NL8300134A

NL8300134A - Stootbalk.

Info

Publication number: NL8300134A
Application number: NL8300134A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1983-01-14
Filing date: 1983-01-14
Publication date: 1984-08-01
Also published as: DE3470018D1; US4549757A; EP0116983A1; BR8400162A; EP0116983B1; ATE33111T1; ZA84293B; ES285464Y; JPS59134030A; ES285464U

Description

ii- I

Λ

Stamicarbon B.V.

Uitvinder: Jan H.K. MINKHORST te Sittard 1 PN 3411

STOOTBALK

De uitvinding heeft betrekking op een stootbalk omvattend een plaatvormig element vervaardigd uit een veerkrachtige kunststof, welk element is voorzien van ten minste twee langs het element gelegen bevestigingsplaatsen met middelen voor het met behulp van 5 afstandhouders bevestigen van het element op een tegen stoten te beschermen voorwerp, bijv. een voertuig.

Een dergelijke stootbalk is bekend uit DE-A-2708856. Het plaatvormige element is hierbij practisch over zijn gehele lengte voorzien van in de lengte aangebrachte verstijvingsribben. De ribben 10 dienen om met een minimum aan materiaal een maximum aan stijfheid te bereiken over de gehele lengte van het element. Bij belasting door een kracht op een punt in het midden tussen de bevestigingsplaatsen van het element in de richting van het te beschermen object, buigt het element boogvormig door met een maximale doorbuigingsafstand op het 15 punt van aangrijplng van de kracht. Het nadeel van de constructie volgens DE-A-2708856 is nu dat bij een gegeven materiaal en een door bijv. ISO-normen bepaalde kracht die moet kunnen worden opgenomen en voorts bij maximaal profijt van de rek binnen het elastisch gebied van het materiaal, een gedicteerde maximale doorbuigingsafstand optreedt, 20 die, zo deze niet acceptabel is slechts door vergroting van de raateriaaldikte kan worden teruggebracht. Dit heeft wegvallen van het maximale profijt van de rekeigenschappen van het materiaal en meer materiaalverbruik tot gevolg.

De uitvinding beoogt een stootbalk te verschaffen die de 25 genoemde nadelen tegengaat.

Dit wordt verkregen doordat het element tussen twee bevestigingsplaatsen over enige afstand met behulp van verstijvende middelen is verstijfd onder handhaving van onverstijfde gedeelten tussen het verstijfde deel en de bevestigingsplaatsen.

30 Bij het optreden van een kracht op een punt in het midden tussen de bevestigingsplaatsen van het element in de richting van het 8300134

• .......: v|i|B

__ '-- * ^ Λ 2 te beschermen voorwerp zal dit element niet meer boogvormig doorbuigen maar wordt het verstijfde gedeelte evenwijdig aan zichzelf verplaatst zodat de doorbuigingslijn als het ware de vorm van een trapezium aanneemt, met als basis de denkbeeldige lijn tussen de bevestigingspun-5 ten, de gerekte onverstjfde gedeelten als opstaande zijden en het verstijfde deel als de aan de basis evenwijdige zijde. De maximale rek binnen het elastisch gebied en dus de maximaal op te nemen kracht treedt bij de constructie volgens de uitvinding reeds op bij een verplaatsingsafstand die veel kleiner is dan de maximale door-10 buigingsafstand bij boogvormige doorbuiging. Dit houdt enerzijds in dat de afstand van het element tot het te beschermen voorwerp kleiner kan worden genomen hetgeen bij bijv. auto’s tot een voordelige vermindering van de totale lengte leidt anderzijds indien deze afstand vastligt, kan worden overgegaan tot kleinere materiaaldikten of het 15 inzetten van materialen, zoals elastomeren die van nature een hoge rek-kracht verhouding en elastisch vermogen bezitten en daarom ideaal materiaal voor stootbalken vormen.

De verstijvingsmiddelen kunnen worden gevormd door een onverschuifbaar aan het element bevestigd langwerpig hulpstuk met een 20 hogere buigsterkte dan het element.

Bij voorkeur bestaat het hulpstuk uit geprofileerd metaal.

Een bijzonder geschikt metalen hulpstuk is die welke in dwarsdoorsnede gootvormig is met brede buitenwaarts gerichte flenzen aan de open zijde.

25 Het is voordelig het hulpstuk aan te brengen op de van het te beschermen voorwerp afgekeerde zijde van het element. De gehele ruimte tussen het element en het te beschermen voorwerp blijft zodoende vrij voor het verplaatsen van het verstijfde gedeelte.

Het onverschuifbaar bevestigen van het hulpstuk aan het ele-30 ment kan geschieden door het in te klemmen tussen zich aan het element bevindende en daarmede éën geheel vormende uitsteeksels.

