ITRM980327A1 - Elemento assorbitore di energia in espanso metallico per l'impiego in autoveicoli - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda un elemento di assorbimento di energia, prodotto con l'uso di espanso metallico, in particolare di espanso di allumìnio, per essere usato in veicoli, particolarmente in autoveicoli, secondo il preambolo della rivendicazione 1.

In un noto elemento di assorbimento di energia (DE 195 02 307 Al)/ che presenta, con una struttura semplice una elevata capacità di assorbimento di energia ed è facilmente montabile e sostituibile, un involucro conformato quale profilo di estrusione continua di alluminio o parte stampata in lamiera di alluminio, accoglie un riempimento di espanso di alluminio. Il riempimento di espanso di alluminio serve quale assorbitore di energia, il cui comportamento di assorbimento può essere regolato inoltre mediante la suddivisione dell'involucro in camere. Un controllo della deformazione dell'elemento di deformazione viene ottenuto per il fatto che la configurazione dell'involucro viene adattata alla deformazione desiderata, ad esempio mediante la variazione dello spessore di parete dell'involucro o mediante la conformazione a soffietto.

Un noto elemento assorbitore di energia per la riduzione dell'energia d'urto in una collisione di veicoli (JP 0727 713 A) è composto da una pluralità di blocchi a nucleo, disposti l'uno dopo l'altro in direzione di urto, che sono formati da un corpo espanso di metallo leggero e assorbono l'energia d'urto per compressione fino ad un desiderato valore di pressione di deformazione. I blocchi di nucleo sono dimensionati in lunghezza e larghezza in maniera da non inflettersi o inarcarsi lateralmente alla compressione .

In un noto corpo di assorbimento di urti per autoveicoli, che è disposto tra il paraurti e il sistema portante, (AT 394 004 B) per ottenere una resistenza a deformazione costante sul tratto di deformazione, un corpo principale cilindrico, giacente in direzione di urto, è munito in una zona di nervature radialmente circonferenziali, questa zona essendo delimitata ad una estremità mediante il supporto del paraurti e all'altra estremità mediante una flangia anulare sporgente radialmente dal corpo principale. Nel caso che venga superato il prestabilito carico del corpo di assorbimento di urti, la flangia munita di una scanalatura si rompe nella zona di transizione al corpo principale e la nervatura più vicina viene premuta contro la flangia e ugualmente rotta. Il processo di ripete per ogni nervatura successiva alla precedente. La flangia anulare sporgente dal corpo principale serve contemporaneamente per il fissaggio del corpo di assorbimento di urti sul sistema portante, mentre per il fissaggio al supporto del paraurti un'altra flangia di fissaggio è formata in un solo pezzo con il corpo principale.

Un noto assorbitore di urti di una lega di alluminio, che è disposto tra una traversa conformata quale profilo cavo di un paraurti e una trave longitudinale del gruppo strutturale di fondo dell'autoveicolo (DE 195 33 366 Al) presenta una camera che determina le proprietà dell'ammortizzatore di urti nel caso di un urto, con due nervature di rinforzo diagonali, presenta una camera a forma di U, che serve per il fissaggio dell'ammortizzatore di urti alla traversa, nonché una flangia, disposta sul lato frontale opposto alla camera a forma di U, per il fissaggio alla trave longitudinale.

L'invenzione si è posta il compito di realizzare un elemento assorbitore di energia del tipo precedentemente menzionato, con migliori proprietà di assorbimento, in cui il desiderato comportamento di assorbimento può essere influenzato in modo mirato mediante semplici accorgimenti.

Il compito viene risolto, per un elemento assorbitore di energia del tipo definito nel preambolo della rivendicazione 1, secondo l'invenzione, mediante le caratteristiche indicate nella parte caratterizzante della rivendicazione 1.

L'elemento di assorbimento di energia secondo l'invenzione presenta il vantaggio che mediante la produzione per metallurgia di polveri della struttura diretta del corpo formato, il comportamento di assorbimento di energia dell'elemento può essere influenzato in modo mirato e molto preciso. Questa struttura può essere adattata in modo molto preciso al particolare caso di impiego, ad esempio mediante una costruzione a profilo pieno o profilo cavo oppure mediante una costruzione a graticola con nervature estendentesi longitudinalmente, traversalmente o diagonalmente.

La superficie del corpo formato viene trasmessa al processo di espansione già a pori chiusi. Contrariamente · all'elemento di assorbimento di energia noto con riempimento di espanso formato, il comportamento di assorbimento dell'elemento secondo l'invenzione non viene regolato solo mediante la densità dell’espanso metallico, ma anche mediante la struttura del corpo formato di espanso metallico. Il dispendio di produzione è relativamente ridotto, poiché il corpo formato viene già finito nel processo di produzione. L'elemento assorbitore di energia è di montaggio facile e può essere sostituito, in caso di un difetto, in modo rapido ed economico.

