NL1001169C2

NL1001169C2 - Crashunit, busvormig onderdeel en werkwijze voor het vervaardigen van een door stropen vervormbare kokermantel.

Info

Publication number: NL1001169C2
Application number: NL1001169A
Authority: NL
Inventors: Simon Petrus Kragtwijk
Original assignee: Hoogovens Staal Bv
Priority date: 1995-09-11
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 1997-03-13
Also published as: DE69608751D1; DE69608751T2; EP0763448B1; ZA967666B; EP0763448A1

Description

CRASHUNIT, BUSVORMIG ONDERDEEL EN WERKWIJZE VOOR HET VERVAARDIGEN

VAN EEN DOOR STROPEN VERVORMBARE KOKERMANTEL

De uitvinding heeft betrekking op een crashunit geschikt om onder invloed van een uitwendige kracht door blijvend te vervormen kinetische energie te dissiperen, omvattende een ten behoeve van het dissiperen door stropen vervormbare kokermantel. De uitvinding heeft 5 tevens betrekking op een busvormig onderdeel voor toepassing in een crashunit alsmede op een werkwijze voor het vervaardigen van een door stropen vervormbare kokermantel.

Een dergelijke crashunit is bekend uit GB 884,953 welk document door verwijzing hierin opgenomen moet worden geacht. In de bekende 10 crashunit wordt de kokermantel gevormd door een stuk buis dat aan één zijde bijvoorbeeld via een aangevormde flens met een deel van het huis van de crashunit is verbonden en aan de andere zijde door middel van een verbinding met een stoter, die de kracht overbrengt naar het deel van de buis waar het stropen (Engels: "inversion") 15 plaatsheeft.

In de bekende crashunit wordt de kokermantel door een stuk buis gevormd en wordt de kracht op de mantel overgebracht via een onderdeel met de kokermantel is verbonden met behulp van een lasverbinding.

20 De bekende crashunit omvat meer onderdelen die bij vervaardiging bewerkt en met elkaar verbonden moeten worden en is -mede daardoor - nogal zwaar. De bekende crashunitconstructie kan niet substantieel lichter van gewicht worden gemaakt door als materiaal bijvoorbeeld aluminium te kiezen aangezien de verbinding 25 van de stoter met de kokermantel bezwijkt onder invloed van een krachtstoot; om dit te vermijden is ter plaatse van de verbinding extra materiaal nodig.

Een interessant lichtgewicht alternatief wordt in een volgens de uitvinding gevonden in een crashunit die erdoor is gekenmerkt dat 30 de kokermantel deel is van een busvormig onderdeel uit één stuk.

10 0 1 1 69 .· - 2 -

Doordat het cruciale onderdeel busvormig en uit één stuk is, zijn tegenover elkaar liggende delen van de kokermantel aan één zijde zonder discontinuïteiten of inhomogeniteiten met elkaar verbonden en verloopt het stropen ("inversie") gecontroleerd. Bij de 5 vervaardiging zijn hiertoe ook geen nadere assemblage- of verbindingshandelingen te verrichten.

De uitvinding is tevens belichaamd in een busvormig onderdeel uit één stuk voor toepassing in een crashunit, omvattende een door stropen vervormbare kokermantel.

10 In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het busvormig onderdeel door koudsmeden of slagextrusie verkregen uit een massief stuk materiaal, bijvoorbeeld door koudsmeden uit een schijf staalplaat of door slagextruderen uit een schijf aluminium.

Hoewel het bijvoorbeeld in geval van aluminium mogelijk is bij 15 de vervaardiging van een schijf uit te gaan die is afgesneden van een staaf, heeft het ondanks grotere snijverliezen de voorkeur de schijven uit gewalste plaat te nemen. De uitvinding is voorts belichaamd in een werkwijze voor het vervaardigen van een door stropen vervormbare kokermantel door koudsmeden of slagextruderen 20 van een massief stuk materiaal. Het is mogelijk gebleken een door stropen vervormbare kokermantel langs deze weg snel en efficiënt te vervaardigen. Groot voordeel van deze werkwijze is dat het mogelijk is de wanddikte lokaal optimaal te kiezen, met name kan aan flensdelen en/of het bodemdeel waarop de kokermantel aansluit de 25 juiste dikte en dus sterkte worden gegeven.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening waarin

Figuur 1 een langsdoorsnede van een middels slagextrusie uit aluminium vervaardigd busvormig onderdeel uit één stuk volgens de 30 uitvinding toont waarbij het stropen beoogd is, gezien vanuit het hart van het onderdeel van buiten naar binnen te verlopen en het centrale deel van de oorspronkelijke schijf zich nabij een kopse zijde van het deel bevindt waar het busvormige onderdeel deel van is.

