DE102004036929A1

DE102004036929A1 - Pralldämpferanordnung

Info

Publication number: DE102004036929A1
Application number: DE102004036929A
Authority: DE
Inventors: Thomas Hansen
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: Boge Elastmetall GmbH
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: US20060022473A1; US7192067B2; DE102004036929B4; FR2873640B1; FR2873640A1

Abstract

Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers (5) an einem Kraftfahrzeugaufbau, aufweisend ein in einem Außenrohr (3) verschiebbar angeordnetes Innenrohr (2), wobei beide Rohre (2, 3) eine in etwa parallel zueinander ausgerichtete Verjüngung (16, 19) aufweisen, wobei die Verjüngung (19) des Innenrohres (2) von der Verjüngung (16) des Außenrohres (3) umschlossen wird und wobei zumindest eines der beiden Rohre (2, 3) bei der Verschiebung mittels der Verjüngung (16, 19) der beiden Rohre verformbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Pralldämpferanordnung ein zusätzliches verformbares Versteifungselement (22) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem in ein Außenrohr verschiebbar angeordnetem Innenrohr, wobei durch eine durch einen Aufprall ausgelöste Verschiebung der beiden Rohre relativ zueinander zumindest ein Rohr verformbar ist.
Derartige Pralldämpferanordnungen werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um die bei einer Kollision einwirkende Aufprallenergie zumindest teilweise in Verformungsarbeit umzuwandeln. Damit werden Beschädigungen am Kraftfahrzeugaufbau, beispielsweise an Längsträgern, minimiert bzw. bei geringen Geschwindigkeiten sogar ganz vermieden. Die bei Kollision auftretenden Beschädigung und Verformungen am Fahrzeug werden so verringert, wodurch zum einen die Sicherheit für die Fahrzeuginsassen durch den Erhalt der Fahrgastzelle erhöht wird, als auch zum anderen die Kosten für die Instandsetzung gering gehalten werden können. Dies führt zu einer verbesserten Einstufung der Versicherer in die Typschadenklasse.

Die AT 402 186 B offenbart bereits eine Pralldämpferanordnung mit zwei relativ zueinander verschiebbaren Rohren, dabei ist ein Innenrohr innerhalb eines Außenrohres angeordnet. Das Innenrohr und das Außenrohr weisen jeweils eine kegelstumpfartige Verjüngung auf, wobei die kegelstumpfartige Verjüngung des Außenrohres die kegelstumpfartige Verjüngung des Innenrohres umschließt und die Wandungen des Innenrohres und des Außenrohres im Bereich der kegelstumpfartigen Verjüngung in etwa parallel verlaufen. Bei einer Fahrzeugkollision wird dabei das Innenrohr in das Außenrohr hinein verschoben und verformt, derart, dass der Außendurchmesser des Innenrohres sich verkleinert. Die Aufprallenergie wird auf diese Weise in Verformungsarbeit umgewandelt. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass bei seitlich erfolgenden Aufprall, insbesondere die Innenrohre dazu neigen abzuknicken oder zu blockieren, so dass keine wirkungsvolle Umformarbeit mehr stattfindet und die Aufprallenergie unmittelbar zu einer Verformung des Fahrzeugaufbaus und damit zu erheblichen Beschädigungen am Fahrzeugaufbau und damit zu einem Verlust der Sicherheit und zu erhöhten Instandsetzungskosten führt. In Hinblick auf neuere Richtlinien zur Einstufung der Typschadenklasse wirkt sich dieses Verhalten äußert negativ aus.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pralldämpferanordnung mit zwei ineinander verschieblich angeordneten Rohren zu schaffen, die eine erhöhte Seitenstabilität gewährleistet, so dass auch bei schrägen Fahrzeugaufprällen eine hinreichende Umformarbeit erfolgen kann, so dass die Folgen des Fahrzeugaufpralles, insbesondere die Instandsetzungskosten und die Verformung des Fahrzeugaufbaus verringert werden.

