Bilindustrin är ständigt på jakt efter lättare konstruktioner, ökad krocksäkerhet och en mer rationell tillverkning. Tyska företaget Dura Automotive Body & Glass Systems GmbH uppfyller alla tre kraven med sin nyskapande lösning för sidokrockbalkar i ultra höghållfast stål med inlägg. Företaget har samtidigt utvecklat en lösning för volymproduktion av balkarna.

Avancerade höghållfasta stål är ett självklart val som material för säkerhetsdetaljer i bilar. Stålet gör det möjligt att tillverka olika typer av krockskydd som är lätta och har hög förmåga att ta upp energi.

Sidokrockbalkar i avancerade höghållfasta stål är i dag standard i de allra flesta personbilar – däremot är utformningen långt ifrån standard. Det finns många olika lösningar, vissa biltillverkare har valt pressade öppna profiler, andra har valt rör och ytterligare andra tillverkare arbetar med profiler som har påsvetsade förstärkningar.

Det optimala är naturligtvis en sidokrockbalk som kan tillverkas i stora volymer och med små modifikationer i produktionen användas till flera olika bilmodeller. Det har också varit en grundförutsättning vid Duras utvecklingsarbete.

En annan grundförutsättning har varit det ultra höghållfasta Docol 1200 M, med dess goda egenskaper när det gäller svetsbarhet och rullformning. Stålet har en lägsta brottgräns på 1200 N/mm2, vilket gör det till ett av marknadens mest avancerade höghållfasta stål.

Alla säkerhetsdetaljer i en bil måste ha ett mycket effektivt korrosionsskydd, vilket klaras med hjälp av ett elektrogalvaniserat Docol 1200 M.

Stålplåt på 2 mm

Duras sidokrockbalk är en fyrkantig sluten profil som förses med en midja på sidorna. Genom att optimera profilens utformning får sidobalken en mycket hög energiupptagningsförmåga.

Utformningen är patenterad. Tjockleken på stålet i balken är bara 2 mm, vilket ger en vikt på 1,75 kg för en balk som är 1,1 meter lång.

Inlägg optimerar styrkan

Men konstruktörerna hos Dura insåg att egenskaperna  kunde förbättras ytterligare genom att förse balken med ett två till tre decimeter långt inlägg på mitten. Det är där belastningarna är som störst vid en sidokrock. Inlägget ger en marginell viktökning, drygt 200 gram, men gör det möjligt att optimera balkens deformation vid en sidokrock.

– Vi provade i stort sett alla slags material som inlägg, berättar Torsten Hundt från Dura som varit ansvarig för provningen av prototyperna. Med ett extra inlägg i ultra höghållfast stål kunde vi göra balken avsevärt starkare. Men i säkerhetssammanhang eftersträvar man ofta även en kontrollerad energiupptagning där balken ger efter mer, utan att knäckas. Vi fann att inlägg i en viss typ av plastmaterial gav just de egenskaperna.

Vilken sorts inlägg som är lämpligt i en bil styrs av den säkerhetsfilosofi biltillverkaren har. Vissa biltillverkare prioriterar en väl kontrollerad deformation medan andra specificerar maximal styrka.

Lätta att anpassa

Beroende på säkerhetsfilosofi, går det att skräddarsy balkarna genom att variera typen och längden av inlägget, tillägger Meinhard Schwermann, som deltagit i arbetet hos Dura.

Även monteringen är flexibel. Balken kan, beroende på konstruktionen i övrigt, monteras i bildörren genom att nitas, svetsas eller skruvas fast. Fördelen för biltillverkaren är att balken lätt kan anpassas till flera olika varianter av samma bilmodell.

Dura Automotive Systems är en av världens ledande tillverkare av komponenter och system till bilindustrin. Koncernen är baserad i USA men har utvecklings- och tillverkningsenheter över hela världen. På kundlistan finns alla stora amerikanska och eurpoeiska biltillverkare. Totalt sysselsätts 17 000 anställda och företaget omsätter 2,5 miljarder dollar.

Text: Björn Kleeman NEWS Magazine 1, 2006

“DURA Automotive Body & Glass Systems GmbH, Tyskland har lyckats att praktiskt utnyttja tekniken att kombinera fyllnadsmaterial och ultra höghållfasta stål. Genom att använda en rullformad sluten profil, som invändigt förses med en anpassad förstärkningsdel ökas balkens bärförmåga lokalt. På så sätt lyckas man ta tillvara det ultra höghållfasta stålets möjligheter till mycket lätta konstruktioner med hög energiupptagningsförmåga i kombination med en lönsam och effektiv tillverkning.” (Juryns motivering)