35 Figuur 2 een onderdeel toont als figuur 1, waarbij echter het stropen beoogd is van binnen naar buiten te verlopen.

Figuur 3 een onderdeel toont als figuur 1, waarbij echter het centrale deel van de oorspronkelijke schijf zich bevindt en een middengebied van het deel waar het busvormige onderdeel deel van is. 40 Figuur 4 een onderdeel toont in figuur 1 dat echter middels 10 0 1 1 69 .

- 3 - koudpersen uit staal is vervaardigd;

Figuur 5 een onderdeel toont als beschreven voor figuur 1, waarbij het centrale deel is voorzien van gaten voor bevestiging van een stoter.

5 Figuur 6 een crashunit toont waarin het onderdeel van figuur 5 is opgenomen en de stoter is uitgevoerd als een extrusieprofiel.

Figuur 7 een onderdeel toont als figuur 2, verbonden met een apart cilindrisch stoterdeel.

De uitvinding zal verder nader worden toegelicht aan de hand 10 van enige voorbeelden.

Uitvoeringsvoorbeelden:

De crashunit volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd in bijvoorbeeld aluminium of staal. Een aluminium legering waarmee goede resultaten worden bereikt, is AlMgSi 0.5. Een goede 15 staallegering is Q-ST 34-3. In principe zijn ook andere legeringen denkbaar, maar voor een goed inversieproces moeten de vloeigrens en de breuksterkte niet te ver uit elkaar liggen en moet het materiaal ductiel zijn (in toegepaste gevallen > 12%).

Uitgangsprodukt voor de slagextrusie is een schijf, afgesneden 20 van een staf of bij voorkeur gestanst uit een dikke plaat. Gangbare afmetingen voor gebruik in crashunits zijn een schijfdiameter van 60-80 mm en een dikte van 10-20 mm. Het is mogelijk dat de stalen schijven tot een temperatuur van 700 °C worden voorgewarmd alvorens te persen. Het busvormige onderdeel kan worden gemaakt op een 25 gebruikelijke mechanische kniehefboompers, maar alle typen persen zijn denkbaar.

Afhankelijk van de complexiteit wordt het produkt in één of meer stappen geperst. Van aluminium kan het onderdeel in één stap worden geslagextrudeerd. Bij staal zijn gewoonlijk 30 meer produktiestappen nodig en wordt het onderdeel tussen de produktiestappen door spanningsvrij gegloeid. Uiteraard wordt het onderdeel bij voorkeur in zo min mogelijk produktiestappen gemaakt.

De gangbare afmetingen van de crashunit zijn een diameter van 60-100 mm, een materiaaldikte van de kokermantel van 1-2,5 mm en een 35 inversieradius in het gebied 3-7 mm. In de aluminiumontwerpen is de materiaaldikte 2,3 mm en een diameter van 60 mm. Bij staal is de materiaaldikte ongeveer 1,5 mm. Groot voordeel van slagextrusie is dat het mogelijk is om flenzen en nokken op de bodem mee te persen, ten behoeve van vereenvoudigde constructie, ophanging en 40 bevestiging. De mechanische eigenschappen zijn in het deel dat 10 01 1 69 .

- 4 - vervormt constant. Het bodemdeel van het busvormige onderdeel kan iets andere eigenschappen bezitten. Het onderdeel kan op de meest uiteenlopende manieren een stoter, bumper of carrosseriedeel met elkaar worden verbonden; met lijm, met ril- of lasverbinding, 5 nieten, bouten enz. In het geval van staal is lassen een goede keuze, bij de aluminium versie een ril- en schroefverbinding. Bij aluminium moet lassen in principe worden vermeden, omdat de mechanische eigenschappen dan wijzigen; als deze dan weer op peil moeten worden gebracht is een homogeniseerbehandeling noodzakelijk, 10 waardoor extra produktiekosten ontstaan.

Indien aan de crashunit zeer hoge eisen worden gesteld kan na de koudsmeedoperatie of slagextrusie nog een kalibratiestap en warmtebehandeling toegepast worden.

1001 1 09.

Claims

1. Crashunit geschikt om onder invloed van een uitwendige kracht door blijvend te vervormen kinetische energie te dissiperen, 5 omvattende een ten behoeve van het dissiperen door stropen vervormbare kokermantel, met het kenmerk, dat de kokermantel deel is van een busvormig onderdeel uit één stuk.

2. Busvormig onderdeel uit één stuk voor toepassing in een 10 crashunit, omvattende een door stropen vervormbare kokermantel.

3. Busvormig onderdeel volgens conclusie 2, door koudsmeden of slagextrusie verkregen uit een massief stuk materiaal.

4. Busvormig onderdeel volgens conclusie 3, vervaardigd uitgaande van een deel uit een gewalste plaat.

5. Werkwijze voor het vervaardigen van een door stropen vervormbare kokermantel door koudsmeden of slagextruderen van 20 een massief stuk materiaal. 10 01 1 60.