Convenienti forme di realizzazione dell'elemento assorbitore di energia secondo l'invenzione, con ulteriori sviluppi vantaggiosi e perfezionamenti dell'invenzione, sono indicati nelle altre rivendicazioni .

Secondo una vantaggiosa forma di realizzazione dell'invenzione, gli elementi di collegamento per il fissaggio nella struttura del veicolo sono connessi per espansione in un solo pezzo al corpo formato, il che ha luogo contemporaneamente nel procedimento di produzione del corpo formato. La superficie del corpo formato completo, munito di elementi di connessione, viene ottenuta già a pori chiusi.

Secondo una preferita forma di realizzazione dell'invenzione, il corpo formato espanso viene munito inoltre di un rivestimento supplementare. Questo rivestimento può essere realizzato quale rivestimento in lamiera oppure come profilato. Mediante la scelta dello spessore del rivestimento si può influenzare inoltre il potenziale di assorbimento dì energìa dell'elemento.

Se > secondo una preferita forma di realizzazione dell'invenzione, il rivestimento viene realizzato dallo stesso metallo, in particolare di alluminio, diventa possibile il riciclaggio economico senza la separazione del corpo formato e del rivestimento.

L'invenzione verrà qui di seguito descritta più da vicino con riferimento ad esempi di realizzazione illustrati nel disegno, in cui:

le figure da 1 a 10 mostrano rispettivamente viste prospettiche di un elemento di assorbimento di energia secondo diverse forme di realizzazione.

L'elemento assorbitore di energia, illustrato in vista prospettica nelle figure da 1 a 10 in diversi esempi di realizzazione, è un corpo formato 10, prodotto da schiuma di alluminio nel procedimento di espansione, la cui forma è adattata al comportamento di assorbimento di energia dell'elemento, desiderato per il particolare caso di impiego. Lo strato esterno del corpo formato 10 viene fornito già a pori chiusi mediante una appropriata esecuzione del procedimento di espansione. Mediante una costruzione appropriata, adattata al caso di impiego richiesto, si può influenzare il comportamento di assorbimento di energia del corpo formato in schiuma di alluminio. Nelle figure 1 e 2 sul corpo formato 10 è realizzato quale corpo pieno, il quale nell’esempio di realizzazione della figura 1 presenta una sezione trasversale costante attraverso il suo asse longitudinale e nell'esempio di realizzazione della figura 2 , una sezione trasversale crescente in direzione del suo asse longitudinale. Nell'esempio di realizzazione della figura 2, la dimensione verticale nella posizione di montaggio del corpo formato 10 aumenta all'aumentare della lunghezza, il che nell'esempio di realizzazione della figura 2 viene ottenuto per il fatto che il lato superiore 101 del corpo formato 10 è realizzato in modo spianato e il lato inferiore opposto 102 del corpo formato 10 è realizzato in modo concavo. In entrambi gli esempi di realizzazione il corpo formato 10 è realizzato in modo squadrato. E' anche possibile conformarlo a forma cilindrica.

Nell'esempio di realizzazione della figura 3, il corpo formato 10 è realizzato quale corpo cavo, in questo caso quale prisma quadrangolare o quadro cavo. Nell'esempio di realizzazione della figura 4 il corpo cavo è rinforzato mediante nervature diagonali o traverse 11, 12 estendentesi longitudinalmente, che si incrociano nel centro dell'asse.

Nell'esempio di realizzazione delle figure 5 e 6, il corpo formato 10 è realizzato ugualmente quale corpo cavo rinforzato con traverse. L'asse della cavità 14 rispettivamente 14' si estende però non come negli esempi di realizzazione delle figure 3 e 4 in direzione dell'asse longitudinale del corpo formato 10, bensì trasversalmente ad esso. La cavità 14 del corpo formato 10 nella figura 5 è a sua volta rinforzata con traverse diagonali 15 e 16 estendentisi longitudinalmente, che si incrociano lungo l'asse della cavità 14. Nell'esempio di realizzazione della figura 6, la cavità 14' è rinforzata mediante una traversa 17, per cui si formano due settori 14'a e 14'b giacenti l'uno dietro l'altro in direzione assiale. In aggiunta, la sezione trasversale di luce del settore posteriore 14'b della cavità è realizzata a forma di trapezio, la larghezza residua della parete laterale del corpo formato 10 aumentando in modo continuo in direzione opposta al settore 14'a della cavità.

