DE102010026725B4

DE102010026725B4 - Pufferelement mit verbessertem Abbau von Aufprallenergie

Info

Publication number: DE102010026725B4
Application number: DE201010026725
Authority: DE
Inventors: Rainer Ecker
Original assignee: Springfix Befestigungstechnik GmbH
Current assignee: Springfix Befestigungstechnik GmbH
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2014-11-20
Anticipated expiration: 2030-07-10
Also published as: DE102010026725A1

Abstract

Ein Pufferelement zur Verwendung als Anschlag für ein bewegliches Teil, insbesondere eine Front- oder Heckhaube eines Kraftfahrzeugs, an einem tragenden Teil, insbesondere einer Karosserie, mit einem an dem tragenden oder beweglichen Teil festlegbaren Befestigungselement (1), und mit einem Puffer (2), der mittelbar oder unmittelbar durch das Befestigungselement (1) gehalten wird, wobei der Puffer (2) sich bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer (2) wirkenden Kraft unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer (2) festgelegt ist, bewegt, ist hinsichtlich eines verbesserten Abbaus von Aufprallenergie so ausgestaltet und weitergebildet, dass der überwiegende Teil der Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau der Aufprallenergie nutzbar ist. Dazu kann im Falle eines Unfallgeschehens ein im Wesentlichen vollständiges reibungsbehaftetes Eintauchen der vom Fußteil (5) abragenden Teile (6, 4, 9, 3) des Pufferelements in das Fußteil (5) und damit in die Karosserie vorgesehen werden. Hierzu kann das Pufferelement zumindest eine Sollbruchstelle (12, 112, 212) aufweisen, welche insbesondere im Fußteil (5) angeordnet sein kann.

Description

Die Erfindung betrifft ein Pufferelement zur Verwendung als Anschlag für ein bewegliches Teil, insbesondere eine Front- oder Heckhaube eines Kraftfahrzeugs, an einem tragenden Teil, insbesondere einer Karosserie, mit einem an dem tragenden oder beweglichen Teil festlegbaren Befestigungselement, und mit einem Puffer, der mittelbar oder unmittelbar durch das Befestigungselement gehalten wird, wobei der Puffer sich bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer wirkenden Kraft unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder bewegelichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist, bewegt, wobei das Befestigungselement ein Fußteil zur Verankerung an dem tragenden oder an dem beweglichen Teil und ein sich in Richtung des Puffers erstreckendes Halteelement zum Halten des Puffers aufweist, wobei weitere vom Fußteil des Befestigungselements abragende Bauteile angeordnet sind.
Derartige Pufferelemente sind insbesondere aus dem Automobilbau bekannt. Sie werden dort dazu verwendet, um eine Motorhaube dämpfend gegen eine Karosserie abzustützen. Die Motorhaube kann dabei sowohl als Front- als auch als Heckhaube ausgestaltet sein, nämlich je nach Position des Motors im Fahrzeug. Des Weiteren werden genannte Pufferelemente bspw. zur dämpfenden Abstützung von Kofferraumdeckeln eingesetzt.
Das Pufferelement soll im Allgemeinen Geräuschentwicklungen und Beschädigungen durch ein Aneinanderschlagen der aneinander gelagerten Teile verhindern. Des Weiteren werden derartige Pufferelemente zum Ausgleich von Karosserietoleranzen verwendet. Dazu können die Pufferelemente verstellbar ausgestaltet sein.
In den letzten Jahren ist das Anforderungsprofil an solche Pufferelemente mit der erhöhten Relevanz von Sicherheitsfragen im Automobilbau um einen weiteren Aspekt erweitert worden. Insbesondere im Hinblick auf Unfälle zwischen Automobilen und Fußgängern oder Zweiradfahrern sind Automobilkonstruktionen in die Kritik geraten, welche im Frontbereich starre und wenig nachgiebige Bauteile aufweisen. Tritt das besonders unglückliche Ereignis ein, dass ein Fußgänger oder Zweiradfahrer von einem Automobil erfasst wird, führt dies oft zu einem Aufschlag des Kopfes des Verunglückten auf die Motorhaube des Kraftfahrzeugs. Sofern hier keine Nachgiebigkeit der Haubenkonstruktion realisiert ist, treten dabei durch den stark begrenzten Weg zum Abbau von Aufprallenergie sehr hohe, oft sogar tödliche Kräfte auf.
In diesem Zusammenhang wird verbreitet davon ausgegangen, dass oberhalb einer auf den Kopf einwirkenden Kraft von 2.000 N ein erhebliches Verletzungsrisiko besteht. Die Nachgiebigkeit der Front- oder Heckhaube eines Kraftfahrzeugs sollte unter diesen Gesichtspunkten möglichst groß sein, um eine große Wegstrecke zum Abbau von Aufprallenergie bereitzustellen. Die auf den aufschlagenden Körper wirkende Kraft sollte dabei möglichst konstant sein und festgelegte Schwellenwerte nicht überschreiten.
Ein höhenverstellbares Pufferelement ist aus der DE 43 40 114 A1 bekannt. Bei diesem Pufferelement ist jedoch keine definierte Aufnahme von Aufprallenergie für den Fall eines Unfalls vorgesehen.
Aus der DE 10 2007 051 103 A1 ist ein gattungsgemäßes Pufferelement bekannt, welches hinsichtlich einer Vernichtung von Aufprallenergie ein Eintauchen des Puffers gegenüber dem Befestigungselement erlaubt. Dazu versagt bei Überschreiten der axialen Höchstlast zunächst eine Sollbruchstelle und gibt so den Puffer frei. Dabei ist jedoch problematisch, dass der zur Verfügung stehende Weg zum Abbau von Aufprallenergie sehr begrenzt ist. Dementsprechend muss die Reibkraft beim Eintauchen sehr groß sein, wodurch ggf. oben genannte Belastungsgrenzen für den aufprallenden Körper überschritten werden. Wird über den vergleichsweise kurzen zur Verfügung stehenden Weg die Aufprallenergie nicht vollständig vernichtet, steigt die auf den Verunfallten einwirkende Kraft beim letztendlichen Aufprall des Puffers auf das Befestigungselement sprunghaft an, wobei erneut schwere Verletzungen zu befürchten sind.