Die Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gegeben.

Eine Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers an einem Kraftfahrzeugaufbau, weist ein in einem Außenrohr verschiebbar angeordnetes Innenrohr auf, wobei des Weiteren beide Rohre eine in etwa parallel zueinander ausgerichtete Verjüngung aufweisen. Die Verjüngung des Innenrohres wird dabei von der Verjüngung des Außenrohres umschlossen, wobei zumindest eines der beiden Rohre während der Verschiebung mittels der Verjüngung verformbar ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass diese Pralldämpferanordnung ein zusätzliches verformbares Versteifungselement aufweist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das zusätzliche Versteifungselement zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet, wobei das Versteifungselement einerseits mit dem Innenrohr und andererseits mit dem Außenrohr mittelbar oder unmittelbar verbunden ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Versteifungselement kegelförmig ausgebildet ist und zumindest eines der beiden Rohre umgibt.

Die bei einem Schrägaufprall wirkenden Seitenkräfte werden von dem zusätzlichen Versteifungselement aufgenommen, so dass das Versteifungselement ein seitliches Wegknicken oder Verbiegen des Innenrohres oder des Außenrohres verhindert. Dadurch wird eine Blockade der Verschiebung von dem Innenrohr relativ zu dem Außenrohr vermieden, so dass auch bei einem schrägen Fahrzeugaufprall die Verschiebung von dem Innenrohr relativ zum Außenrohr stattfinden kann und die Aufprallenergie in Verformungsarbeit umgewandelt wird. Das Versteifungselement selbst verformt sich während der Verschiebung des Innenrohres relativ zum Außenrohr auch und leistet einen zusätzlichen Beitrag zur Verformungsarbeit. In jedem Fall wird daher auch bei einem schrägen Fahrzeugaufprall zuerst eine Verformungsarbeit innerhalb der Pralldämpferanordnung geleistet bevor eine Verformung oder Beschädigung von Karosseriebauteilen eintritt, da das zur Verformung der Pralldämpferanordnung notwendige Kraftniveau unterhalb der Steifigkeitswerte des Kraftfahrzeugaufbaus bzw. der an der Pralldämpferanordnung angebundenen Karosseriebauteile liegt. Damit trägt das Versteifungselement der Pralldämpferanordnung wesentlich zur Verbesserung der Sicherheit des Kraftfahrzeugaufbaus bei und vermeidet weitgehend Beschädigungen bzw. Verformungen desselben, da ein wesentlicher Teil der Aufprallenergie bereits von der Pralldämpferanordnung vernichtet wurde, bevor sie auf den Fahrzeugaufbau übertragen wird. Insbesondere bei einem Aufprall mit einer geringen Geschwindigkeit wird bereits die gesamte Aufprallenergie durch die Pralldämpferanordnung in Verformungsarbeit umgewandelt. So werden die Reparaturkosten gering gehalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die zusätzlichen kegelförmigen Versteifungselemente seitliche Sicken auf, die länglich oder elliptisch ausgebildet sein können und deren Richtung der längeren Ausdehnung vorteilhaft im wesentlichen senkrecht zur Längsachse zumindest eines der beiden Rohre ausgerichtet ist. Wenn die Seitenkräfte auf Grund eines zu schrägen Fahrzeugaufpralls oder einer zu hohen Geschwindigkeit bei dem Aufprall zu groß werden, ermöglichen die Sicken, dass sich das Versteifungselement definiert verformen kann, indem es sich seitlich verbiegt. Eine Verschiebung von Innenrohr zu Außenrohr findet dann zwar nicht mehr statt, allerdings wird auch in diesem Fall zuerst Verformungsarbeit von der Pralldämpferanordnung geleistet, bevor der Kraftfahrzeugaufbau oder ein Karosseriebauteil beschädigt wird, so dass die Beschädigungen des Fahrzeugaufbaus verringert werden können und die Sicherheit des