DE10136299A1

DE10136299A1 - Pralldämpfer

Info

Publication number: DE10136299A1
Application number: DE10136299A
Authority: DE
Original assignee: ZF Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 2001-07-25
Filing date: 2001-07-25
Publication date: 2003-02-20
Also published as: US20030020219A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pralldämpfer als Verbindungsglied zwischen einem Stoßfänger und einem Chassis eines Kraftfahrzeugs zur Dämpfung der Stoßbelastung bei einer Kollision dieses Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, bestehend aus einem Außenrohr und einem Innenrohr, die teleskopartig ineinander verschiebbar sind, wodurch sich das Volumen von druckbeaufschlagten Gasräumen verändert und wobei ein Deformationselement zur Aufnahme hoher Kräfte durch Verformarbeit mit verschoben werden kann, wobei der erste Gasraum und der zweite Gasraum einen gemeinsamen Druck aufweisen, der so bemessen ist, dass eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Fußgänger optimal gedämpft wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pralldämpfer als Verbindungsglied zwischen einem Stoßfänger und einem Chassis eines Kraftfahrzeugs zur Dämpfung der Stoßbelastung bei einer Kollision dieses Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, bestehend aus einem Außenrohr und einem Innenrohr, die teleskopartig ineinander verschiebbar sind, wodurch sich das Volumen von druckbeaufschlagten Gasräumen verändert und wobei ein Deformationselement zur Aufnahme hoher Kräfte durch Verformarbeit mit verschoben werden kann.

Pralldämpfer dieser Art sind als kostengünstige Ausführungen bekannt, da sie auf eine hydraulische Komponente verzichten, die hinsichtlich der Dämpfungswirkung einer Stoßbelastung einen höheren Widerstand mit einer steileren Progression entgegenstellen könnte. Pralldämpfer dieser Bauart federn vor allem die Masse des eigenen Kraftfahrzeuges ab, wenn dieses gegen ein Hindernis stößt. Hierbei ist vorwiegend an den eigenen Schutz und nicht an den Schutz des Hindernisses gedacht, welches nicht nur aus parkenden Autos, Mauern oder Bäumen besteht, sondern auch Zweiräder oder Fußgänger betreffen kann. Die Gasräume der herkömmlichen Pralldämpfer sind daher mit sehr hohen Drücken vorgespannt, um bei Auffahrgeschwindigkeiten bis ca. 8 km/h keine bleibenden Schäden am Stoßfänger und am Chassis des Kraftfahrzeugs entstehen zu lassen. Das Innenrohr wird also mit dem Stoßfänger durch den Gasdruck wieder in seine Ausgangsposition zurückgeschoben. Sobald diese Grenzgeschwindigkeit aber überschritten wird, stellen sich bleibende Verformungen am Pralldämpfer dadurch ein, dass ein Deformationselement in eine Rohrverengung des Außenrohres geschoben wird. Hierbei wird ein hohes Maß an Aufprallenergie absorbiert, wodurch das Chassis immer noch geschützt wird, wenn die Auffahrgeschwindigkeit eine zweite höher liegende Grenzgeschwindigkeit von beispielsweise 15 km/h nicht überschreitet. Die Pralldämpfer und möglicherweise auch die Stoßfänger müssen dann allerdings ausgetauscht werden.

Der Pralldämpfer gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt die Vorgaben gemäß dem obengenannten Stand der Technik nur teilweise, da die Gasräume des Pralldämpfers mit geringeren Drücken vorgespannt sind als dort, wodurch auf Hindernisse mit geringerer Masse, speziell auf Zweiradfahrer oder Fußgänger Rücksicht genommen wird. Diese Einstellung geht zu Lasten der möglichen Grenzgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, bei der eine Beschädigung des Chassis beginnt. Es liegt in der Hand des Konstrukteurs, das Zusammenwirken vom Deformationselement mit dem kleineren Durchmesser des Außenrohres so zu gestalten, dass die alte geplante Grenzgeschwindigkeit für die Beschädigung des Chassis des Kraftfahrzeuges durch die Dimensionierung wieder herzustellen. Was also die reversible Dämpfung durch die Gasräume weniger an Dämpfungskraft bringt, kann die zweite Stufe der Rohrverformung beispielsweise mit einem erhöhten Verformungsweg wieder herstellen.