Die DE 10 2005 055 071 A1 zeigt ein Pufferelement, das ein an dem tragenden oder beweglichen Teil festlegbares Befestigungselement und einen Puffer umfasst. Der Puffer ist unmittelbar durch das Befestigungselement gehalten. Bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer wirkenden Kraft bewegt sich der Puffer unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist.
Die DE 103 52 643 A1 zeigt ein Pufferelement zur Verwendung als Anschlag für ein bewegliches Teil. Das Pufferelement weist ein festlegbares Befestigungselement und einen Puffer auf. Der Puffer ist mittelbar durch das Befestigungselement gehalten, nämlich durch einen dem Befestigungselement zugeordneten Steg. Der Puffer bewegt sich bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer wirkenden Kraft unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist.
Aus der DE 10 2007 051 103 A1 ist ein Pufferelement bekannt. Dieses umfasst ein festlegbares Befestigungselement und einen Puffer. Der Puffer ist unmittelbar durch das Befestigungselement gehalten, wobei sich der Puffer bei Überschreiten eines Schwellenwerts der auf den Puffer wirkenden Kraft unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist, bewegt.
Ein Pufferelement ist ebenfalls in DE 10 2005 012 774 A1 offenbart. Dieses weist ein festlegbares Befestigungselement und einen Puffer auf, der unmittelbar durch das Befestigungselement gehalten wird. Bei Überschreiten einer auf den Puffer wirkenden Kraft bewegt sich der Puffer unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist.
Die DE 10 2005 012 773 A1 zeigt ein Pufferelement, bei dem im Fußteil zwei als geradlinige Kerben ausgebildete Sollbruchstellen vorgesehen sind, die bei Überschreiten einer bestimmten Kraft versagen und somit nur mit geringer Kraft ein Abgleiten des Pufferelements ermöglichen.
Die US 5,549,351 A betrifft ein Pufferelement zur Verwendung als Anschlag für ein bewegliches Teil an einem tragenden Teil. Das Pufferelement dient zur Reduzierung von Geräuschen und zur Schonung eines Lackes, bspw. an einer Front- oder Heckhaube eines Fahrzeugs.
Aus der EP 1 642 786 A2 ist ein Pufferelement bekannt mit einem an einem tragenden oder beweglichen Teil festlegbaren Befestigungselement und einem Puffer. Der Puffer ist unmittelbar durch das Befestigungselement gehalten, wobei der Puffer sich bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer wirkenden Kraft unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist, bewegt. Aufgrund der konkreten Ausgestaltung von Befestigungselement und Pufferelement ist der überwiegende Teil der Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau der Aufprallenergie nutzbar. Das Befestigungselement weist einen Fußteil zur Verankerung an einem tragenden oder beweglichen Teil auf. Zudem umfasst das Befestigungselement ein sich in Richtung des Puffers erstreckendes Halteelement zum Halten des Puffers.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Pufferelement der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass ein verbesserter Abbau von Aufprallenergie realisiert ist.
Diese Aufgabe ist mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist ein gattungsbildendes Pufferelement so weitergebildet, dass im Fußteil mehrere, für jedes Bauteil des Pufferelements vorgesehene Sollbruchstellen angeordnet sind, die bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer wirkenden Kraft korrespondierend mit den Bauteilen des Pufferelements nacheinander auslösbar sind, derart, dass der Puffer, das Halteelement und die weiteren Bauteile des Pufferelements in Richtung des Fußteils bewegbar oder in das Fußteil vollständig reibungsbehaftet eintauchbar sind, so dass der überwiegende Teil der Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau der Aufprallenergie nutzbar ist.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine Verlängerung des Eintauchwegs sowohl eine höhere Aufnahme von Aufprallenergie als auch eine Verringerung der während des Eintauchens ausgeübten Gegenkraft erlaubt.
Erfindungsgemäß ist die Eintauchbewegung dabei nicht auf das Eintauchen des Puffers gegenüber einem ortsfesten Befestigungselement beschränkt. Vielmehr können auch Teile des Befestigungselements eintauchen. Entscheidend ist dabei, dass stets der überwiegende Teil der Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau der Aufprallenergie nutzbar ist. Des Weiteren ist maßgeblich, dass sich der Puffer unter Verbrauch von Aufprallenergie, d. h. insbesondere reibungsbehaftet, in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist, bewegen kann.
Erfindungsgemäß ist ermöglicht, dass zur größtmöglichen Schonung der verunfallten Person die Aufschlagskraft nicht mit einer Sprungfunktion auf den zulässigen Maximalwert steigt, sondern einer konstanten oder langsam ansteigenden und/oder einer linearen oder rampenförmigen Kraft-Weg-Funktion angleichbar ist. Ob der Kraft-Weg-Verlauf dabei progressiv, konstant oder degressiv ausgestaltet wird, hängt von der Höchstgrenze der Aufschlagskraft und außerdem vom Verbauort im Fahrzeug ab. In steifen Blechumgebungen sollte die Kurve dabei flacher sein. Bei einer Steifigkeitszunahme des Blechs während einer Verformung kann sich sogar eine degressive Kurve als sinnvoll erweisen, um den Grenzwert in der Summe aus Gegenkraft des Blechs und des Puffers nicht zu überschreiten.
Durch die vorliegende Erfindung ist eine genaue Auslegung des Kraft-Weg-Verlaufs während eines Unfallgeschehens überhaupt erst ermöglicht.
In praktischer Hinsicht kann es sich zur Umsetzung der Erfindung als vorteilhaft erweisen, eine oder mehrere Sollbruchstellen innerhalb des Pufferelements in die unmittelbare Nähe der Blechebene zu legen, um einen möglichst großen Eintauchweg für den Puffer zu realisieren.
Im Ergebnis ist ein Pufferelement mit einem verbesserten Abbau von Aufprallenergie bereitgestellt.
In besonders bevorzugter Weise ist im Wesentlichen die gesamte Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau der Aufprallenergie nutzbar. Dies lässt sich bspw. dadurch bewerkstelligen, dass – wie erwähnt – Sollbruchstellen, deren Versagen das Eintauchen von Bauteilen des Pufferelements ermöglichen, in die unmittelbare Nähe des Teils gelegt werden, an dem der Puffer festgelegt ist. Dabei handelt es sich insbesondere um ein Karosserieblech. Dabei sollte das Loch bzw. der Ausschnitt in dem tragenden oder beweglichen Teil so groß gewählt werden, dass ein Eintauchen der Bauteile des Pufferelements in die Ebene des Teils ermöglicht ist. So kann eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Pufferelements realisiert werden, bei der bis auf die direkt mit dem tragenden oder beweglichen Teil verbundenen Teile sämtliche Bauteile während eines Unfallgeschehens in das Befestigungsloch bzw. die Befestigungsöffnung im Blech eintauchen können, und zwar unter Abbau von Aufprallenergie.