Fahrzeuges insgesamt verbessert wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gegeben, wenn sich das Versteifungselement an einem Befestigungsflansch abstützt, welcher das Außenrohr in einer Ausnehmung aufnimmt und mit einem Karosseriebauteil, bevorzugt beispielsweise einem Längsträger, verbindbar ist. Auf diese Weise ist eine mittelbare Anbindung des Versteifungselementes an das Außenrohr geschaffen, die eine vorteilhafte Modulgestaltung der Pralldämpferanordnung schafft. Die Pralldämpferanordnung kann somit als separates Modul gefertigt und auf einfache Weise an den Fahrzeugaufbau montiert werden, wodurch Fertigungskosten gespart werden können.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Außenrohr einen radial nach außen weisenden Kragen auf, welcher am Rand der Ausnehmung am Befestigungsflansch angeordnet ist und dort mittels einer Schweißverbindung das Außenrohr mit dem Befestigungsflansch verbindet. Mittels dieser Anordnung wird eine einfache Montage der Pralldämpferanordnung gewährleistet. Besonders günstig für die Erfindung ist es, wenn das Außenrohr eine Sollbruchstelle aufweist, so dass das Außenrohr vom Befestigungsflansch abtrennbar ist. Dies wirkt sich insbesondere bei Fahrzeugaufprällen mit hohen Geschwindigkeiten positiv aus. Da sich hier die Rohre wegen der hohen Dehnungsbeanspruchung nicht verformen, reißt das Außenrohr an der Sollbruchstelle ab und kann sich gemeinsam mit dem Innenrohr gegen den Fahrzeugaufbau verschieben, wobei durch das zusätzliche Versteifungselement noch ein Anteil der Aufprallenergie in Verformungsarbeit umgewandelt wird. In jedem Fall verschiebt sich auch hier zuerst die Pralldämpferanordnung oder Teile davon gegenüber dem Fahrzeugaufbau und findet ein Abbau der Aufprallenergie statt, bevor sich der Fahrzeugaufbau selbst verformt oder beschädigt wird, so dass auch hier die Sicherheit des Fahrzeugaufbaus verbessert ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr zumindest im Bereich der Ausnehmung ein Spalt ausgebildet. Dieser ermöglicht in Grenzen eine durch Seitenkräfte bedingte Verbiegung oder Schiefstellung des Innenrohres gegenüber dem Außenrohr, so dass keine Blockade des Innenrohres gegenüber dem Außenrohr auftreten kann. Somit ist es möglich, dass sich trotz der wirkenden Seitenkräfte das Innenrohr relativ zum Außenrohr verschieben kann und zumindest eines der beiden Rohre Umformungsarbeit leisten kann. Unterstützt wird dieser Effekt dadurch, dass in einer vorteilhaften Ausführung in einem Bereich des Außenrohres, welcher an dem dem Stoßfänger abgewandten Ende des Außenrohres angeordnet ist, die Innenwandung des Außenrohres und die Außenwandung des Innenrohres aneinander anliegen. Der zwischen diesem Bereich und dem Befestigungsflansch wirkende Hebelarm führt unter Belastung mit einer Seitenkraft und in Verbindung mit dem Spalt zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr im Bereich der Ausnehmung zu einer erweiterten möglichen Schrägstellung des Innenrohres gegenüber dem Befestigungsflansch unter der noch eine Verschiebung des Innenrohres relativ zum Außenrohr möglich ist.

Eine wesentliche Verbesserung der Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsarbeit stellt die Verwendung eines Gleitelementes zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr zumindest im Bereich der Verjüngung des Innenrohres dar. Hierdurch können herabgesetzte bestimmbare Reibwerte zwischen den verschiebbaren Bauteilen erzielt werden. Das Gleitelement kann als separates Bauteil, beispielsweise eine Kunststoff- oder Teflonbuchse ausgebildet sein oder aber auch durch eine Kunststoffanspritzung an das Außenrohr oder einen Kunststoffüberzug des Innenrohres gebildet werden.