Het element vormt bij voorkeur de sluitwand van de open zijde van een in hoofdzaak gootvormig uit kunststof vervaardigd profiel, dat een deel vormt van de stootbalk, waarbij het hulpstuk nauwpassend ligt 35 opgesloten in een uitsparing die is voorzien tussen een eerste rLbben-patrOon dat een gehee] vormt met het goetvormljfe profiel en een 8300134 3 - Ί <} * tweede, tegen het eerste aanliggend, ribbenpatroon dat één geheel vormt met het element.

Om de op te nemen kracht groter te doen kunnen zijn, kunnen de onverstijfde gedeelten een grotere materiaaldikte bezitten dan 5 overige delen van het element. De onverstijfde gedeelten kunnen ieder een lengte bezitten die een vierde bedraagt van de afstand tussen de bevestigingsplaatsen.

De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van een in de tekening weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

10 In de tekening is:

Fig. 1: is een doorsnede van een stootbalk volgens de uitvinding;

Fig. 2: is een dwarsdoorsnede volgens lijn II-II in Fig. 1;

Fig. 3: is een schematische weergave van een boogvormige en een even wijdige verplaatst gedeelte van een plaatvormig element en 15 Fig. 4: is een kracht-verplaatsing diagram.

In Fig. 1 is een horizontale doorsnede weergegeven van een stootbalk zoals die onder normale omstandigheden aan bijv. een voertuig is bevestigd· De stootbalk is opgebouwd uit een plaatvormig element 1 met twee langs het element gelegen bevestigingsplaatsen 2 en 3 20 met bevestigingsmiddelen 4 en 5 waarmee het element is bevestigd op het met stippellijn 6 aangegeven te beschermen voorwerp 6. De plaat 1 is vervaardigd uit een elastomere kunststof die tussen de bevestigingsplaatsen 2 en 3 zo goed als onbuigbaar is verstijfd met een hulpstuk 7, bestaande uit een metalen profiel met uiteinden 8 en 9, 25 onder handhaving van onverstijfde gedeelten 10 en 11 van het element resp. liggend tussen de bevestigingsplaats 2 en uiteinde 8 en bevestigingsplaats 3 en uiteinde 9. Het hulpstuk 7 bezit in dwarsdoorsnede zoals blijkt uit Fig. 2, een gootvormig middenstuk 12 met brede buitenwaarts gerichte flenzen 13 en 14. Andere profielen, zoals 30 kokers, kunnen ook geschikt zijn. De stootbalk omvat verder een uit een elastomere of andere kunststof bestaand gootvormig profiel 15, dat aan de open zijde wordt afgesloten door het element 1. De ribben 16 van ribbenpatroon dat één geheel vormt met het element 1 en de ribben 17 van een één geheel met het gootvormig profiel 15 vormend ribben-35 patroon liggen tegen elkaar doch laten op de plaats waar zich het hulpstuk 7 bevindt een uitsparing open waarin dit hulpstuk nauwpassend __jj 8300134 4 \ en dus onverschuifbaar ten opzichte van het plaatvormig element 1 ligt opgesloten. De ribbenpatronen kunnen zich in de gehele holte tussen het plaatvormig element 1 en het gootvormig profiel 15 uitstrekken.

Het hulpstuk 7 kan ook op een andere wijze aan het element 1 worden 5 bevestigd bijv. door haakvormige uitsteeksels die één geheel vormen met het element 1 en die zich althans aan de uiteinden van het hulpstuk bevinden om het hulpstuk tenminste in de lengterichting van het element onverschuifbaar te bevestigen.

De werking van de stootbalk volgens de uitvinding en zijn 10 voordeel ten opzichte van bestaande stootbalken kan worden verduidelijkt aan de hand van Fig. 3 waarin schematisch met 1 het plaatvormig element, met 2 en 3 de bevestigingsplaatsen, met 7 het hulpstuk en met 8 en 9 de uiteinden van het hulpstuk zijn aangegeven.

Indien een kracht K aangrijpt in het midden tussen 2 en 3 op 15 een onverstijfd element 1, dan zal het element een boogvormige door-buigingslijn gaan aannemen welke lijn met 18 is aangegeven. Indien de doorbuigingslijn 18 tevens de toestand voorstelt waarbij de uiterste grens is bereikt voor de elastische rek, d.w.z. waarbij het element niet blijvend wordt vervormd maar, na opheffing van de kracht, weer 20 nagenoeg terugveert in zijn uitgangspositie, dan ligt hiermede tevens de uiterste doorbuigingsafstand SI vast. Is deze afstand SI niet acceptabel dan zal er toe moeten worden overgegaan een grotere materiaaldikte te kiezen voor het element 1. Er wordt dan niet meer maximaal profijt getrokken van de rekeigenschappen van het materiaal. 25 Indien nu onder overigens gelijke omstandigheden het element 1 is verstijfd met het hulpstuk 7, met handhaving van overstijfde gedeelten 10 en 11, die in dit geval ieder een vierde uitmaken van de lengte tussen de punten 2 en 3, dan zal de doorbuigingslijn de vorm aannemen van het trapezium 2-8'-9'-3. De aan de rek deelnemende gedeelten 2-8 30 en 9-3 zijn nu veel korter en bereiken ook na een kortere rekweg de maximale rekgrens van het elastische gebied. Dientengevolge is de maximale verplaatsingsafstand niet SI maar S2 waarbij S2 aanzienlijk minder is dan SI en dan binnen de wellicht acceptabele afstand ligt.

