PL180954B1

PL180954B1 - Kinetic energy absorbing automotive bumper

Info

Publication number: PL180954B1
Application number: PL96315131A
Authority: PL
Inventors: Franciszek Romanów; Jerzy Sobich; Krzysztof Murawski
Original assignee: Politechnika Zielonogorska
Priority date: 1996-07-04
Filing date: 1996-07-04
Publication date: 2001-05-31
Also published as: PL315131A1

Abstract

1. Energoabsorpcyjny zderzak samochodowy składający się z belki zderzakowej i dwóch oddalonych od siebie i mocowanych do belki wsporników, wykonanych z ograniczonego osłoną porowatego tworzywa, znamienny tym, że wewnątrz zderzakowej belki (1) wzdłuż jej długości znajduje się w rdzeniu (5) z porowatego tworzywa ograniczonym co najmniej z przodu i z tyłu okładzinami (3) sztywna wkładka (4), której powierzchnie oddalone są od wewnętrznych powierzchni przedniej i tylnej okładziny (3) belki (1)1. Energy-absorbent car bumper consisting of a buffer beam and two spaced apart and attached to the beam of the brackets, made with a porous material limited by a cover, characterized in that inside the buffer the beam (1) along its length located in a porous core (5) materials limited at least from front and rear linings (3) stiff an insert (4) with remote surfaces are from the internal front surfaces and the rear trim (3) of the beam (1)

Description

Przedmiotem wynalazku jest energoabsorpcyjny zderzak samochodowy stosowany do ochrony karoserii samochodowych przed uderzeniami.The subject of the invention is an energy-absorbing car bumper used to protect car bodies against impacts.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 132 529 absorber energii uderzeń i drgań.A shock and vibration energy absorber is known from the Polish patent specification No. 132,529.

Absorber ten zbudowany jest z elastycznej obudowy z gumy poliuretanowej w kształcie profilu o przekroju prostokątnym. Wewnątrz obudowy znajdują się w odpowiednich odległościach trzy przewężenia, a przestrzeń wewnętrzna wypełniona jest kompozycją opartą na polimerze polisiloksalowym. Absorber mocuje się na sztywnej belce zderzaka samochodu i przy gwałtownym uderzeniu następuje sprężyste ugięcie jego obudowy wraz z zawartym w niej polimerem, który przez przewężenia przepływa do sąsiednich komór rozpraszając energię uderzenia. Korzystnym jest, gdy odległość wkładki od przedniej okładziny belki jest największa w połowie długości belki.The absorber is made of a flexible polyurethane rubber casing in the shape of a rectangular profile. There are three constrictions at appropriate distances inside the casing, and the internal space is filled with a composition based on a polysiloxal polymer. The absorber is mounted on a stiff car's bumper beam and in the event of a violent impact, its housing is elastically deflected together with the polymer contained in it, which flows through the constrictions into the adjacent chambers, dissipating the impact energy. The distance of the insert from the front cladding of the beam is advantageously at half the length of the beam.

Znany jest również z opisu wzoru użytkowego W. 97032 zderzak samochodowy zawierający belkę zderzakową i wsporniki wykonane w postaci konstrukcji warstwowych składających się w przekroju poprzecznym z rdzenia z tworzywa porowatego i otaczającej go osłony. Grubość osłony jest mała w stosunku do grubości rdzenia. Wsporniki są przyspawane prostopadle do belki zderzakowej, a ich wolne końce zaopatrzone są w wieszaki służące do mocowania do konstrukcji nośnej samochodu.It is also known from the description of utility model W. 97032 a car bumper comprising a bumper beam and supports made in the form of sandwich structures consisting, in cross-section, of a core of porous material and a covering surrounding it. The sheath thickness is small in relation to the core thickness. The brackets are welded perpendicularly to the bumper beam, and their free ends are provided with hangers for fastening to the car's supporting structure.

Niedogodnością opisanych zderzaków jest mała skuteczność ochrony w zakresie dużych obciążeń pojazdu.The disadvantage of the described bumpers is the low effectiveness of protection in the field of high vehicle loads.