Die Erfindung ermöglicht bei den verschiedenen vorstellbaren Aufprallsituationen eine verbesserte Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsarbeit, insbesondere bei einem Schrägaufprall und einem Aufprall mit höheren Geschwindigkeiten. Dies ermöglicht auch eine optimierte Sensierung des Crash-Pulses für die Airbag-Auslösung, da nun ein sicheres Signal durch die in jedem Fall stattfindende Verformung der Pralldämpferanordnung gegeben ist.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles nochmals näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen
1: eine dreidimensionale Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung im Ausgangszustand,
2: eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung im Ausgangszustand,
3: eine dreidimensionale Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung im verformten Zustand,
4 eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung im verformten Zustand und
5: eine Rückansicht der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung im Ausgangszustand.
Die 1 und 2 zeigen eine Pralldämpferanordnung 1 mit einem Innenrohr 2, welches in einem Aussenrohr 3 angeordnet ist. Das Innenrohr 2 ist über eine Montageplatte 4 mit einem Stoßfänger 5 verbunden. Die Montageplatte 4 und das Innenrohr 2 sind dabei beispielsweise mittels einer Schweißverbindung stoffschlüssig miteinander verbunden. Das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 weisen entlang ihrer axialen Erstreckung einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, der je nach Steifigkeitsanforderungen auch von der Kreisform abweichen kann.
Das Außenrohr 3 besitzt einen radial nach außen abgestellten Kragen 6 welcher sich gegen den Rand einer Ausnehmung 7 eines Befestigungsflansches 8 abstützt. Die Ausnehmung 7 des Befestigungsflansches 8 ist mit einer hülsenartigen Erweiterung 9 ausgebildet, so dass die Außenwandung des Außenrohres 3 an der Innenwandung der Ausnehmung 7 bzw. der hülsenartigen Erweiterung 9 anliegt. Das Außenrohr 3 ist entlang des Kragens 6 in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Schweißverbindung 10 mit dem Befestigungsflansch 8 stoffschlüssig verbunden. Alternativ ist beispielsweise auch eine Klebeverbindung von Außenrohr 3 und Befestigungsflansch 8 denkbar.
Der Befestigungsflansch 8 ist mittels einer Schraubverbindung 11 an einer plan ausgebildeten Stirnseite 12 eines hohl ausgebildeten Längsträger 13 verbunden. Der Befestigungsflansch könnte abweichend von diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise auch an jedem anderen Karosseriebauteil befestigt sein. Das Außenrohr 3 mit dem darin aufgenommen Innenrohr 2 sind dabei zu wesentlichen Teilen im Hohlraum 14 des Längsträger 13 angeordnet. Auch die hülsenartige Erweiterung 9 des Befestigungsflansches 8 zeigt dabei in den Hohlraum 14 des Längsträgers 13 hinein, so dass der Kragen 6 des Außenrohres 3 außerhalb des Längsträgers 13 an dem Befestigungsflansch 4 anliegt.