De maatregel om een hulpstuk aan te brengen kan worden gecombineerd 35 met een grotere materiaaldikte van de onverstijfde gedeelten 10 en 11.

83 0 0 1 3 4 % 5

Voorbeeld

Een volgens de uitvinding vervaardigde stootbalk wordt onderworpen aan een statische belastingsproef waarbij de stootbalk wordt ondersteund op de bevestigingsplaatsen. De stootbalk is vanuit het 5 midden tot de helft van de afstand tot de bevestigingsplaatsen verstijfd. Er wordt een midden tussen de bevestigingsplaatsen aangrijpende kracht uitgeoefend.

De stootbalk is door spuitgieten vervaardigd uit een thermoplastisch elastomeer materiaal dat onder de naam KELTAN TP 0605 wordt aangeboden 10 door DSM. Dit materiaal bezit een Shore D hardheid van 61 en een sraeltindex van 22 dg/min. In het kracht-verplaatsingdiagram in Fig. 4, stelt lijn A het verband voor tussen de kracht K en de verplaat-singsafstand. Lijn B is als vergelijkingsvoorbeeld opgenomen en geeft het verband weer voor dezelfde stootbalk echter nu zonder verstijfd 15 gedeelte. Het blijkt dat de uiterste verplaatsingsafstand Al voor een stootbalk volgens de uitvinding slechts een vierde bedraagt van die van de stootbalk zonder verstijfd gedeelte, A2. Bij de verplaat-singsafstand Al resp. A2 is de maximale rekgrens van het elastisch gebied van het materiaal in beide gevallen A en B juist bereikt.

__^ 8300134

Claims

1. Stootbalk omvattende een plaatvormig element vervaardigd uit een veerkrachtige kunststof, welk element is voorzien van ten minste twee langs het element gelegen bevestigingsplaatsen met middelen voor het met behulp van afstandhouders bevestigen van het element 5 op een tegen stoten te beschermen voorwerp, bijv. een voertuig, met het kenmerk, dat het element tussen twee bevestigingsplaatsen over enige afstand met behulp van verstijvende middelen is verstijfd onder handhaving van onverstijfde gedeelten tussen het verstijfde deel en de bevestigingsplaatsen.

2. Stootbalk volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de verstij- vingsmiddelen bestaan uit een onverschuifbaar aan het element bevestigd langwerpig hulpstuk met een hogere buigsterkte dan het element.

3. Stootbalk volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het hulpstuk 15 .bestaat uit geprofileerd metaal.

4. Stootbalk volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de verstijvingsmiddelen zijn aangebracht op de van het te beschermen voorwerp afgekeerde zijde van het element.

5. Stootbalk volgens een der conclusies 2-4, met het kenmerk, dat het 20 hulpstuk ligt ingeklemd tussen zich aan het element bevindende en daarmede éên geheel vormende uitsteeksels.

6. Stootbalk volgens een der conclusies 2-4, met het kenmerk, dat het element de sluitwand vormt van de open zijde van een in hoofdzaak gootvormig uit kunststof vervaardigd profiel en dat het hulpstuk 25 nauwpassend ligt opgesloten in een uitsparing die is voorzien tussen een eerste ribbenpatroon dat één geheel vormt met het gootvormig profiel en een tweede, tegen het eerste aanliggend ribbenpatroon dat een geheel vormt met het element.

6 PN 3411

7. Stootbalk volgens een der conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de 30 wanddikte van het plaatvormig element op de onverstijfde gedeelten groter is dan op dé wel verstijfde gedeelten. 8300134 4 % 4 - 9 \

8· Stootbalk volgens een der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat het hulpstuk In dwarsdoorsnede gootvormig is met brede buitenwaarts gerichte flenzen, aan de open zijde.

9. Stootbalk volgens één der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de 5 lengte van ieder der onverstijfde gedeelten van een element een vierde bedraagt van de afstand tussen de bevestigingsplaatsen.

10. Stootbalk zoals In hoofdzaak is beschreven en/of aan de hand van de tekening is toegelicht. JJS/WCH _ ' "j:lS 8300134