NL8503352A

NL8503352A - Bumper.

Info

Publication number: NL8503352A
Application number: NL8503352A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1985-12-05
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1987-07-01
Also published as: ES2015260B3; EP0230067A1; DE3670250D1; EP0230067B1; US4856833A

Description

'-¾- *

WdW/WP/ag STAMICARBON B.V. (Licensing subsidiary of DSM)

Uitvinder: Arie U. Beekman te Schinnen -1- PM 3662

BUMPER

De uitvinding heeft betrekking op een bumper, omvattende een draaglichaam en een van een stootvlak voorzien elastisch vervormbaar kunststof element, welk element hoofdzakelijk bestaat uit een aantal onderling verbonden kokervormige lichamen waarvan de dwarsdoorsneden 5 regelmatige een even aantal zijden hebbende veelhoeken zijn en waarvan de hartlijnen evenwijdig zijn aan het stootvlak

Een dergelijke bumper is bekend uit de Engelse octrooipubli-katie No 1 572 736.

De bekende bumper bestaat uit een drager en een vervormbaar element 10 met een honingraatachtige structuur uit een elastomeer materiaal

De hoekribben van de prismatische (holle) lichamen waaruit het bekende element opgebouwd kan worden gedacht verlopen loodrecht op de richting waarin het element normaliter wordt belast·

Het bezwaar van de bekende bumper c q· het vervormbare ele-15 ment daarvan, is dat er in de vervormingsweerstand als geheel een degressiviteit aanwezig is waardoor de vervormingskracht (belasting) zich over een relatief grote afstand kan verplaatsen.

Dit bezwaar weegt in het bijzonder bij een bumper voor een automobiel heel zwaar In dit toepassingsgebied overschrijden namelijk de uit 20 technische overwegingen gewenste afmetingen vaak de afmetingen die door de ontwerper uit esthetische gronden toelaatbaar worden geacht.

Daarenboven treedt bij de bekende bumper bij een betrekkelijk lage botsingssnelheid reeds een blijvende vervorming van het elastische element op.

25 Het doel van de uitvinding is om een bumper te verschaffen waarbij bovenvermelde bezwaren niet optreden.

De bumper volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt dat de kokervormige lichamen nabij de middens van twee tegenover elkaar liggende zijden onderling en met het stootvlak zijn verbonden door 8503352 - -- —« -2-

Jr- K

zich in de langsrichting van de kokervormige lichamen uitstrekkende, loodrecht op het stootvlak en op de bedoelde zijden staande verbin-dingsvlakken.

Door de keuze van de plaats van de onderlinge verbindingsvlakken wordt 5 een relatief grote elastische vervorming van het element verkregen.

Een uitvoeringsvorm van de bumper volgens de uitvinding wordt daardoor gekenmerkt dat de kokervormige lichamen een nagenoeg rechthoekige dwarsdoorsnede hebben- Bij deze uitvoeringsvorm is de rek van het materiaal van het kokervormige lichaam zeer gelijkmatig over 10 de omtrek daarvan verdeeld, zodat tot een bepaalde vervorming, volledige terugvering na vervormen optreedt. Onder "nagenoeg rechthoekig” dient ook bijvoorbeeld een kokervormig lichaam te worden verstaan waarvan de zijden enigszins zijn gekromd.

Een andere uitvoeringsvorm van de bumper volgens de uit-15 vinding wordt daardoor gekenmerkt, dat in vlakken loodrecht op die van de verbindingsvlakken, de tegenover elkaar liggende hoekribben van de kokervormige lichamen zijn verbonden door dwarsvlafcken. Hierdoor wordt bereikt, dat bij een relatief grote indrukking en/of een relatief groot aantal "in serie" geschakelde kokervormige lichamen geen zij-20 delings uitknikken kan optreden.

Een uitvoeringsvorm van de bumper volgens de uitvinding omvat betrekkelijk korte kokervormige lichamen waarvan de hartlijnen in een richting lopen welke dwars op de richting van het draaglichaam staan. De uitvinding zal vervolgens worden toegelicht aan de hand 25 van een aantal figuren. De uitvinding is uiteraard niet tot de weergegeven uitvoeringsvormen beperkt- In de figuren is in Fig. 1 schematisch een complete bumper weergegeven, met pijl F is de belastingrichting aangegeven in Fig. 2 een detail van het elastisch vervormbare element in ver-30 vormde toestand weergegeven; in Fig. 3 in grafiekvorm de vervorming onder een bepaalde belasting weergegeven en de terugvering van het elastisch element na het wegnemen van de belasting.