Im Allgemeinen ist eine Ausführungsform des Pufferelements bevorzugt, welche zumindest eine Sollbruchstelle aufweist, nach deren Zerstörung verursacht durch Überschreiten eines Schwellenwerts der auf den Puffer wirkenden Kraft der Puffer unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist, bewegbar ist. Die Erfindung umfasst ausdrücklich jedoch auch abweichende Ausgestaltungen, solange der Puffer bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer wirkenden Kraft in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer festgelegt ist, bewegbar ist. Ein solcher Schwellenwert kann bspw. auch durch eine Klemmverbindung vorgegeben werden.
Das Befestigungselement weist ein Fußteil zur Verankerung an einem tragenden oder beweglichen Teil und ein sich in Richtung des Puffers erstreckendes Halteelement zum Halten des Puffers auf. Gleichzeitig oder alternativ kann der Puffer einen vom Befestigungselement abgewandten Pufferkörper und ein dem Befestigungselement zugewandtes Verbindungselement aufweisen. So sind die Aufgaben der Befestigung des Puffers und der Pufferwirkung konstruktiv getrennt. Der Pufferkörper kann mit vorteilhaften Dämpfungseigenschaften versehen werden, während das Verbindungselement in geeigneter Weise mit dem Befestigungselement, nämlich dort insbesondere einem Halteelement, korrespondieren kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Puffer oder der Pufferkörper ein Schaumstoffmaterial und/oder eine Lamellenstruktur auf. Der Pufferkörper soll bei einem Aufschlag nicht sofort und nicht nachgebend mit dem Schwellenwert der auf den Puffer wirkenden Kraft (insbesondere zur Auslösung einer Sollbruchstelle) beaufschlagt werden. Dazu kann der Pufferkörper eine weiche Schicht aus einem ggf. porösen Schaumstoffmaterial aufweisen, welches sich leicht zusammenpressen lässt und schnell in die ursprüngliche Form zurückfedert. Dadurch kann ein langsamer Aufbau des Gegendrucks bis zum Versagen der Sollbruchstelle und ein möglichst konstanter Abbau von Aufprallenergie beim Eintauchen des Puffers erreicht werden.
Ein derart ausgebildeter Pufferkörper kann Belastungsspitzen abfedern und sich während geringerer Belastungen während des Eintauchens wieder der Ursprungsform annähern, um nachfolgende Belastungsspitzen wieder abfedern zu können.
Alternativ oder zusätzlich kann der Pufferkörper eine Lamellenstruktur aufweisen. Dabei kann es sich insbesondere um verformbare, sich in Längsrichtung des Puffers erstreckende Rippen handeln, welche eine breite Auswahl an gewünschten Kennlinien zulassen. Solche Lamellen können mit einem Deckel oder einer Deckschicht versehen werden, welche einer Knickgefahr entgegenwirkt und gleichzeitig der Front- oder Heckhaube eine ausreichend große Fläche bietet, damit die Enden der Lamellen aufgrund einer zu hohen Flächenpressung keine Schäden an der Haube verursachen.
Ein weiterer Vorteil der vorgeschlagenen Lamellenstruktur des Pufferkörpers besteht darin, dass diese in gewissen Grenzen Versatzbewegungen der Haube folgen kann, ohne dabei allzu große Seitenkräfte in das Pufferelement einzuleiten. Bspw. führt ein Verwinden der Karosserie während einer Bordsteinüberfahrt so nicht zu einem Reiben der Haube auf dem Pufferkörper, und das Pufferelement wird nicht mit starken Seitenkräften belastet.
Die Lamellen können wahlweise auch auf der Unterseite des Pufferkörpers ausgeformt werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Puffer in Bezug auf das Befestigungselement höhenverstellbar, insbesondere durch Einstellen einer zwischen Puffer und Befestigungselement angeordneten oder wirkenden Gewindepaarung. So ist eine besonders rasche und problemlose Einstellbarkeit der Höhe gegeben. Zweckmäßigerweise kann dabei eine Möglichkeit zur Arretierbarkeit der Höheneinstellung vorgesehen werden, worauf im Weiteren nach eingegangen wird.
Im Hinblick auf eine konstruktiv einfache, stabile und in der Höhe einstellbare Konstruktion ist eine Ausgestaltung bevorzugt, in der das Halteelement eine Hülse mit Außengewinde und das Verbindungselement eine Hülse mit Innengewinde aufweist oder in der das Halteelement eine Hülse mit Innengewinde und das Verbindungselement eine Hülse mit Außengewinde aufweist.
Sofern der Puffer in Bezug auf das Befestigungselement höhenverstellbar ist, wobei zwischen Puffer und Befestigungselement eine Gewindepaarung angeordnet ist oder wirkt, wird gemäß einer weiteren Weiterbildung des Erfindungsgedankens ein Verriegelungsring zur Arretierung der Einstellposition einer solchen Gewindepaarung vorgeschlagen, insbesondere wobei mit dem Verriegelungsring in einer nicht arretierten Position ein Eingriff mit dem Puffer oder mit dem Befestigungselement zur Vornahme einer Höheneinstellung hergestellt oder herstellbar ist. Ein solcher Verriegelungsring kann so ausgestaltet werden, dass er im Falle eines axialen Verschiebens eine äußere Hülse gegen eine innere Hülse verklemmt und dadurch eine – insbesondere reversible – Arretierung der Einstellposition einer Gewindepaarung zwischen Puffer und Befestigungselement erlaubt. Zur Übertragung der Klemmkraft auf die Gewindepaarung kann die äußere Hülse dabei in axialer Richtung geschlitzt sein. Im Konkreten kann das Halteelement eine Hülse mit Außengewinde und das Verbindungselement eine Hülse mit Innengewinde aufweisen, wobei der Verriegelungsring im unteren Bereich auf dem Verbindungselement angeordnet sein kann.