Tutti gli elementi di assorbimento di energia, illustrati nelle figure da 1 a 6, presentano elementi di connessione 18 per il fissaggio nella struttura del veicolo, che sono formati in un solo pezzo con il corpo formato 10 e vengono espansi contemporaneamente alla produzione del corpo formato 10 nel procedimento di espansione, per cui il corpo formato 10 viene formato nel procedimento di espansione già con la pelle esterna chiusa. In tutti gli esempi di realizzazione secondo le figure da 1 a 6, gli elementi di connessione 18 sono realizzati come flange frontali 19, 20, che sporgono sui lati opposti del corpo formato 10 da quest'ultimo e nella zona di sporgenza presentano rispettivamente due fori di passaggio 21 per l'introduzione delle viti di fissaggio. Il corpo formato 10 viene fissato con le due flange frontali 19, 20, in un caso di impiego indicato a tìtolo di esempio, da un lato al paraurti e dall'altro lato ad una trave longitudinale alla struttura inferiore della carrozzeria.

Negli esempi di realizzazione dell'elemento di assorbimento di energia, illustrati nelle figure da 7 a 10, il corpo formato 10,realizzato di espanso di alluminio in diverse strutture di forma adattata al particolare caso di impiego, è munito inoltre di un rivestimento 22. Questo rivestimento 22 è realizzato nell'esempio di realizzazione di lamiera, preferibilmente di lamiera d'alluminio. Tuttavìa, esso può essere realizzato ugualmente quale profilato. Gli elementi di connessione 18, previsti anche in questo caso negli elementi assorbitori di energia per il fissaggio alla struttura del veicolo, non sono formati sul corpo 10, bensì ripiegati in un solo pezzo dal rivestimento 22. Questi elementi di connessione 18 sporgono come piastrelle di fissaggio 23 su ogni lato frontale del rivestimento 22 dalle superfici laterali, fra loro opposte, del rivestimento 22 ad angolo retto verso l'esterno e recano ciascuna due fori di passaggio 21 per l'inserimento di viti di fissaggio. Con complessivamente quattro piastrelle di fissaggio 23, l'elemento assorbitore di energia viene avvitato frontalmente alla struttura della carrozzeria.

Nell'esempio di realizzazione delle figure 7 e 8, il corpo formato 10 è realizzato nella stessa maniera come nell'esempio di realizzazione delle figure 1 e 2 quale corpo pieno di espanso di alluminio. Entrambi gli esempi di realizzazione delle figure 7 e 8 si distinguono dagli esempi di realizzazione delle figure 1 e 2 solo per il fatto che è previsto un rivestimento supplementare 22 e gli elementi di connessione 18 vengono formati da piastrelle di fissaggio 23 ripiegate dal rivestimento 22.

In entrambi gli esempi di realizzazione delle figure 9 e 10, il corpo formato 10 è realizzato, senza variare la conformazione del rivestimento 22, non quale corpo pieno, bensì quale corpo cavo con una struttura a traliccio interna di traverse longitudinali e diagonali. In questo caso, una traversa longitudinale 24, coassiale all'asse del corpo formato, viene collegata a quest'ultimo attraverso complessivamente quattro traverse diagonali più piccole 25, estendentisi longitudinalmente.

L'invenzione non è limitata agli esempi di realizzazione precedentemente descritti. Così, per la produzione del corpo formato oltre all'espanso di alluminio, possono essere usati anche altri espansi metallici, in particolare espansi di metalli leggeri o espansi delle loro leghe.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Elemento assorbitore di energia, realizzato con l'uso di schiuma metallica, in particolare di schiuma di alluminio, destinato ad essere usato in veicoli, in particolare in autoveicoli, con elementi di connessione per il fissaggio alla struttura del veicolo, caratterizzato dal fatto che l'elemento è prodotto nel procedimento di espansione con una pelle esterna chiusa quale corpo formato (10) adattato al comportamento di assorbimento di energia desiderato per un particolare caso d'impiego.
2. 2. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo formato (10) è finito nel procedimento di espansione con la pelle esterna chiusa.
3. 3. Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo formato (10) viene finito dopo il procedimento di espansione.
4. 4. Elemento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi di connessione (18) sono espansi in un solo pezzo con il corpo formato (10).
5. 5. Elemento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che il corpo formato (10) è munito di un rivestimento supplementare (22).
6. 6. Elemento secondo la rivendicazione 5 caratterizzato dal fatto che gli elementi di connessione (18) sono conformati nel rivestimento 22 in un solo pezzo con esso.
7. 7. Elemento secondo la rivendicazione 5 o 6, caratterizzato dal fatto che il rivestimento (22) è realizzato quale mantello in lamiera o profilato.
8. 8. Elemento secondo una delle rivendicazioni da 5 a 7, caratterizzato dal fatto (22) è prodotto dallo stesso metallo come il corpo formato (10), di preferenza di alluminio.
9. 9. Elemento secondo una delle rivendicazioni da 1 a 8, caratterizzato dal fatto che il corpo formato (10) presenta una struttura a traliccio con nervature o traverse longitudinali e/o trasversali e/o diagonali (11, 12; 15-17; 24, 25).