Das Außenrohr 3 weist beabstandet zur Ausnehmung 7 und der hülsenartigen Erweiterung 9 eine Einengung 15 auf, wobei das Außenrohr 3 eine in das Innere des Hohlraumes 14 gerichtete kegelstumpfartige Verjüngung 16 aufweist. Auf der der dem Kragen 6 abgewandten Seite der Einengung 15 weitet sich das Außenrohr 3 wieder kegelförmig auf und weist an seinem Ende einen Bereich 17 mit einem konstanten kreisförmigen Querschnitt auf. Das Innenrohr 2 ist innerhalb des Außenrohres 3 aufgenommen und weist ebenfalls eine Einengung 18 auf, die in der axialen Lage mit der Einengung 15 des Außenrohres 3 übereinstimmt. Das Innenrohr 2 weist ferner im Bereich der Verjüngung 16 des Außenrohres 3 eine parallel dazu ausgerichtete kegelstumpfartige Verjüngung 19 auf, welche bei einer gleichen Steigung eine kürzere axiale Ausdehnung besitzt als die Verjüngung 16 des Außenrohres 3. Der Außendurchmesser des Innenrohres 2, welches in Richtung des Stoßfängers 5 einen gleichbleibenden kreisförmigen Querschnitt mit einem konstanten Außendurchmesser aufweist und aus dem Außenrohr 3 heraustritt, ist daher im Bereich der Ausnehmung 7 des Befestigungsflansches 8 und der hülsenartigen Erweiterung 9 kleiner als der Innendurchmesser des Außenrohres 3 in diesem Bereich, so dass zwischen dem Innerohr 2 und dem Außenrohr 3 ein Spalt 20 ausgebildet ist. An seinem in das Innere des Hohlraumes 14 des Längsträgers 13 gerichteten Ende, ist das Innenrohr 2 wieder aufgeweitet, dergestalt, dass die Außenwandung des Innerohres 2 an der Innenwandung des Außenrohres 3 im Bereich 17 anliegt.
Zwischen dem Innerohr 2 und dem Außenrohr 3 ist im Bereich der Verjüngung 16, 19 und der Einengung 15, 18 ein Gleitelement 21 angeordnet, welches einen definierten gegenüber der Reibpaarung Innenrohr 2 gegen Außenrohr 3 verringerten Reibwert zwischen dem Innerohr 2 und dem Außenrohr 3 ermöglicht. Das Gleitelement 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Kunststoff gefertigt, welcher an des Außenrohr 3 angespritzt ist. Alternativ hierzu kann das Gleitelement auch aus einer Teflon- oder Kunststoffbuchse gebildet sein, die mittels entsprechender Ausnehmungen am Außenrohr 3 festgelegt werden kann, um so gegen ein Verrutschen gesichert zu werden.
Zwischen dem Stoßfänger 5 und dem Längsträger 13 weist die Pralldämpferanordnung 1 ein zusätzliches Versteifungselement 22 auf, dass in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen konusförmig ausgebildet ist. Das konusförmige Versteifungselement 22 ist einerseits mittels einer Schweißverbindung 23 mit dem Innenrohr 2 und an seinem anderen Ende mittels einer weiteren Schweißverbindung 24 stoffschlüssig mit dem Befestigungsflansch 8 verbunden und stützt sich an diesem ab. Alternativ zur oder in Kombination mit der Schweißverbindung 23 kann das Versteifungselement 22 auch über eine formschlüssige Verbindung mit dem Innenrohr 2 verfügen. Das konusförmige Versteifungselement 22 weist des Weiteren zumindest zwei beidseitig des Innenrohres angeordnete Sicken 25 auf, wie dies beispielsweise der 5 zu entnehmen ist. Je nach den Anforderungen kann das Versteifungselement auch mit mehren in Längsachsenrichtung des Innenrohres 2 hintereinander liegenden Sicken 25 versehen sein. Die Sicken 25 sind dabei im wesentlichen länglich bzw. ellipsenförmig ausgebildet, wobei die jeweils größere Ausdehnung der Sicken 25 senkrecht zur Längsachse des Innenrohres 2 angeordnet ist.
Insgesamt bildet die Pralldämpferanordnung 1 somit eine starre Verbindung zwischen Längsträger 13 und Stoßfänger 5 und trägt somit zur Gesamtsteifigkeit des Fahrzeugrahmens bei. Außerdem ist die Pralldämpferanordnung 1 in der Lage, Abschlepp- und Verzurrungskräfte aufzunehmen, insbesondere wenn die Aufnahme des Abschlepphakens direkt an der Pralldämpferanordnung 1 oder dem Stoßfänger 5 angeordnet ist. Die einen Hinterschnitt bildende Aufweitung des Innenrohres 2 und des Außenrohres 3 im Bereich 17 verhindert dabei, dass das Innenrohr 2 aus dem Außenrohr 3 herausgezogen wird.