Überlegungen dieser Art führen zu der Aufgabe, einen Pralldämpfer mit Gasräumen zu schaffen, der bereits bei der Kollision des Kraftfahrzeuges mit leichten Hindernissen wie Zweiräder oder Fußgänger reagiert, um bei einer Kollision geringere Schäden an diesen Hindernissen zu hinterlassen.

Als Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, einen Pralldämpfer im Wesentlichen bestehend aus einem Innenrohr und einem Außenrohr zu schaffen, innerhalb derer ein erster und ein zweiter Gasraum angeordnet sind, die durch einen Trennkolben voneinander getrennt sind, wobei dieser Trennkolben eine Drosselöffnung aufweist. Der erste Gasraum wird vom Innenrohr gebildet, welches stoßfängerseitig einen Boden und ein Befestigungselement zur Befestigung des Stoßfängers aufweist. Auf der dem Boden gegenüberliegenden Seite ist der Trennkolben mit der Stirnseite des Innenrohres verbunden und schließt so den ersten Gasraum ab. Der zweite Gasraum schließt unmittelbar an den Trennkolben an, liegt aber bereits im Außenrohr und wird auf der dem Trennkolben gegenüberliegenden Seite vom Deformationselement begrenzt, welches ebenfalls im Außenrohr angeordnet ist und über Dichtringe den zweiten Gasraum abdichtet. Während der Stoßfänger mit dem Innenrohr an dessen freiem Ende verbunden ist, ist der Pralldämpfer mit seinem Außenrohr über einen Montageflansch mit dem Chassis verbunden, wodurch der Pralldämpfer gleichzeitig als Befestigungsteil für den Stoßfänger am Chassis des Kraftfahrzeuges dient.

Das Außenrohr weist chassisseitig einen Einzug auf, der den Durchmesser des Außenrohres in einen kleineren Durchmesser münden lässt, in welchen das Deformationselement gepresst werden kann, wenn das Innenrohr den Trennkolben gegen das Deformationselement schiebt und dieses unter Aufweitung und Deformation des kleineren Durchmessers des Außenrohres weiter befördert.

