NL9301763A - energie-absorberende structuur. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: energie-absorberende structuur

De uitvinding heeft betrekking op een energie-absorberende structuur, omvattende een met een eerste einde verankerde, energie-absorberende invertorbuis waarvan het tweede einde is verbonden met een constructie-element waarop een in de buislangsrichting werkende kracht kan worden uitgeoefend.

Een dergelijke energie-absorberende structuuur is op zich bekend. Hoewel deze bekende structuur het voordeel heeft zeer veel energie te kunnen absorberen is een nadeel dat dat de bewegingsrichting van de invertorbuis tijdens de deformatie - het plooien - onbepaald is. Wanneer de invertorbuis over een korte afstand wordt gedeformeerd is dit geen groot probleem doch wanneer de structuur wordt gebruikt om tijdens een beweging over een grotere afstand energie te absorberen (zoals bijvoorbeeld bij toepassing in combinatie met een autobumper) geeft deze eigenschap wél problemen.

De uitvinding beoogt dit bezwaar te ondervangen en berust op het inzicht dat dit mogelijk is door toepassing van een met de invertorbuis gekoppeld geleideelement voor het in de buislangsrichting geleiden van de invertorbuis.

Bij voorkeur wordt het geleideelement gevormd door een binnen de invertorbuis aangebrachte geleidebuis waarvan het eerste einde verschuifbaar is geleid in een in de bewegingsrichting der invertorbuis achter het eerste einde daarvan gelegen buisgeleiding en waarvan het tweede einde is verbonden met het belastbare constructie-element.

Een nog gelijkmatiger energie-absorptie wordt verkregen wanneer het tweede einde van de invertorbuis is verbonden met het smalle topvlak van een hol, afgeknot kegelvormig verbindingsorgaan dat met de basisomtreksrand is verbonden met het belastbare constructie-element en waarvan de wand plooibaar deformeerbaar is.

Wanneer het belastbare constructie-element relatief zwak wordt belast zal eerst het verbindingsorgaan deformeren en wel door het omplooien van de plooibaar deformeerbare wand daarvan welke wand, wanneer deze geheel is omgeplooid, op trek wordt belast en de inwerkende kracht overdraagt op de invertorbuis.

De invertorbuis behoeft slechts een geleidefunctie te vervullen en kan dienovereenkomstig licht zijn gedimensioneerd.

Een voorkeursuitvoeringsvorm omvat dan ook een - zwaardere - aan het tweede einde binnen de invertorbuis aangebrachte, in het deformeerbaar verbindingsorgaan uitstekende korte krachtinleidingsbuisstomp. Deze buisstomp is zwaarder uitgevoerd dan de geleidebuis doch doordat de buisstomp slechts kort is wordt het gewicht van het geheel niet noemenswaardig verhoogd.

De energie-absorberende structuur volgens de uitvinding zal bij voorkeur worden toegepast tussen de bumper van een automobiel en de rest van de carosserie. Daarbij zal veelvuldig de situatie optreden dat de invertorbuis in hoofdzaak horizontaal is geplaatst terwijl het raakvlak van de bumper onder een hoek met de verticaal staat. Teneinde de mogelijkheid te creëren dat de bumper tijdens de stootbelasting daarvan om een horizontale as kan roteren wordt het verbindingsorgaan in dat geval a-symmetrisch conisch uitgevoerd en wel met de grootste mantelzone aan,bijvoorbeeld, de bovenkant. Bij het belasten van de bumper zal deze grote mantelzone het eerst deformeren zodat de bumper om een horizontale as roteert totdat het voorvlak daarvan vrijwel verticaal staat waarna de verdere deformatie van het geheel plaatsvindt.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin tonen in langsdoorsnede:

Figuur 1 de hoofddelen van de energie-absorberende structuur volgens de uitvinding.

Figuur 2a tot en met 2f vijf stadia van samendrukking van deze structuur.

Figuur 3a tot en met 3c in een tweede uitvoeringsvorm in respectievelijk de niet-gedeformeerde, half-gedeformeerde en geheel gedeformeerde toestand.

De in de figuren afgeheelde energie-absorberende structuur 2 omvat als voornaamste deformeerbaar en dus energie-absorberend orgaan een op zich bekende zogenaamde invertorbuis 4 die is uitgevoerd met een, in de figuren links getekende, recht afgesneden einde 6 met aan het andere einde 8 een naar het einde 6 omgeplooid gedeelte 10 waarvan de rand 12 is verankerd aan een vast constructiedeel 14. Een dergelijke invertorbuis is op zich bekend.

Het bezwaar van deze bekende uitvoering is dat bij het uitoefenen van krachten op het einde 6, wat leidt tot een progressief omplooien van de buis 4 aan het andere einde 8, de bewegingsrichting van de buis onbepaald is.

Volgens de uitvinding wordt dit bezwaar ondervangen door het binnen in de buis aanbrengen van een tweede buis, en wel een geleidebuis 16 die bij het uitoefenen van krachten op het buis-einde 6, leidend tot het omplooien van het gedeelte 10, de naar rechts gerichte beweging van de buis 4 volgt en bij 18 is geleid in een geleideflens 20 gevormd aan de plaat 22 die is vastgezet aan ondersteuningsbalken 24 welke deel uitmaken van de vaste constructie. Daarmee is ook de bewegingsrichting van de invertorbuis 4 bepaald.