Prallt das Fahrzeug gegen ein Hindernis, wirkt eine Kraft F auf den Stoßfänger, die bei einem senkrechten Aufprall des Fahrzeuges in Richtung der Längsachse des Innenrohres 2 wirkt. Sofern dieser Aufprall mit einer niedrigen Geschwindigkeit erfolgt, verschiebt sich das Innenrohr 2 gegen das Außenrohr 3 in den Längsträger 13 hinein. Dabei drückt die kegelstumpfförmige Verjüngung 19 des Innenrohres 2 über das Gleitelement 21 gegen die kegelstumpfförmige Verjüngung 16 des Außenrohres 3. Da das Außenrohr 3 höhere Festigkeitswerte wie das Innenrohr 2 aufweist und/oder steifer ausgebildet ist als das Innenrohr 2, verformt sich das Innenrohr 2 dergestalt, dass der Durchmesser des Innenrohres 2 kleiner wird und die Länge des Innenrohres 2 zunimmt. Dabei verschiebt sich das Innenrohr 2 in den Längsträger 13 hinein, wie dies in den 3 und 4 ersichtlich ist. Mit der Verschiebung des Innerohres 2 verformt sich auch das konusförmige Versteifungselement 22, wobei die durch die Schweißverbindung 23 definierte Anbindung des konusförmigen Versteifungselementes 22 an das Innenrohr 2 in das Innere des konusförmigen Versteifungselementes 22 hinein gezogen wird. Hierzu weist die Schweißverbindung 23 eine höhere Festigkeit auf, als das durch den Aufprall in die Schweißverbindung eingetragene Kraftniveau. Damit wird an zwei Stellen die Aufprallenergie in Verformungsarbeit umgewandelt. In jedem Fall ist die Steifigkeit der Pralldämpferanordnung 1 geringer als die Steifigkeit des Längsträgers 13, so dass sich immer zuerst der Pralldämpfer 1 verformt bzw. das Innenrohr 2 in den Längsträger 13 verschiebt, bevor das durch den Aufprall eingetragene Kraftniveau auf den Längsträger 13 übertragen wird und sich dieser verformt. Die Beschädigungen sind anfangs ausschließlich an der Pralldämpferanordnung 1 vorhanden. Eine derart umgeformte Pralldämpferanordnung ist den 3 und 4 zu entnehmen.
Das Gleitelement 21 verringert bei der Verschiebung des Innenrohres 2 in das Außenrohr 3 die Reibung zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 so, dass die eingebrachte Aufprallenergie sicher in Verformungsarbeit umgewandelt werden kann und keine Kraftspritzen auftreten, die den Längsträger beschädigen könnten. Die Anspritzung des Kunststoffes des Gleitelementes 21 verhindert dabei ein Durchrutschen des Gleitelementes 21 bei der Verschiebung und Verjüngung des Innenrohres 2.
Bei einem Fahrzeugaufprall mit höherer Geschwindigkeit verformen sich auf Grund der hohen Dehnungsbeanspruchung die Rohre, bzw. das Innenrohr 2 nicht. Um sicherzustellen, dass sich auf jeden Fall das Innenrohr 2 in den Längsträger 13 verschiebt, bevor die Kräfte auf den Längsträger 13 übertragen werden und sich dieser verformen kann, ist die Verbindung des Außenrohres 3 zum Befestigungsflansch 8 als eine Sollbruchstelle ausgebildet. Bei derartigen Belastungen schert das Außenrohr 3 an seinem Kragen 6 ab und wird zusammen mit dem Innenrohr 2 in den Hohlraum 14 des Längsträgers 13 verschoben. Die Kante der Ausnehmung 7 des Befestigungsflansches 4 wirkt dabei als Scherkante. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, zwischen Außenrohr 3 und Befestigungsflansch 4 eine Reibschlussverbindung oder ein separates Scherelement, wie beispielsweise ein anvulkanisiertes Gummielement, vorzusehen, welche bei einem entsprechenden Belastungsniveau nachgeben und die Verbindung zwischen Außenrohr 3 und Befestigungsflansch 8 aufheben.
