SE439137B - Energiabsorbator och forfarande for framstellning derav - Google Patents

Description

lO 20 25 SO 35 HO 7901778-6 återgår till sin ursprungliga form när stötkrafterna elimine- rats, men effektiviteten av kraftabsorptionen reduceras för varje stötpåverkan. Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en energiabsorbator för repetetiv absor- bering av stötkrafter över en definierad utböjningssträcka med en relativt konstant absorptionseffektivitet.

Den amerikanska patentskriften 3 999 795 i namnet Roubinet visar en energiabsorberande stötfångare som bildas genom att man kring en kärna lindar glasfilament som är impregnerade med polymerbart harts, polymeriserar hartset, och sedan skär ige- nom slingan till två stycken, vilka bildar var sin stötfångare.

De enligt detta förfarande framställda stötfångarna torde ut- göra väsentligen solida balkar. Ett annat ändamål med uppfin- ningen är att förbättra stötfångaren enligt nyssnämnda ameri- g kanska patentskrift genom att anordna filmer av högtemperatur- resistenta termoplastmaterial mellan tunna skikt av riktade filament burna i en lämplig matris, varigenom de interlamellära skjuvningsproblem som uppträder i solida stötfångare undvikes.

Uppfinningen definieras i de bilagda patentkraven.

Uppfinningen avser sålunda en intimt skiktbäddad lamine- rad energiabsorbator liksom ett förfarande för framställning därav. Energiabsorbatorn framställes genom att man lindar hartsimpregnerade fibrer kring en dorn, periodiskt inför ett högtemperaturresistent termoplastmaterial för separering av skikten, och härdar det laminerade materialet i den önskade formen. Den resulterande energiabsorbatorn uppvisar en lätt struktur kapabel att absorbera energi genom deformation och sedan återgå till sin ursprungliga form utan att erfara de interlamellära skjuvskador som uppträder vid solida strukturer.

Den uppfinningsenliga laminerade energiabsorbatorn kan även framställas genom att man bibringar hartsimpregnerade fi- berark önskade former genom placering i en dyna eller form, och ansätter värme och tryck däremot för att hårda föremålet till önskade dimensioner, och sedan hopmonterar de till varandra an- passade komponenterna till en laminerad energiabsorbator, var- vid termoplastfilm anbringas mellan skikten. _ Uppfinningen kommer i det följande att närmare beskrivas i exempelform med hänsyn till bifogade ritning.

Fig. 1 illustrerar en ändvy av en energiabsorbator enligt 'av 10 15 IU LV! 55 40 7901778-6 kw' uppfinningen, varvid streckade linjer i fig. 1 illustrerar absorbatorns utseende i kraftbelastat tillstånd.

Fig. 2 visar en sidovy av absorbatorn enligt fig. l med vissa avsnitt hortbrutna för illustrering av laminatstrukturen.

Fig. 3 visar en förstorad vy av en del av fig. 1.

Fig. M visar en annan utföringsform av den laminerade en- ergiabsorbatorn, innefattande en pelarstruktur.

Fig. 5 visar en vy tagen väsentligen längs linje 5-5 i fig. M och illustrerar ett monteringsorgan för bucklingspelar- na.

Pig. 6 visar en annan utföringsform av de laminerade ener- giabsorbatorerna, innefattande en sigmapelarstruktur.

Fig. 7 visar en förstorad vy av högra hörndelen av fig. U och illustrerar den laminerade strukturen.

Fig. 8 visar en vy tagen väsentligen längs linje 8-8 i fig. 7.

De föredragna utföringsformerna av föreliggande uppfinning framgår med hänvisning till ritningarna och vi hänvisar nu till fig. 1, 2 och 3, vari visas en energiabsorbator 10 av ringtyp, in- nefattande ett flertal skikt 12, lü, 16 och 18, och varje skikt 12-18 är åtskilt från ett närliggande skikt medelst en film eller separator 20, 22 och 2U. Separatorerna består av högtemperatur- resistenta termoplastmaterial såsom nylon, polyester eller poly- propylenfilm. Separatorerna kan elimineras mellan skikten om så önskas.

När energiabsorbatorn 10 kraftpäverkas såsom illustreras med streckade linjer i fig. l, rör sig skikten relativt varandra och reducerar därmed i hög grad den skadliga skjuvningseffekt som uppträder i solida eller fasta konstruktioner.

För att nu hänvisa till fig. H, 5, 7 och 8 visas där en laminerad eftergivlig energiabsorbator 26, 26a av pelartyp mon- t=rad mellan en fordonskaross 28 och en fordonstötfângare 38.

Absorbatorn 26 innefattar skikt 32 och 3H åtskilda av en film eller separator 36. Ena änden av vardera pelaren 26, 26a, är fäst vid en stödplåt 38 medelst bultar HO eller andra lämpliga monteringsorgan, och stödplåten 38 är fäst vid fordonskarossen 28 medelst en bult H2 eller medelst andra lämpliga monterings- organ. Pelarnas 26, 26a andra ändar är fästa vid stötfångaren 30 medelst bultar UM och muttrar H6 eller andra lämpliga monte- ringsorgan. lo' 15 20 25 30 55 H0 7901778-6 Stor noggrannhet måste utövas vid utformningen av stödplå- ten 58 för att tillse att plåten sträcker sig tillräckligt långt från fästbultarna 40 så att pelarens deformering under ansättning av kraften mot stötfångaren ej kommer att medföra att plåtens kant kommer att fungera såsom ett skär mot den be- lastade pelaren.