Bovenomschreven structuur wordt bij voorkeur gecombineerd met een afgeknot kegelvormig verbindingsorgaan 26 dat is uitgevoerd met een plooibare kegelwand 28 die aan het einde met kleinste diameter via een ringdeel 30 is verbonden met het buiseinde 6 en aan het andere einde via een omtreksrand 32 is verbonden met een constructie-element 34, een autobumper. Het geheel is bestemd om een op dit constructie-element uitgeoefende uitwendige kracht kracht met tenminste een component in de richting van de pijl 36 op te nemen en daarbij energie te absorberen door het deformeren van de energie-absorberende structuur.

Opgemerkt wordt dat in de figuren 2a-2f en figuur 3 een uitvoeringsvorm is getoond waarin de buis 16 eindigt op korte afstand van het conischvormig verbindingsorgaan 26 en tussen dit conisch-vormig verbindingsorgaan 26 en de invertorbuis 4 een korte kracht-inleidingsbuisstomp 40 is aangebracht die zwaarder is uitgevoerd dan de buis 16 welke immers uitsluitend een geleidingsfunctie behoeft te verrichten.

Figuur 2a toont het geheel in onbelaste toestand. Wanneer op de bumper 34 een kracht wordt uitgeoefend met een component K in de richting van de pijl 36 zal in eerste instantie de conische wand 28 van het verbindingsorgaan 26 bij 42 naar binnen omplooien Λ resulterend in de situatie volgens figuur 2b. Is de kracht K sterker dan zal, zoals figuur 2c toont, het verbindingsorgaan 26 geheel conisch omgeplooid worden zoals aangegeven met 44 in figuur 2c. De invertorbuis 4 wordt nog niet gedeformeerd; bij reparatie behoeft dus uitsluitend het verbindingsorgaan 26 te worden vernieuwd.

Een nog sterkere kracht K3 zal via het, nu op trek belaste, wanddeel 44 via de buisstomp 40 worden overgedragen op de invertorbuis 4 die begint te deformeren op de in figuur 2d aangegeven wijze. Zoals uit deze figuur blijkt wordt bij het deformeren van de invertorbuis 4 de richting waarin de buis 4 zich verplaatst bepaald door de steunbuis 16 welke is geleid in de met het vaste constructie 24 verbonden geleiding 20, resulterend in een voorspelbaar gedrag van de energie-absorberende structuur.

Figuur 2e tenslotte toont de maximaal bereikbare deformatie van deze structuur: de invertorbuis 4 is over de maximale afstand gedeformeerd en de rand 32 van het conischvormig verbindingsorgaan 26 ligt aan tegen de voorrand van de vaste constructie 24. Bij reparatie moeten nu zowel het conischvormig verbindingsorgaan 26 als de invertorbuis 4 met de bijbehorende geleidebuis 16 worden uitgewisseld.

De figuren 3a, 3b en 3c tonen in langsdoorsnede een wat gewijzigde uitvoeringsvorm. Het verschil met de in de figuren 2a tot en met 2e getoonde uitvoeringsvorm ligt in de uitvoering van het verbindingsorgaan 26. Terwijl dit laatste in de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 en 2a-2e symmetrisch is, is het bij de uitvoeringsvorm volgens de figuren 3a-3c a-symmetrisch: de bovenste wandzone 28a van het verbindingsorgaan 26a beslaat een groter oppervlak dan de onderste wandzone 28b. Het resultaat is dat de, enigszins schuin geplaatste, bumper 34a, wanneer deze een opstakel 50 raakt (figuur 3b) waardoor krachten worden uitgeoefend in de richting van de pijlen 52, 54 kan roteren om een denkbeeldige as loodrecht op het vlak van tekening resulterend in de situatie volgens figuur 3b. Daarbij ondergaat het verbindings- orgaan 26a een deformatie die de wanddelen 28a, 28b brengt in een situatie overeenkomstig die welke is getoond in figuur 2c zodat deze wanddelen thans op trek worden belast. Figuur 3c tenslotte toont een situatie overeenkomstig ,die welke is toegelicht aan de hand van figuur 2e, dus een situatie waarin de gehele energie-ab-sorberende structuur is gedeformeerd.

Claims (5)

1. Energie-absorberende structuur, omvattende een met een eerste einde verankerde, energie-absorberende invertorbuis waarvan het tweede «einde is verbonden met een constructie-element waarop een in de buislangsrichting werkende kracht kan worden uitgeoefend, gekenmerkt door een met de invertorbuis gekoppeld geleide-element voor het in buislangsrichting geleiden van de invertorbuis.

2. Structuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het geleide-element wordt gevormd door een binnen de invertorbuis aangebrachte geleidebuis waarvan het eerste einde verschuifbaar is geleid in een in de bewegingsrichting der invertorbuis achter het eerste einde daarvan gelegen buisgeleiding en waarvan het tweede einde is verbonden met het belastbare constructie-element.

3. Structuur volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het tweede einde van de invertorbuis is verbonden met het smalle topvlak van een hol, afgeknot kegelvormig verbindingsorgaan dat met de basisomtreksrand is verbonden met het belastbare constructie-element en waarvan de wand plooibaar deformeerbaar is.

4. Structuur volgens conclusie 3, gekenmerkt door een aan het tweede einde binnen de invertorbuis aangebrachte, in het deformeerbaar verbindingsorgaan uitstekende, korte krachtinlei-dingsbuisstomp.

5. Structuur volgens conclusie 3-4, met het kenmerk, dat het verbindingsorgaan a-symmetrisch conisch is.