In einer weiterführenden, zweckmäßigen Ausführungsform kann ein solcher Verriegelungsring überdies so ausgestaltet werden, dass mittels des Verriegelungsrings auch eine Höheneinstellung des Pufferelements vornehmbar ist. Das aus DE 10 2007 051 103 A1 bekannte Pufferelement lässt sich in der Höhe durch Drehen des Puffers einstellen. Soll aber jedoch eine geringe Höhe voreingestellt werden, ist der Puffer fast vollständig in das Befestigungselement eingetaucht, so dass der Puffer kaum noch mit der Hand ergriffen werden kann, um diesen drehend zu betätigen. In einem solchen Fall muss ein Werkzeug in den Einstellschlitz auf dem Pufferkörper eingebracht und der Puffer dadurch gedreht werden. Insgesamt ist die Feineinstellung der Höhe des Pufferelements erschwert. In diesem Zusammenhang wird eine Verbesserung vorgeschlagen, in der der Verriegelungsring an seinem inneren Durchmesser Mitnehmerelemente für die innerhalb des Verriegelungsrings angeordnete Hülse aufweist. So kann am gut greifbaren Verriegelungsring eine Feineinstellung der Höhe des Puffers gegenüber dem Befestigungselement vorgenommen werden. So kann insbesondere bei der Fließbandfertigung von Automobilen auf den Einsatz eines Werkzeugs verzichtet werden und sehr rasch und mit großer Feinheit eine Höheneinstellung von Hand erfolgen.
Auf der Innenseite des Verriegelungsrings angebrachte Mitnehmerelemente können dabei bspw. in axiale Schlitze in der im Inneren des Rings angeordneten Hülse eingreifen. Alternativ kann die Hülse auf der Außenseite Mitnehmerelemente (insbesondere axial angeordnete Stege) aufweisen, welche in geeigneter Weise in den Verriegelungsring eingreifen können.
Die oben genannte Ausgestaltung in Bezug auf eine Höheneinstellbarkeit durch einen Verriegelungsring ist besonders bevorzugt in Verbindung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen bezüglich der Abbaubarkeit von Aufprallenergie. Eine solche Höheneinstellbarkeit durch einen Verriegelungsring lässt sich jedoch auch unabhängig von einer Eintauchbarkeit des Puffers realisieren und gibt demnach unabhängig hiervon eine Verbesserung des Stands der Technik an.
Erfindungsgemäß sind mehrere Sollbruchstellen im Fußteil derart angeordnet, dass nicht nur der Puffer, sondern auch weitere, vom Fußteil abragende Teile des Pufferelements im Falle eines Unfallgeschehens unter Abbau von Aufprallenergie eintauchen können. So ist auch das Halteelement in Bezug auf das Fußteil eintauchbar, nämlich nach Versagen einer Sollbruchstelle oder ganz allgemein nach Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer wirkenden Kraft, bspw. nach dem Versagen einer Klemmverbindung.
Eine geeignete Sollbruchstelle kann als Sollbruchring vorgesehen werden. Nach dem Versagen der Sollbruchstelle wirkt deren verbleibender Rand (insbesondere der verbleibende Rand eines Sollbruchrings) als Bremse, um während des Eintauchvorgangs an dem Halteelement oder weiteren eintauchenden Teilen des Pufferelements Reibung zu erzeugen, um Aufprallenergie abzubauen. Eine Sollbruchstelle kann auch als Perforation (ringförmige Anordnung von Löchern) ausgestaltet werden, was im Hinblick auf die geometrische Haltbarkeit und eine genaue Voreinstellung der Bruchkraft zweckmäßig ist.
Eine solche Sollbruchstelle bzw. ein Sollbruchring kann mit unterschiedlichem Untermaß gegen das Halteelement oder weitere hülsenartige eintauchende Teile ausgelegt werden. Dabei kann ein Partner unrund (bspw. oval) ausgelegt werden, um eine toleranzunanfällige Klemmung zu erzielen.
Ein Sollbruchring kann als unrunde Kerbe ausgelegt werden, welche bspw. eine in Stoßrichtung der eintauchenden Teile gerichtete Öffnung aufweist.
Nach dem Versagen der Sollbruchstelle bzw. dem Durchbrechen des Sollbruchrings taucht die darüberliegende Hülse, insbesondere das Halteelement, in den frei gewordenen Ringraum ein, der im Umfang kleiner sein kann als der Hülsenaußenumfang. Durch die dergestalt erzielte Presspassung wird beim Eintauchen Reibung erzeugt, wodurch Aufprallenergie abgebaut wird.
Es kann des Weiteren zweckmäßig sein, eines der beim Eintauchvorgang aneinander reibenden Teile mit einer Dehnfuge zu versehen, welche Fertigungs- und Bruchtoleranzen ausgleichen kann, ohne die ausgeübte Klemmkraft zu stark zu Variieren.
In weiter erfindungsgemäßer Weise sind die vom Fußteil abragenden Teile des Pufferelements, nämlich Halteelement und Verriegelungsring und Verbindungselement und Pufferkörper, in das Fußteil eintauchbar. Als die vom Fußteil abragenden Teile des Pufferelements sind dabei diejenigen Bauteile zu verstehen, welche im eingebauten Zustand von der Ebene des aufnehmenden (Karosserie-)Blechs (d. h. des tragenden oder beweglichen Teils, an dem das Pufferelement festgelegt ist) abregen.
Dabei vollziehen nach dem Versagen einer Sollbruchstelle von dem Befestigungselement, insbesondere von dem Fußteil, abregende Teile des Pufferelements eine reibungsbehaftete Eintauchbewegung gegenüber dem verbleibenden Rand der Sollbruchstelle.
Erfindungsgemäß sind mehrere Sollbruchstellen vorgesehen, welche jeweils mit einem von dem Befestigungselement, insbesondere von dem Fußteil, abragenden Teil des Pufferelements, insbesondere Halteelement und/oder Verriegelungsring und/oder Verbindungselement und/oder Pufferkörper, korrespondieren. Mit anderen Worten ist für jedes vom Fußteil abregende Teil des Pufferelements, insbesondere für jedes hülsen- oder zylinderartige Teil, eine Sollbruchstelle vorgesehen werden. Beim Eintauchen des Puffers im Fall eines Aufpralls werden dann nacheinander die jeweils mit den Bauteilen korrespondierenden Sollbruchstellen ausgelöst, so dass jedes eintauchende Teil des Pufferelements eine reibungsbehaftete Eintauchbewegung gegenüber dem verbleibenden Rand der jeweils zugeordneten Sollbruchstelle vollführen kann.