Handelt es sich bei dem Fahrzeugaufprall gegen ein Hindernis um einen Schrägaufprall, also unter einem von der senkrechten Richtung abweichenden Winkel, wirkt auf die Pralldämpferanordnung neben einer in Richtung der Längsmittelachse des Innenrohres wirkenden Aufprallkraft F eine dazu senkrechte Seitenkraft Fs. Diese Seitenkraft Fs wird von dem Innenrohr 2 auf das konusförmige Versteifungselement 22 übertragen, welches sich wiederum am Befestigungsflansch 8 abstützt. Damit wird ein seitliche Abknicken oder Wegbiegen des Innenrohres 2, welches zu einer Blockade von Innenrohr 2 und Außenrohr 3 führen würden, vermieden. Das Innenrohr 2 ist trotz der wirkenden Seitenkraft Fs weiterhin in der Lage unter der in Längsachsenrichtung wirkenden Aufprallkraft F in das Außenrohr 3 hinein verschoben werden zu können, da, wie ausgeführt, eine Blockade von Außenrohr 3 und Innenrohr 2 nicht stattfindet. Eine Blockade von Innenrohr 2 und Außenrohr 3 wird auch dadurch wirksam vermieden, dass das Gleitelement 21 die Reibung zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 wirksam herabsetzt. Zudem erlaubt der Spalt 20 zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 eine elastische Biegung relativ zum Außenrohr 3, ohne dass Innenrohr 2 sofort blockiert werden würde. Da sich das Innenrohr über den zwischen Befestigungsflansch 8 und dem Bereich 17, in welchem das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 aneinander anliegen, ausgebildeten Hebelarm abstützt, kann das Außenrohr 3 zudem der elastischen Biegung des Innenrohres 2 folgen. Dadurch kann die in Längsachsenrichtung des Innenrohres 2 wirkende Kraft F auch im Bereich der Verjüngung 16, 19 nahezu vollständig zur Wirkung kommen und die Einschiebung des Innenrohres 2 in das Außenrohr 3 stattfinden. Damit ermöglicht die erfindungsgemäße Pralldämpferanordnung 1 auch bei einem Schrägaufprall die Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsarbeit, bevor der Längsträger 13 oder ein anderes Karosseriebauteil verformt wird.
Erfolgt der Fahrzeugaufprall unter einem zu schrägen Winkel, so dass eine Verformung des Innenrohres 2 nicht mehr stattfinden kann, ermöglichen die Sicken 25 an den Seiten des Versteifungselementes 22, dass sich das Versteifungselement 22 einfalten und auf diese Weise Aufprallenergie aufnehmen kann und zunächst eine Beschädigung des Längsträgers 13 vermieden wird. Bedingt durch den Spalt 20 und dem oben beschriebenen wirksamen Hebelarm zwischen dem Bereich 17 und dem Befestigungsflansch 8 können sich zudem das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 in einem bestimmte Bereich schräg stellen, ohne dass eine den Längsträger 13 schädigende bzw. verformende Kraft über den Befestigungsflansch auf den Längsträger 13 übertragen wird. In jedem Fall nimmt zunächst die Pralldämpferanordnung 1 die Aufprallenergie auf indem sie diese in Verformungsarbeit umwandelt, bevor eine Verformung oder Schädigung des Längsträgers eintritt. So kann zumindest bei Fahrzeugaufprällen mit niedrigen Geschwindigkeiten eine Verformung der Karosserie, welche nur unter großem Aufwand verbunden mit hohen Kosten beseitigt werden könnte, wirksam vermieden werden. Es muss in einem solchen Fall lediglich die Pralldämpferanordnung 1 ausgetauscht werden, womit in erheblichen Maße Kosten eingespart werden können.