In Fig. 1 is met 1 een bumper volgens de uitvinding aange-35 duid. 2 is het draaglichaam, 3 het stootvlak. 4 zijn een aantal koker- 8303352 -3- vormige lichamen. Weergegeven is een uitvoeringsvorm met kokervormige lichamen met een vierkante dwarsdoorsnede. Afhankelijk van de gewenste elastische eigenschappen met betrekking bijvoorbeeld tot de gewenste progressie van de veerstijfheid van het element kan een andere recht-5 hoekige vorm voor de dwarsdoorsnede worden gekozen en kunnen de onderlinge afstanden tussen de kokervormige lichamen, welke worden bepaald door de breedtes van de verbindingsvlakken 9 en de dwarsvlakken 10 worden afgestemd. Met 5 en 6 zijn twee tegenover elkaar liggende zij-• den van aangrenzende kokervormige lichamen 4 aangegeven, verbindings-10 vlak 9 verbindt de middens van deze zijden ter plaatse 7 en 8 (zie fig. 2). 11 is een kunststofgrondplaat van het elastisch element welke op draaglichaam 2 wordt bevestigd. 12 is een schuimlaag welke tussen stootvlak 3 en omhulling 13 is aangebracht. De vlakken 13 vormen samen als het ware een omhulling van het elastische element. Deze omhulling 15 is beweegbaar ten opzichte van de drager 2. Meestal zal de omhulling een bepaalde estethische vorm worden gegeven door de ontwerper van de bumper, afhankelijk van de specifieke toepassing.

In Fig* 2 is een aantal kokervormige lichamen in vervormde toestand weergegeven. De cijfers in deze figuur hebben overigens dezelfde bete-20 kenis als in Fig. 1 voorzover daar aangegeven. De belasting op omhulling 13 (aangegeven met pijl F in Fig. 1) wordt via een eventuele tussenlaag 12 doorgegeven aan stootvlak 3 van de bumper en aan de verbindingsvlakken 9. De wanden 14 van de kokervormige lichamen gaan hierdoor enigszins hol naar binnen staan. De wanden 15, 15' daaren-25 tegen bol naar buiten, mits*uiteraard de hoekpunten B, C, B’, C’ enz. voldoen stijf zijn om het buigmoment van de vlakken 14 over te brengen naar de vlakken 15. Bij verder gaande indrukking kunnen de hoekpunten B en B', C en C' enz. elkaar gaan raken. Dit heeft een knik in de ver-vormingslijn van het elastisch element ten gevolge. Bij nog ver-30 dergaande indrukking kunnen de vlakken 15' elkaar raken ter plaatse van de punten A, Af hierdoor wordt de progressiviteitslijn nog steiler. Het is duidelijk dat door de keuze van de breedte van de verbindingsvlakken 9 en de breedte van het dwarsvlak 10 het moment van aanraken en daarmee de vervormingslijn kan worden bepaald door de 35 constructeur. Het voordeel hiervan is, dat de elastische eigenschappen ÖvUO ^ J 4

iC

-4- van de bumper als geheel redelijk onafhankelijk zijn van de omgevingstemperatuur en die van de bumper zelf. Dit wordt nader toegelicht in tabel 2 op blz. 5.

In Fig. 3 is een kracht/weg-diagram weergegeven van een 5 botsproef.

Een lorrie met daarop gemonteerd een bumper volgens de uitvinding heeft men laten botsen met een tweede lorrie van gelijke massa en voorzien van een standaard pendellichaam volgens norm ECE 42 met massa's van 1000 kg en een snelheid van 4 km/hr. In de grafiek is 10 langs de horizontale as weergegeven de totale gemeten kracht die in de ophangpunten van de bumper aanwezig was. Langs de verticale as in de grafiek is de indrukking van de bumper ten opzichte van zijn ophangpunten ter plaatse van het aanrakingsvlak van de bumper met de pendel weergegeven. In tabel 1 is een aantal constructieve gegevens vermeld 15 van de beproefde bumper volgens de uitvinding. Krachten en verplaatsingen zijn bepaald volgens gebruikelijke, de vakman bekende, methoden.

