gépjármű kocsiszekrényét, ill. alvázát. Természetesen a lökhárító szerkezet konstrukciójánál is az energia elnyelő képesség növelésével együtt általában növekszik a súly, a helyigény és bonyolultság, valamint az előállítási költség.

A lökhárító beépítésére rendelkezésre álló, ütközési deformációnak alávethető szakasz különösen autóbuszoknál korlátozott. Ez a körülmény vezetett a 169.336 lsz. HU- szabadalmi leírásban ismertetett szerkezethez, melynél méhsejt szerkezetből felépített lökhárító rudazattal csatlakozik az autóbusz vázszerkezetéhez és a rudazat két tagja kettős légrugóra támaszkodik. A légrugó az autóbusz levegőrendszerére van bekötve. A megoldás, bár rendkívül nagy energia elnyelő képességűre konstruálható, rendkívül költséges.

Egyszerűbb, személygépkocsikhoz alkalmas megoldásoknál az ütközési energiát szemben az említett kombinált légrugós kivitellel - kizárólag lökhárító és felfogó, rögzítő szerkezet deformációs munkája emészti fel. A rögzítő, felfogó szerkezet alakja úgy van megválasztva, hogy azon deformációs helyek vannak kiképezve keresztmetszet változások, gyengítések, horpasztások bevágások révén. Ilyen megoldást ismertet például a 2.427.764 sz. DE nyilvánosságra hozatali irat, mely megoldásnál lépcsős kiképzésű csészék vannak legnagyobb peremüknél egymáshoz rögzítve, miáltal két irányban lépcsős tartócső alakul ki és ütközés esetén a lépcsőknél jön létre fokozatosan deformáció. A lépcsős csészék elkészítéséhez alakos szerszámra van szükség, mellyel egyenként lehet a lépcsős csészéket előállítani. Hasonlóan alakos szerszámban készíthető el a 1.780.205 sz. DE szabadalmi leírásban ismertetett lökhárító szerkezet ütköző csöve, melyen lévő két felbővítés rugalmas befogadó testet fog közre, a felbővítéseknek a cső hossza mentén meghatározott helyeken kell lenniök.

Mint a fenti példák mutatják energia elnyelési követelmények esetén a régebben alkalmazott, helyenként jelenleg is megengedett egyetlen sajtolt lemezből álló lökhárító bonyolul·. felépítésű, költséges szerkezetté vált.

Szilárdságtani vizsgálatok, a szerkezeti anyagok és különböző konstrukciós egységek deformációs tulajdonságainak mérése során arra a felismerésre jutottunk, hogy a legáltalánosabban használt zártszelvényű csövekből a legegyszerűbb hidegalakítási eljárással olyan elemek állíthatók elő, amelyek deformációs tulajdonságaik révén alkalmasak energia elnyelő tulajdonságú gépjármű lökhárítók készítésére. Ehhez zártszelvényű csövet axiális irányú ryomó hidegalakításnak kell alávetni, egyetlen körbefutó gyűrődést - ami a cső felbővülésében jelentkezik - kell létrehozni és a gyűrődést létrehozó nyomóerő csökkenő szakaszában a cső további deformálását meg kell szüntetni.

Találmányunk ütközési energia elnyelő elem főleg járművek ütközőinek tartó/energia elnyelő szerkezetéhez, és ezen elemet tartalmazó ütköző, mely elem zártszelvényű, a kihajlási határnál kisebb hosszúságú csó/üreges rúd. melynek axiális irányú nyomó hidegalakítással létesített, kizárólag egyetlen körbefutó gyűrődése van.

Találmányunk továbbá eljárás ütközési energia elnyelő elem előállítására, melynél zárt szeivényü, a kihajlási határnál kisebb hosszúságú csövet/üreges rudat axiális irányú nyomó hidegalakításnak vetünk alá egyetlen körbefutó gyűrődés létesítéséhez mindaddig, amíg a terhelő erő az első körbefutó gyűrődést létrehozó erő-csúcsértéket kővetően lecsökken a második körbefutó gyűrődést létrehozó - célszerűen kísérletileg megállapított - erőcsúcsérték elérésig.

Az így kialakított energia elnyelő elem ütközésnél kedvező deformációs tulajdonságokat mutat, ami abban jelentkezik, hogy az első gyűrődést létrehozó előalakitó erőcsúcsértéknél kisebb ütközési erő fellépésekor viszonylag nagy deformáció alakul ki és a második gyűrődés kialakulásakor növekvő ütközési erőhöz nagyobb deformációs út tartozik, mint az első gyűrődésnél, valamint a második gyűrődés létrehozásához kisebb erőcsúcsérték szükséges.

Találmányunkat részletesen kiviteli példán keresztül ismertetjük az 1-4. ábrák segítségével, ahol az

1. ábra körszelvényű csőből kialakított ütközési energia elnyelő elemet, a

2. ábra az 1. ábra szerinti elem kialakításához szükséges előgyártmányt metszetben, a

3. ábra az 1. ábra szerinti elem kialakítása közben fellépő, ütközési igénybevételnél fellépő erő-diagrammot, a

4. ábra deformációképes kocsiszekrény és a hozzá rögzített energia elnyelő elem együttes ütközési erő-diagrammját mutatja be.