Energoabsorpcyjny zderzak samochodowy według wynalazku ma zawierające rdzeń z tworzywa porowatego: belkę i dwa oddalone od siebie i mocowane do belki wsporniki. Rdzeń ograniczony jest w belce osłoną w postaci co najmniej dwóch okładzin usytuowanych z przedniej i tylnej strony belki. Wewnątrz rdzenia belki zderzakowej wzdłuż jej długości znajduje się sztywna wkładka, której powierzchnie oddalone są od wewnętrznych powierzchni przedniej i tylnej okładziny belki o odległość zależną od rodzaju pojazdu i jego przewidywanej ładowności. Odległość wkładki od przedniej okładziny jest korzystnie największa w środku rozpiętości belki.The energy-absorbent car bumper according to the invention has a beam comprising a core made of porous material and two brackets spaced apart and attached to the beam. The core is bounded in the beam by a cover in the form of at least two facings located on the front and rear side of the beam. Inside the core of the buffer beam along its length there is a rigid insert, the surfaces of which are separated from the internal surfaces of the front and rear facing of the beam by a distance depending on the type of vehicle and its expected load capacity. The distance of the insert from the front cladding is preferably greatest in the middle of the span of the beam.

Przejmowanie energii przez zderzak stanowi proces złożony z kilku etapów, z których dwa pierwsze są zakresami sprężystymi. W pierwszym etapie przy małej sile zginającej belka zderzakowa pracuje jak klasyczna belka trójwarstwowa o określonej sztywności. W drugim etapie na skutek działającej siły eliminującej odległości pomiędzy wkładką a okładzinami belki, zderzak pracuje jak belka o przekroju dwuteowym o zwiększonej sztywności. Po przekroczeniu siły krytycznej w trzecim etapie następuje plastyczne odkształcenie wsporników, natomiast w czwartym etapie, po całkowitym ściśnięciu wsporników zachodzi proces dogniatania belki zderzakowej w stanie plastycznym.The absorption of energy by the buffer is a process consisting of several steps, the first two of which are elastic regions. In the first stage, with a low bending force, the buffer beam works as a classic three-layer beam with a certain stiffness. In the second stage, due to the acting force eliminating the distance between the insert and the beam facings, the bumper works like an I-section beam with increased stiffness. When the critical force is exceeded, in the third stage, plastic deformation of the brackets takes place, while in the fourth stage, after the brackets are fully compressed, the process of compressing the buffer beam in a plastic state takes place.

180 954180 954

Zderzak według wynalazku charakteryzuje się zwiększoną wytrzymałością na uderzenia i zdolnością do absorbowania znacznej energii występującej przy kolizji z przeszkodą, co zgodnie z czteroetapowym procesem absorpcji energii wynika z konstrukcji zderzaka.The bumper according to the invention is characterized by increased impact resistance and the ability to absorb considerable energy occurring in the event of a collision with an obstacle, which, in accordance with the four-stage energy absorption process, results from the construction of the bumper.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig.1 przedstawia zderzak samochodowy w widoku z góry z wyrwaniem, natomiast fig. 2 pokazuje belkę zderzakową w przekroju poprzecznym.The subject of the invention is illustrated in an embodiment in the drawing, in which Fig. 1 shows a car bumper in a cut-away top view, while Fig. 2 shows the bumper beam in cross-section.

Zderzak składa się z belki 1 oraz połączonych z nią wsporników 2 przymocowanych z tej samej strony belki, symetrycznie względem jej środka. Belka 1 ma długość zbliżoną do szerokości samochodu, a jej powierzchnie przednią i tylną stanowią okładziny 3 wykonane z blachy stalowej. Wewnątrz belki 1 usytuowana jest metalowa wkładka 4 otoczona rdzeniem 5 z tworzywa piankowego. Odległość wkładki 4 od przedniej okładziny 3 belki 1 jest największa w środku rozpiętości belki 1.The bumper consists of a beam 1 and brackets 2 connected to it, fixed on the same side of the beam, symmetrically in relation to its center. The beam 1 has a length similar to the width of the car, and its front and rear surfaces are cladding 3 made of steel sheet. Inside the beam 1 there is a metal insert 4 surrounded by a core 5 made of foam material. The distance of the insert 4 from the front facing 3 of beam 1 is greatest in the middle of the span of beam 1.

180 954180 954

Fig.2Fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 60 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

1. An energy-absorbing car bumper consisting of a bumper beam and two brackets, spaced apart and attached to the beam, made of porous material limited by a casing, characterized in that inside the bumper beam (1) along its length it is located in the core (5) of porous material a material bounded at least in front and behind by facings (3), a rigid insert (4), the surfaces of which are remote from the internal surfaces of the front and rear facings (3) of the beam (1).

2. The energy-absorbent buffer according to claim The method of claim 1, characterized in that the distance of the insert (4) from the front facing (3) of the beam (1) is greatest at half the length of the beam (1).