I figl 6 visas en modifierad pelarstruktur eller en sigma- pelare H8, Äßa som har förformade vinklar för att bilda en eftergivlig energíabsorbator som har ett lägre initialmotstånd mot deformation än pelarna 26, 26a.

För framställning av den laminerade konstruktionen enligt uppfinningen utnyttjas ett nytt förfarande. Fibertrådar såsom kontinuerliga glas- eller kolfibersträngar avlindas under spän- ning från en spole, varpå fibermaterialet ledes genom ett bad av flytande hartsmaterial, vari fibermaterialet mättas med hartset.

Det hartsmättade fibermaterialet lindas sedan upp på en dorn till en förutbestämd tjocklek, varpå en film av vald tjocklek och av högtemperaturresistent termoplastmaterial, som varken är lösligt i eller kompatibelt med eller modifierbart av hart- set eller de formníngsförhållanden som uppträder vid behand- lingen av skikten, därefter placeras runt skikten, varefter ett ytterligare skikt anbringas.

Dessa åtgärder repeteras tills det önskade antalet skikt har bildats. i ugn och härdas såsom en ríngformíg dämpare, eller avlägsnas från dornen, skäras till önskade längder och formas och härdas Genom användning av lämpliga mat- Därefter kan den laminerade strukturen placeras i värmda dynor eller formar. ningsmekanismer, som är välkända inom tekniken, kan en likfor- mig lindning eller lindning med valt mönster, åstadkommas i varje skikt på dornen enligt önskemål.

Genom att variera antalet skikt och även tjockleken för de enskilda skíkten kan sålunda en energíabsorbator med önskad styvhet och hållfasthet enkelt framställas. Absorbatorns håll- fasthet kan även styras genom typen och grovleken av det fiber- material som användes.

Ett annat förfarande för framställning av en laminerad energiabsorbator skulle innefatta att arkformigt material av med hurts impregnerad fiber tillskäres till önskad form och place- ras i mot varandra passande formdelar, vilka bibringar mate- 7901778-6 rialet den önskade formen genom applicering av tryck och därefter härdning av produkten genom ansättning av värme med ett resulterande skikt som är lämpligt format för att passa mot närliggande skikt via termoplastskikt i en laminerad energiabsorbator.

Claims (7)

7901778-6 PATENTKRAÉ

1. Energiabsorbator innefattande ett första fäst- organ (ää,ü6) för fastgöríng av absorbatorn vid en stötfångare (30) och ett andra fästorgan (38,UO,H2) för fastgöring av absorbatorn vid det föremål (28) som skall skyddas, k ä n n e - t e c k n a d av att absorbatorn innefattar ett flertal parallella av varandra oberoende och separata, böjningsenergi absorberande skikt (12,lU,16,18; 32,5Ä;32,3Ä), vilka vart och ett innefattar ett flertal med varandra riktade strängar som är åtskilda och belägna i en eftergivlig värmehärdad plast- hartsmatris, och att de energiabsorberande skikten är atskilda av termoplastskikt (20,22,2ü;36) till bildning av en laminerad absorbatorstruktur (10,26,H8).

2. Absorbator enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att termoplastskikten (20,22,2H;36) ligger i intim kontakt med varje närliggande energiabsorberingsskikt, och har bristan- de vidhäftning mot, är olösliga i, samt är omodifierade av de närliggande skikten.

3. Absorbator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den har formen av ett väsentligen cylindriskt fjäderelement.

H. Absorbator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den har formen av ett pelarorgan (26), som sträcker sig mellan fästorganen (30,58), vilket pelarorgan har väsentligen parallella motsatta plana ytor, vilka plana ytor sträcker sig med väsentligen räta vinklar mot anfästnings- organets yta och pelarorganet.

5. Absorbator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den har formen av ett sigmaformat element (H8), vars övre och undre parallella delar samverkar med det första respektive det andra fästorganet (30,38] för fastgöríng av absorbatorn mellan stötfângaren och det skyddade föremålet.

6. Förfarande för framställning av en energiabsorbe- tor, varvid man leder ett kontinuerligt fíbermaterial genom ett vätskeformigt polymeriserbart hartsbad för att mätta fíbcrmaterialet med harts, och lindar det mättade fíbcrmatcria-, let under förutbestämd spänning kring en roterande dorn till 79o177s~6 bildning av ett skikt av lämplig tjocklek, och polymerí- serar skíktet, k ä n n e t e c k n a t av att man pá ett icke polymeríserat skikt anbringar ett lager av högtemperatur- resístent termoplastmateríal för att omsluta den på dornen exponerade skiktytan, och lindar ytterligare ett skikt av hartsmättat fíbermateríal på lagret, att man anbríngar ett önskat antal skikt respektive lager på dornen, varefter man avlägsnar den laminerade strukturen från dornen och därefter polymeriserar den lamínerade strukturens harts.

7. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a t av att man före polymeríseríngen av den lamínerade strukturens harts placerar den icke härdade lamínerade strukturen í formníngsdynor och sedan formar och härdar strukturen till önskad form.