In Bezug auf die mögliche Ausgestaltung der Sollbruchstellen bzw. -ränder zum Erzielen einer zweckmäßigen Klemmwirkung gegenüber dem jeweils durchtauchenden Teil des Pufferelements wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
Alternativ oder zusätzlich zu einem reibungsbehafteten Eintauchen von Teilen des Pufferelements gegenüber dem verbleibenden Rest/Rand einer Sollbruchstelle bzw. eines Sollbruchrings kann ein Bremsring zur Herstellung eines reibungsbehafteten Kontakts mit eintauchenden Teilen des Pufferelements, insbesondere Halteelement und/oder Verriegelungsring und/oder Verbindungselement und/oder Pufferkörper, vorgesehen werden. Insbesondere ist es zweckmäßig, dass der Bremsring oberhalb des Fußteils eines Befestigungselements angeordnet ist und/oder mehrere, jeweils mit einem Teil des Pufferelements korrespondierende Reibflächen aufweist und/oder nachfedernde Eigenschaften aufweist.
Durch die Verwendung eines Bremsrings können besonders konstante und gut vorbestimmbare Reibverhältnisse zwischen eintauchenden Teilen des Pufferelements und dem entgegenwirkenden Bremsring bereitgestellt werden. Vielfältige Einflüsse auf das Material der Sollbruchstellenränder und der eintauchenden Teile, welche im Allgemeinen aus Kunststoff gefertigt sind, werden dadurch überlagert. Über den vorgeschlagenen Bremsring lassen sich des Weiteren die auftretenden Reibkräfte besser und großflächiger in die Fahrzeugkarosserie ableiten.
Analog zu Ausführungsformen mit mehreren Sollbruchstellen für verschiedene Bauteile des Pufferelements mit jeweils verschiedenem Durchmesser kann auch der Bremsring mehrere Reibdurchmesser für verschiedene eintauchende Teile des Pufferelements bereitstellen. Dazu kann der Bremsring eine innere Öffnung aufweisen, welche von Klemmflügeln mit unterschiedlichen Flügelinnendurchmessern umgeben ist.
Innerhalb des Bremsrings kann auf Sollbruchstellen verzichtet werden, vielmehr werden Klemmflügel mit kleinerem Reibdurchmesser von dem nächstgrößeren eintauchenden Teil des Pufferelements nach unten gebogen. Dadurch addieren sich die Reibkräfte der nach unten gebogenen Klemmflügel und der nächstgrößeren Klemmflügel, welche mit dem nunmehr eintauchenden Teil des Elements korrespondieren. Damit durch die Addition der Reibkräfte die resultierende Gegenkraft nicht zu groß wird, ist es zweckmäßig, die Bremskraft der einzelnen Flügel oder Flügelpaare genau aufeinander abzustimmen, so dass im Allgemeinen die Klemmflügel mit größerem Reibdurchmesser nicht mehr so viel Gegenkraft erzeugen werden wie diejenigen mit kleinerem Durchmesser.
Der Bremsring kann nachfedernde Eigenschaften aufweisen. So wird bei jedem Reibflächenübergang eine sprunghafte Kraftänderung vermieden. Auch kann ein nachfedernder Effekt bereitgestellt werden, falls das Pufferelement vollständig in die Karosserie eingetaucht ist und die Haube schlussendlich auf das Befestigungs- bzw. Fußelement aufschlägt.
Im Hinblick auf die Realisierung eines konkreten Kraft-Weg-Verlaufs des eintauchenden Puffers wird schließlich eine Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, in der zumindest ein von dem Befestigungselement, insbesondere von dem Fußteil, abragendes Teil des Pufferelements, insbesondere Halteelement und/oder Verriegelungsring und/oder Verbindungselement und/oder Pufferkörper, an seiner Außenfläche örtlich verschiedene Oberflächen und/oder örtlich abweichende Außenabmessungen aufweist. So können je nach gewünschter Reibkraft glatte oder raue Oberflächen in axialer Richtung aufeinanderfolgend oder nebeneinander liegend, auch mit über den Umfang gesehen verschiedenen Flächenanteilen, vorgesehen werden. Belastungsspitzen lassen sich durch punktuelles Verringern des Außendurchmessers vermeiden. Durch einen Anstieg des Außendurchmessers hingegen kann die Bremskraft erhöht werden.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert.
In der Zeichnung zeigen
1 eine seitliche Schnittdarstellung eines ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pufferelements, bei dem mittels dreier Sollbruchringe eine im Wesentlichen vollständige Eintauchbarkeit realisiert ist,
2 die Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels, wobei hier ein zusätzlicher Bremsring vorgesehen ist,
3 eine seitliche Schnittdarstellung sowie die Draufsicht auf einen Bremsring, der sich für ein Ausführungsbeispiel gemäß 2 eignet,
4 einen schematisch über den Eintauchweg aufgetragenen Verlauf der vom Pufferelement ausgeübten Gegenkraft, wie sie von erfindungsgemäßen Pufferelementen gemäß 1 und/oder 2 bereitstellbar ist,
5 die seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform, wobei unterschiedliche Ausführungsformen des Pufferkörpers gezeigt sind,
6 die seitliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pufferelements, wobei das als Hülse ausgestaltete Verbindungselement verschiedene Reiboberflächen aufweist, und
7 die seitliche Schnittdarstellung einer weiteren Ausführungsform, bei der der überwiegende Teil der Bauhöhe mittels einer innenliegenden Reibbremse zum Abbau von Aufprallenergie nutzbar ist.
1 zeigt eine seitliche Schnittansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pufferelements. Der untere Teil des Pufferelements ist durch ein Befestigungselement 1 gebildet. Dieses dient zur Anlage und Festlegung an einem tragenden oder beweglichen Teil. In bevorzugter Weise wird das Befestigungselement 1 an einer Karosserie verankert, damit das Pufferelement einen Anschlag für eine Front- oder Heckhaube eines Kraftfahrzeugs bereitstellen kann.