Die Pralldämpferanordnung 1, insbesondere das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 kann nicht nur aus Stahlwerkstoff gefertigt sein. Insbesondere können auch Aluminium, ein Kunststoff-Metallverbund oder ein anderer Werkstoff zum Einsatz kommen. Wenn beispielsweise das Innenrohr 2 vollständig mit einem gleitfähigen Kunststoffüberzug versehen ist, kann auf das separate Gleitelement 21 verzichtet werden, wodurch die Pralldämpferanordnung 1 insgesamt einfacher aufbaut.

1: Pralldämpferanordnung
2: Innenrohr
3: Außenrohr
4: Montageplatte
5: Stoßfänger
6: Kragen
7: Ausnehmung
8: Befestigungsflansch
9: Hülsenartige Erweiterung
10: Schweißverbindung
11: Schraubverbindung
12: Stirnseite
13: Längsträger
14: Hohlraum
15: Einengung
16: Verjüngung
17: hinterer Bereich
18: Einengung
19: Verjüngung
20: Spalt
21: Gleitelement
22: Versteifungselement
23: Schweißverbindung
24: Schweißverbindung
25: Sicke

Claims

Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers (5) an einem Kraftfahrzeugaufbau, aufweisend – ein in einem Außenrohr (3) verschiebbar angeordnetem Innenrohr (2), – wobei beide Rohre (2, 3) eine in etwa parallel zueinander ausgerichtete Verjüngung (16, 19) aufweisen, wobei die Verjüngung (19) des Innenrohres (2) von der Verjüngung (16) des Außenrohres (3) umschlossen wird und wobei zumindest eines der beiden Rohre (2, 3) bei der Verschiebung mittels der Verjüngung (16, 19) der beiden Rohre verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pralldämpferanordnung ein zusätzliches verformbares Versteifungselement (22) aufweist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (22) zwischen dem Innenrohr (2) und dem Außenrohr (3) angeordnet ist, wobei das Versteifungselement (22) einerseits mit dem Innenrohr (2) und andererseits mit dem Außenrohr (3) mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (22) kegelförmig ausgebildet ist und zumindest das Innenrohr (2) oder das Außenrohr (3) umgibt.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Versteifungselement (22) an einem Befestigungsflansch (8) abstützt, wobei der Befestigungsflansch (8) das Außenrohr (3) in einer Ausnehmung (7) aufnimmt und mit einem Karosseriebauteil verbindbar ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dass Karosseriebauteil ein Längsträger (13) ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Versteifungselement (22) zumindest eine Sicke (25) aufweist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Sicke (25) länglich oder elliptisch ausgebildet ist, wobei die Richtung der längeren Ausdehnung der Sicke (25) im wesentlichen senkrecht zur Längsachse zumindest eines der beiden Rohre (2, 3) ausgerichtet ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (3) einen radial nach außen weisenden Kragen (6) aufweist, welcher am Rand der Ausnehmung (7) am Befestigungsflansch (8) angeordnet ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (3) mittels einer Schweißverbindung (10) zwischen Befestigungsflansch (8) und dem am Außenrohr (3) ausgebildeten Kragen (6) mit dem Befestigungsflansch (8) verbunden ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (3) eine Sollbruchstelle aufweist, dergestalt, dass das Außenrohr (3) vom Befestigungsflansch (8) abtrennbar ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen dem Innenrohr (2) und dem Außenrohr (3) zumindest im Bereich der Ausnehmung (7) ein Spalt (20) ausgebildet ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zwischen dem Innenrohr (2) und dem Außenrohr (3) zumindest im Bereich der Verjüngung (16, 19) des Innenrohres (2) in Gleitelement (21) angeordnet ist.
Pralldämpferanordnung für ein Kraftfahrzeug nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in einem Bereich (17), welcher an dem dem Stoßfänger (5) abgewandten Ende des Außenrohres (5) angeordnet ist, die Innenwandung des Außenrohres (3) und die Außenwandung des Innenrohres (2) aneinander anliegen.