Az 1 ütközési energia elnyelő elem párhuzamos 2 és 3 homlokoldala erőbevezetésre illetve támasztásra szolgál. Amennyiben az 1 ütközési energia elnyelő elem a lökhárítót a kocsiszekrénnyel összekapcsoló tartóként van beépítve, úgy a 2 homlokoldalhoz a kocsiszekrény, a 3 homlokoldalhoz a lökhárító csatlakozik. Beépíthető az 1 ütközési energia elnyelő elem a lökhárító belső szerkezeti részeként, hossztengelyével célszerűen párhuzamosan a jármű hossztengelyével. Ilyen beépítésnél a 3 homlokoldalhoz csatlakozik a lökhárító idegen tárggyal ütköző külső, deformálódó homlokfelülete, a 2 homlokoldalhoz csatlakozik a lökhárító teherbíró hátlapja. A homlokfelület és a hátlap közé nagy számú, párhuzamos elrendezésű 1 ütközési energia elnyelő elem építendő be.

Az 1 ütközési energia elnyelő elem 3 homlokoldalánál axiális irányú nyomó hidegalakítással létesített 4 körbefutó gyűrődés van, a további szakaszon a keresztmetszeti szelvény körgyűrű, tehát az 5 fal egyenletes vastagságú. A külső átmérő, az 5 fal vastagsága, valamint a teljes hossz aránya úgy van megválasztva, hogy axiális terhelő erő hatására kihajlás nem fordulhat elő.

A 2. ábra a 6 előgyártmányt mutatja, mely párhuzamos 2 és 3 homlokoldalakkal rendelkező zártszelvényű köralakú cső egyenletes vastagságú 5 fallal. A csőalakú 6 előgyártmány hossza kisebb a kihajlási határnál, axiális erővel történő nyomó hidegalakítás hatására körbefutó 4 gyűrődés képződik. A hidegalakítás közbeni nyomóerő és deformációs út diagrammját a 3. ábra mutatja. Az alakítás kezdetén az F erő az .a szakaszban hirtelen növekszik, majd eléri az első Ci csúcsértéket, ezt követően az F erő ,b' szakaszban előálló csökkenése ellenére rövidül a 6 előgyártmány, a deformáció révén körbefutó gyűrődés képződik. Az első körbefutó gyűrődés kialakulása után az alakító F erő a ,c szakaszban újra növekszik, de a ,c szakasz iránytangense sokkal kisebb, mint az .a szakaszé, miközben megkezdődik a második körbefutó gyűrődés kiképződése. Az F erő eléri a második C2 csúcsértéket, ezt követően a .d szakaszban előálló csökkenése ellenére rövidül a 6 előgyártmány, a deformáció révén kiképződik a második körbefutó gyűrődés.

Az 1 ütközési energia elenyelő elem kizárólag egyetlen körbefutó 4 gyűrődéssel rendelkezik, amit ügy állítunk elő, hogy a nyo5 mó hidegalakításnál a 6 előgyártmányt axiális F erővel a Ci csúcsértékig terheljük, majd csökkentjük a terhelést a „b szakaszon haladva. Amikor a terhelő F erő lecsökken a C2 csúcsértéknek megfelelő értékig a terhelést megszűntetjük, az elért deformációs úthossz sí. Legfeljebb 52 deformációs úthosszát engedhetünk meg, melynél az F erő görbéjének „b és .c szakasza csatlakozik egymáshoz.

A 4. ábra négyszögletes keresztmetszet szelvényű csőből készült autóbusz rácsvázra szerelt 1 ütközési energia elnyelő elem együttes ütközési F erő és deformációs s út diagrammját mutatja be példaként. Az ütközési erő wi értékéig xi hosszúságú rugalmas deformáció lép fel, majd az erő W2 értékre növekedésekor megindul az 1 ütközési energia elnyelő elem összenyomódása több kórbefutó gyűrődés képződésével, x2 hosszúságig miközben az erő W2 érték körül viszonylag csekély ingadozást mutatva változik. Miután W2 nagyságú erő hatására további deformáció nem jön létre az 1 ütközési energia elnyelő elemben W3 értékűre növekszik, megindul a rácsváz szerkezet deformációja X3 deformáci30 ós út eléréséig.

Claims (2)

1. 35 1. ütközési energia elnyelő elem (1) főleg járművek ütközőinek tartó/energia elnyelő szerkezetéhez, mely zártszelvényű, a kihajlási határnál kisebb hosszúságú cső/üreges rúd, azzal jellemezve, hogy axiális irányú

   40 nyomó hidegalakítással létesített, kizárólag egyetlen körbefutó gyűrődése (4) van.
2. 2. Eljárás ütközési energia elnyelő elem előállítására azzal jellemezve, hogy zárt szelvényű, a kihajlási határnál kisebb hosszúsá45 gü csövet/üreges rudat axiális irányú nyomó hidegalakításnak vetünk alá egyetlen körbefutó gyűrődés létesítéséhez mindaddig, amíg az alakító nyomóerő az első körbefutó gyűrődést létrehozó erőcsúcsértéket követően lecsökken a második körbefutó gyűrődést létrehozó - célszerűen kísérletileg megállapított - erőcsúcsérték értékéig.