Durch das Befestigungselement 1 wird ein Puffer 2 gehalten. Hier weist der Puffer 2 ein dem Befestigungselement 1 abgewandeten Pufferkörper 3 sowie ein dem Befestigungselement 1 zugewandtes Verbindungselement 4 auf. Der Pufferkörper 3 besteht aus einem weichen Kunststoffmaterial, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer.
Das Befestigungselement 1 weist ein hartes Kunststoffmaterial auf und umfasst ein Fußteil 5 zur Verankerung an einem tragenden oder beweglichen Teil und ein sich in Richtung des Puffers 2 erstreckendes Halteelement 6 zum Halten des Puffers 2.
Reim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist des Weiteren das Verbindungselement 4 als Außenhülse 7 mit Innengewinde ausgestaltet, während das Halteelement 6 als Innenhülse 8 mit einem Außengewinde ausgestaltet ist. So ist der Puffer 2 in Bezug auf das Befestigungselement 1 höhenverstellbar, nämlich durch Einstellen der zwischen Innenhülse 8 und Außenhülse 7 wirkenden Gewindepaarung.
Zur Arretierung der Position der Höheneinstellung zwischen Puffer 2 und Befestigungselement 1, d. h. zwischen Außenhülse 7 und Innenhülse 8, ist des Weiteren ein Verriegelungsring 9 vorgesehen. Die gewünschte Höheneinstellung wird durch Ein- oder Ausschrauben der Außenhülse 7 gegenüber der Innenhülse 8 vorgewählt. Dann wird der Verriegelungsring 9 in Längsrichtung des Pufferelements nach unten in die Verriegelungsposition gedrückt. Dadurch klemmt der Verriegelungsring 9 das Innengewinde der Außenhülse 7 gegen das Außengewinde der Innenhülse 8. Die Höheneinstellung ist somit sehr rasch und reversibel vornehmbar.
Zusätzlich befindet sich der Verriegelungsring 9 in einem in Umfangsrichtung wirkenden Eingriff mit dem Verbindungselement 4, so dass das Verbindungselement 4, d. h. die Außenhülse 7, in einer nicht arretierten Höhenlage mittels des Verriegelungsrings 9 drehbar ist. So kann seitens des Bedienpersonals sehr bequem eine besonders feine und genaue Höheneinstellung vorgenommen werden, nämlich indem die Außenhülse 7 mittels des Verriegelungsrings 9 in die gewünschte Lage geschraubt wird, wonach diese Lage durch Herabdrücken des Verriegelungsrings 9 auch arretierbar ist.
Der Eingriff des Verriegelungsrings 9 in die Außenhülse 7 wird durch Eingriffselemente 10 hergestellt, welche sich in axial verlaufende Schlitze in der Außenhülse 7 erstrecken. Die axial ausgerichteten Schlitze dienen des Weiteren dazu, die vom Verriegelungsring 9 ausgeübte Druckkraft auf die Gewindepaarung in den Zwischenraum zwischen Außenhülse 7 und Innenhülse 8 weiterzuleiten.
Der obere Abschluss des Verriegelungsrings 9 ist hülsenartig ausgestaltet, um in der letzten Phase der Eintauchbewegung des Puffers 2 gegenüber dem Fußteil 5 den Randbereich des Pufferkörpers 3 aufzunehmen. Dies wird im Einzelnen unten stehend erläutert.
Das Fußteil 5 weist einen umlaufenden Kragen 11 auf, mittels dem das Pufferelement in eine Öffnung bzw. eine Bohrung in einem tragenden oder beweglichen Teil, insbesondere einer Karosserie, eingeclipt werden kann.
Im Fußteil 5 des Pufferelements sind insgesamt drei Sollbruchstellen 12, 112, 212 angeordnet, welche als Sollbruchringe ausgestaltet sind. Die erfindungsgemäß vorgesehene Eintauchbarkeit des überwiegenden Teils der Bauhöhe des Pufferelements wird dabei wie folgt realisiert. Bei Überschreiten eines Schwellenwertes der axial auf den Puffer 2 wirkenden Kraft, nämlich insbesondere während eines Unfallgeschehens und eines damit einhergehenden Aufpralls einer Person auf der Haube, versagt zunächst die innere Sollbruchstelle 12. Danach taucht zunächst das Halteelement 6 in Form der Innenhülse 8 unter Reibwirkung mit dem verbleibenden Rand der Sollbruchstelle 12 in das Fußteil 5 und damit durch die Karosserieöffnung in die Karosserie ein.
Sobald das Verbindungselement 4, nämlich die Außenhülse 7, auf das Fußteil 5 aufschlägt, versagt die mittlere Sollbruchstelle 112, und die Außenhülse 7 taucht in reibendem Kontakt mit dem verbleibenden Rand dieser Sollbruchstelle 112 in das Fußteil 5 ein. Beim Aufschlag des Verriegelungsring 9 auf das Fußteil 5 bleibt der Verriegelungsring 9 zunächst ortsfest auf dem Fußteil 5 liegen, während die Außenhülse 7 weiter – auch gegenüber dem Verriegelungsring 9 – durchrutscht. Die Klemmwirkung zwischen Verriegelungsring 9 und Außenhülse 7 ist nicht ausreichend, um die äußere Sollbruchstelle 212 zu zerstören.
Sobald jedoch der Pufferkörper 3 den Verriegelungsring 9 erreicht, taucht er in den hülsenartigen Fortsatz des Verriegelungsrings 9 ein. Der Aufschlag des Pufferkörpers 3 auf bzw. in den Verriegelungsring 9 führt dann zu einem sprunghaften Anstieg der axialen Kraft, was schließlich zu einer Zerstörung der äußeren Sollbruchstelle 212 führt. Danach kann der Verriegelungsring 9 mitsamt dem Pufferkörper 3, welcher durch den hülsenartigen Fortsatz des Verriegelungsrings 9 im Durchmesser aufgefüttert wird, reibungsbehaftet in das Fußteil 5 und damit in die Karosserie eintauchen.
Schlussendlich verbleibt nur der Auflagering des Fußteils 5 auf dem Karosserieblech. Damit ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine praktisch vollständige Nutzung der Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau von Aufprallenergie realisiert.