Kollidiert beispielsweise das Kraftfahrzeug mit einem Fußgänger, so schiebt sich das Innenrohr in das Außenrohr hinein und der Druck, der normalerweise im ersten und im zweiten Gasraum identisch war, steigt im zweiten Gasraum an, da das Gas durch die Drosselöffnung in den ersten Gasraum zurückströmen muss und hierbei Dämpfungsarbeit leistet, wodurch zum Schutze des Fußgängers ein progressiver Kraftverlauf über dem Schiebeweg des Innenrohres im Außenrohr erzielt wird. Je nach Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges kann der gesamte Weg zwischen dem Trennkolben und dem Deformationselement aufgebraucht werden, was in erster Linie dem Schutze des Fußgängers dient, zum anderen aber auch die Rückkehr des Innenrohres in seine ursprüngliche Ausgangsposition garantiert. Erst nach der Ausbildung von Deformationen am Außenrohr durch das Deformationselement ist der Pralldämpfer auszutauschen, da das Innenrohr mit seinem Befestigungselement für den Stoßfänger nicht mehr in seine ursprüngliche Position zurücklaufen kann.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird nachfolgend die Erfindung näher beschrieben. Die Figur zeigt einen längenveränderbaren Pralldämpfer für ein Chassis eines Kraftfahrzeuges im Längsschnitt, wobei ein mit einem Boden 2 nach außen abgeschlossenes Innenrohr 1 einen ersten Gasraum 3 aufnimmt, der mit einer unter hohem Druck stehenden Gasfüllung versehen ist. Mit dem Boden 2 ist ein Befestigungselement 3 verbunden, das den Pralldämpfer mit einem Stoßdämpfer verbindet. Das Innenrohr 1 ist in einem Außenrohr 4 in einer Hülse 5 gleitend gelagert und durch einen Dichtring 6 gegen die Atmosphäre abgedichtet. Am Außenrohr 4 ist ein Montageflansch 7 angebracht, mit welchem der Pralldämpfer mit dem Chassis des Kraftfahrzeugs verbunden wird. Das stirnseitige Ende des Innenrohrs 1 im Pralldämpfer ist mit einem Trennkolben 8 verbunden, der eine Drosselöffnung 9 aufweist, über welche der erste Gasraum 10 mit einem zweiten Gasraum 11 in Verbindung steht, der vom Außenrohr 4 und von einem Deformationselement 12 auf der dem Trennkolben 8 gegenüberliegenden Seite umschlossen wird. Das Deformationselement weist zur Abdichtung der unter hohem Druck stehenden Gasräume 10 und 11 einen Dichtring 13 auf, um den hohen Druck im Innern des Pralldämpfers für die Zeit der Pralldämpferlebensdauer zu erhalten. Das Dämpfungselement 12 weist einen Anschluss 14 auf, über welchen die Gasräume 10 und 11 mit dem für die Funktion des Pralldämpfers vorgeschriebenen Druck befüllt werden. Das Deformationselement 12 liegt an einer Stelle mit einem Einzug am Außenrohr 4, der das chassisseitige Ende des Außenrohres 4 auf einen kleineren Durchmesser 15 bringt. Das Deformationselement 12 legt sich durch den hochgespannten Druck im Innern der Gasräume 10 und 11 gegen den Einzug im Außenrohr 4 an und verändert seine Lage auch bei kleineren Kollisionen nicht, es sei denn, das Innenrohr 1 wird mit seinem Trennkolben 8 gegen das Deformationselement 12 geschoben, wodurch dieses dann unter Verformung des kleineren Durchmessers 15 des Außenrohres 4 weiter zum Ende des Außenrohres 4 geschoben wird. Bezugszeichenliste 1 Innenrohr
2 Boden
3 Befestigungselement
4 Außenrohr
5 Hülse
6 Dichtring
7 Montageflansch
8 Trennkolben
9 Drosselöffnung
10 Erster Gasraum
11 Zweiter Gasraum
12 Deformationselement
13 Dichtring
14 Anschluss
15 Kleinerer Durchmesser

Claims

1. Pralldämpfer als Verbindungsglied zwischen einem Stoßfänger und einem Chassis eines Kraftfahrzeugs zur Dämpfung der Stoßbelastung bei einer Kollision dieses Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, bestehend aus einem Außenrohr und einem Innenrohr, die teleskopartig ineinander verschiebbar sind, wodurch sich das Volumen von druckbeaufschlagten Gasräumen verändert und wobei ein Deformationselement zur Aufnahme hoher Kräfte durch Verformarbeit mit verschoben werden kann dadurch gekennzeichnet, dass der erste Gasraum (10) und der zweite Gasraum (11) einen gemeinsamen Druck aufweisen, der so bemessen ist, dass eine Kollision des Kraftfahrzeuges mit einem Fußgänger optimal gedämpft wird.

2. Pralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem mit dem Innenrohr (1) verbundenen Trennkolben (8) eine Drosselöffnung (9) angeordnet ist, durch deren Abmessung sich im Falle der Kollision ein vorübergehend höherer Druck im zweiten Gasraum (11) ausbildet und dadurch eine progressive Dämpfungscharakteristik für den Pralldämpfer erreicht wird.

3. Pralldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in den Gasräumen (10, 11) ausreicht, um das Innenrohr (1) nach dessen Eintauchen in das Außenrohr (4) in seine Ausgangsposition zurückzuschieben, vorausgesetzt, das Deformationselement (12) war nicht in Aktion.

4. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trennkolben (8) bei Kollisionen mit schweren Gegenständen nach dem Durchlaufen des zweiten Gasraums (11) gegen das Deformationselement (12) geschoben wird, welches sich in das Außenrohr (4) mit einem kleineren Durchmesser (15) schiebt und durch Verformungsarbeit eine hohe Dämpfung erzielt.

5. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasräume (10, 11) über einen Anschluss (14) mit Druckluft befüllbar sind.