Tabel 1

Afmetingen dwarsdoorsnede kokervormig, lichaam: 20 x 20 mm 20 Aantal kokervormige lichamen in dwarsdoorsnede van het elastische element: 2 : 2

Buigweerstandsmoment van de drager: 10^ mrn^ (t.o.v. as // stootvlak) Steunpuntsafstand van de drager: 1000 mm

Materiaal van het elastische element: LDPE, s.m.» 920 kg/m^, M.I. 2,5 25 Wanddikte van de kokervormige lichamen: 2 mm Wanddikte van de verbindingsvlakken: 2 mm Wanddikte van de dwarsvlakken: 1 mm Onderlinge afstand van de kokervormige lichamen: 10 mm omgevingstemperatuur: + 20°C.

30 Bespreking van de resultaten:

Uit de grafiek volgens figuur 3, lijnen 1 en 3, blijkt dat de bumper volgens de uitvinding met de in tabel 2 vermelde afmetingen 3503352 -5- geheel terugveert: er is dus geen blijvende vervorming. Bij belasting onder dezelfde omstandigheden van de bekende bumper, bij dezelfde uitwendige afmetingen, treedt er een blijvende vervorming na belasting van ongeveer 50 Z op (zie lijn 2 in de grafiek).

5 De temperatuursonafhankelijkheid van de elastische eigenschappen van de bumper volgens de uitvinding is significant beter dan die van de bekende bumper. Relevante gegevens zijn vermeld in tabel 2.

Tabel 2

Bumper volgens uitvinding vergelijkingsvoorbeeld 10 omgevings— totale maximale totale maximale temperatuur kracht verplaatsing kracht verplaatsing °C [N] [mm] [N] [mm] + 20° 18.000 30 17.000 30 - 20° 24.000 20 30.000 15 15 Bovenvermelde waarden zijn gevonden bij eenzelfde botsproef als vermeld op blz. 4.

Bij het elastisch element waarvoor de in de tabel 2 vermelde waarden zijn gevonden, was echter de onderlinge afstand van de kokervormige lichamen verkleind tot 8 mm, zodat bij vervorming de hoekpunten B, B' 20 en C, C' en ook de zijvlakken ter plaatse van A, A’ etc. (zie fig. 2) elkaar raakten.

Overigens zij vermeld dat bij dezelfde afmetingen met behulp van een elastisch element uit zogenaamd PUR-schuim ook een volledige terugvering kan worden bereikt. Het bezwaar van een dergelijk element 25 is dat de kostprijs belangrijk hoger ligt dan die van een bumper volgens de uitvinding.

asüö3ó2

Claims

1. Bumper omvattende een draaglichaam en een van een stootvlak voorzien elastisch vervormbaar kunststof element, welk element hoofdzakelijk bestaat uit een aantal.onderling verbonden kokervormige lichamen waarvan de dwarsdoorsneden regelmatige een even aantal 5 zijden hebbende veelhoeken zijn en waarvan de hartlijnen evenwij dig zijn aan het stootvlak, met het kenmerk, dat de kokervormige lichamen nabij de middens van twee tegenover elkaar liggende zijden onderling en met het stootvlak zijn verbonden door zich in de langsrichting van de kokervormige lichamen uitstrekkende, lood- 10 recht op het stootvlak en op de bedoelde zijden staande verbin- dingsvlakfcen.

1 -6- PN 3682

2. Bumper volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kokervormige lichamen een nagenoeg rechthoekige dwarsdoorsnede hebben·

3. Bumper volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in vlakken lood- 15 recht op die van de verbindingsvlakken, de tegenoverelkaar liggende hoekribben van de kokervormige lichamen zijn verbonden door dwarsvlakken.

4. Bumper volgens eén der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de kokervormige lichamen zich in ongeveer dezelfde richting 20 uitstrekken als het draaglichaam·

5. Bumper volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de kokervormige lichamen zich uitstrekken in een richting dwars op die van het draaglichaam.

6. Bumper in hoofdzaak zoals beschreven en toegelicht in de figuren.

0 U 0 -3 3 2