2 zeigt die Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels, welches ganz überwiegend die Merkmale der Ausführungsform gemäß 1 aufweist. Jedoch ist hier ein zusätzlicher Bremsring 13 aus Stahl vorgesehen, welcher auf dem Fußteil 5 aufliegt. Der Bremsring 13 kann mehrere Reibdurchmesser aufweisen, welche mit einem jeweils eintauchenden Teil des Pufferelements korrespondieren und so einen reibungsbehafteten Abbau von Aufprallenergie bereitstellen können.
Die Verwendung eines zusätzlichen Bremsrings 13, insbesondere aus Stahl, kann mehrere Vorteile aufweisen. Zunächst lassen sich gegenüber einem Bremsring 13 eher konstante Reibverhältnisse schaffen als mit dem Bruchrand einer Sollbruchstelle bzw. eines Sollbruchrings, insbesondere falls dieser Bruchring aus Kunststoff besteht. Sollbruchstellen aus Kunststoff können während des Eintauchens von Teilen des Pufferelements durch mechanische Beanspruchung und/oder durch Hitzeeinwirkung weiter abgetragen werden, wodurch die resultierende Reibkraft ungewollt absinken kann.
Des Weiteren kann die Dimensionierung des Bremsrings 13 und damit auch der von der Karosserie abragenden Teile wie Verbindungselement 4, Halteelement 6 und Verriegelungsring 9 unabhängig von der Dimensionierung der Karosserieöffnung gewählt werden. Der Bremsring erfährt durch die Auflage auf dem Fußteil 5 eine ausreichende Abstützung, so dass der Kragen 11 nicht unbedingt in unmittelbarer radialer Nähe zu den Sollbruchstellen 12, 112, 212 positioniert werden muss.
3 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung sowie die Draufsicht auf einen Bremsring 13, welcher sich für ein Ausführungsbeispiel gemäß 2 eignet. In der Drauf sicht ist zunächst erkennbar, dass der Bremsring 13 eine kreisrunde Grundform aufweist. Des Weiteren weist der Bremsring 13 einen mittleren Durchgang 14 auf, durch den die eintauchenden Teile des Pufferelements hindurchtreten können. Des Weiteren sind um den mittleren Durchgang 14 insgesamt sechs Klemmflügel 15 angeordnet, um einen reibenden Kontakt mit den verschiedenen eintauchenden Teilen des Pufferelements herstellen zu können. Der Klemmflügel 15 mit dem kleinsten Reibdurchmesser korrespondiert dabei mit der inneren Sollbruchstelle 12 und der Innenhülse 8. Der Klemmflügel 15 mit dem größten Reibdurchmesser (d. h. der geringsten radialen Erstreckung in den mittleren Durchgang 14) korrespondiert hingegen mit der äußeren Sollbruchstelle 212 und dem Außendurchmesser des Verriegelungsrings 9.
Nach Auslösen der inneren Sollbruchstelle 12 taucht die Innenhülse 8 reibungsbehaftet gegenüber den längsten Klemmflügeln 15 in den Bremsring ein. Die Außenhülse 7 biegt diese inneren Klemmflügel beim Aufschlag nach unten und taucht gegen diese heruntergebogenen Klemmflügel 15 und gegen die Klemmflügel 15 mit dem mittleren Reibdurchmesser weiter in den Bremsring 13 ein. Entsprechend taucht schließlich der Verriegelungsring 9 gegen die nach unten gebogenen Klemmflügel 15 mit geringstem und mittlerem Reibdurchmesser und gegen die Klemmflügel 15 mit dem größten Reibdurchmesser, welche nicht nach unten gebogen werden, in das Fußteil 5 ein.
Dass sich bei fortlaufender Eintauchbewegung die Reibkräfte von heruntergebogenen und nach nicht heruntergebogenen Klemmflügeln 15 addieren, ist bei der Auslegung zu berücksichtigen.
An seinem äußeren Durchmesser weist der Bremsring 13 Öffnungen 16 auf, mit denen die Federwirkung des Bremsrings 13 auslegbar ist. Wie der oberen Schnittdarstellung zu entnehmen ist, weist der Bremsring 13 im Querschnitt entlang seines Radius eine S-Form auf. Dadurch besitzt der Bremsring 13 federnde Eigenschaften, welche insbesondere während eines sprunghaften Kraftanstiegs vor Versagen einer Sollbruchstelle und/oder beim letztendlichen Aufschlagen der Haube auf die Karosserie die axiale Gegenkraft abmildern können. Durch gezielte Schwächung des Querschnitts mittels der Öffnungen 16 lassen sich die federnden Eigenschaften des Bremsrings 13 gezielt auslegen.
4 zeigt schematisch einen über den Eintauchweg aufgetragenen Verlauf der Kraft, die ein erfindungsgemäßes Pufferelement gemäß 1 oder 2 der Eintauchbewegung entgegengerichtet auszuüben vermag. Der Punkt a markiert dabei den Nullpunkt, nämlich den Aufschlag eines Gegenstands oder einer Person auf die Haube des Kraftfahrzeugs. Zwischen a und b wird die Gegenkraft allein von dem weichen, verformbaren Pufferkörper 3 aufgebracht.
In Punkt b versagt durch den stetigen Anstieg der Axialkraft zunächst die innere Sollbruchstelle 12. Zwischen b und c wird die Gegenkraft durch die Reibung der Innenhülse 8 gegenüber dem verbleibenden Rand der Sollbruchstelle 12 und/oder gegenüber den Klemmflügeln 15 des Bremsrings 13 mit dem geringsten Reibdurchmesser aufgebracht.
In Punkt c versagt die mittlere Sollbruchstelle 112. Zwischen c und d definiert sich die Gegenkraft durch die Reibung der Außenhülse 7 gegenüber dem verbleibenden Rand der Sollbruchstelle 112 und/oder der Reibung der Außenhülse 7 gegenüber den Klemmflügeln 15 des Bremsrings 13 mit mittlerem Reibdurchmesser und den heruntergebogenen Klemmflügeln 15 mit dem geringsten Reibdurchmesser.
In Punkt d versagt schließlich die äußere Sollbruchstelle 212 durch den Aufschlag des Pufferkörpers 3 in den Verriegelungsring 9, welcher bereits auf dem Fußteil 5 aufliegt. Die zwischen d und e wirkende Gegenkraft resultiert aus der Reibung des eintauchenden Verriegelungsrings 9 gegen den verbleibenden Rand der Sollbruchstelle 212 und/oder gegenüber den Klemmflügeln 15 mit dem größten Reibdurchmesser sowie den nach unten heruntergebogenen Klemmflügeln 15 mit geringstem und mittlerem Reibdurchmesser.
In Punkt e ist der Verriegelungsring 9 vollständig in das Fußteil 5 eingetreten. Die danach wirkende Gegenkraft definiert sich alleine durch die Karosseriesteifigkeit oder kann durch zusätzliche Federelemente bestimmt werden, bspw. durch die Federwirkung des Bremsrings 13 während des Aufschlags der Haube auf die Karosserie.
Die Schnittdarstellung gemäß 5 zeigt schematisch – jeweils auf einer Seite – zwei weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Pufferelements, wobei hier lediglich verschiedene Ausgestaltungen des Pufferkörpers 3 eine Rolle spielen. Auf der linken Seite der Symmetrielinie ist ein Pufferkörper 3 angedeutet, welcher aus Schaumstoffmaterial 17 besteht. Dadurch lässt sich eine besonders gute Dämpfungswirkung bereitstellen. Für den zu dämpfenden Aufschlag einer verunfallten Person ist eine weiche Kraft-Weg-Kennlinie erwünscht, welche über das reibungsbehaftete und nicht reversible Eintauchen des Puffers 2 erst nach Versagen einer Sollbruchstelle bereitgestellt werden kann. Um ein versehentliches oder missbräuchliches, dieses zerstörende Eintauchen des Pufferelements unterhalb einer Mindest-Sollbruchkraft (bspw. im Bereich von 1.000 N) zu verhindern, kann für den unteren Kraftbereich eine Gegenkraft bereitgestellt werden, welche reversibel ausübbar und bereits weit unterhalb der Sollbruchgrenze zur Verfügung steht. Eine solche reversibel ausübbare Gegenkraft wird durch den vorgeschlagenen Pufferkörper 3 aus Schaumstoffmaterial 17 bereitgestellt.
Alternativ oder zusätzlich kann der Pufferkörper 3 eine Lamellenstruktur 18 aufweisen, welche auf der rechten Seite der Symmetrielinie angedeutet ist. Die elastische Lamellenstruktur 18 ist verformbar und gewährt eine breite Auswahl an gewünschten Kraftkennlinien. Die Lamellenstruktur 18 ist des Weiteren in Richtung der Oberseite des Pufferkörpers 3 abgedeckt, wodurch eine Stabilisierung gegen eine Knickgefahr realisiert ist. Des Weiteren weist die Oberseite des Pufferkörpers 3 so eine größtmögliche Fläche zur Auflage der Haube des Kraftfahrzeugs auf, so dass eine optimale Kraftverteilung möglich ist. Die Lamellenstruktur 18 kann durch lateralen Versatz gewissen seitlichen Bewegungen der Haube des Kraftfahrzeugs folgen, ohne dabei allzu große Seitenkräfte in das Pufferelement einzuleiten.
Sowohl das Schaumstoffmaterial 17 als auch die Lamellenstruktur 18 realisieren einen langsamen Aufbau des Gegendrucks bis zum Versagen einer Sollbruchstelle und eine möglichst konstante Energieumwandlung beim Durchtauchen des Puffers 2. Diese federnden Elemente dämpfen einen harten Aufschlag ab und können sich während der Eintauchbewegung wieder in die Ursprungsform entspannen, um die nächste Kraftspitze wieder abzudämpfen.
6 zeigt die seitliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Pufferelements, wobei das als Außenhülse 7 ausgestaltete Verbindungselement 4 verschiedene Reiboberflächen aufweist, nämlich eine erste Reiboberfläche 19 und eine zweite Reiboberfläche 20. Gemäß dieser Ausführungsform wird vorgeschlagen, verschiedene Reiboberflächen 19, 20 nebeneinander liegend, ggf. mit unterschiedlichen und/oder mit der Höhe variierenden Flächenanteilen auf eintauchenden Teilen des Pufferelements, insbesondere dem Verbindungselement 4 (hier der Außenhülse 7) vorzusehen. Durch die Auswahl verschiedener Reiboberflächen 19, 20 kann mittels zweier oder mehrerer zur Verfügung stehender Reibwerte der Oberflächen 19, 20 eine gewünschte Kennlinie der Gegenkraft vorgewählt werden. Des Weiteren kann eine der Oberflächen 19, 20 – insbesondere durch Aufbringen oder Abtragen von Material – einen abweichenden Außendurchmesser und damit unterschiedliche Klemmkräfte realisieren. Auch hierdurch ist – alternativ oder zusätzlich – die Vorauswahl einer gewünschten Kennlinie möglich.
7 zeigt schließlich die Schnittdarstellung einer letzten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Pufferelements. Dieses Ausführungsbeispiel eignet sich besonders für Einbaufälle, bei denen zur Festlegung des Pufferelements lediglich eine Karosserieöffnung geringer Größe zur Verfügung steht. Folglich ist hier kein vollständiges Eintauchen der vom Fußteil 5 abragenden Teile des Pufferelements in das Fußelement 5 und damit in die Karosserie möglich. Dennoch ist auch hier der überwiegende Teil der Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau der Aufprallenergie nutzbar. Dazu weist das Verbindungselement 4, nämlich die Außenhülse 7, einen nach unten gerichteten Innenzylinder 21 auf. Auf dem Haltelement 6, nämlich der Innenhülse 8, ist des Weiteren ein Bremsring 13 angeordnet, welcher auf seiner Innenseite in einem reibenden Kontakt mit dem Innenzylinder 21 steht.
Im Falle des Überschreitens eines Schwellenwertes der auf den Puffer 2 wirkenden Kraft kann der Puffer 2 unter Verbrauch von Aufprallenergie eintauchen, indem die Außenhülse 7 sich gegen die Wirkung der Gewindepaarung mit der Innenhülse 8 und gegen die Klemmwirkung des Verriegelungsrings 9 nach unten schiebt. Des Weiteren wirkt die Reibkraft zwischen Bremsring 13 und Innenzylinder 21 der Eintauchbewegung entgegen.
Da bei diesem Ausführungsbeispiel keine Sollbruchstellen vorgesehen sind, kann hier die Eintauchbewegung sogar reversibel ausgestaltet sein.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Pufferelements wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Pufferelements lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste

1: Befestigungselement
2: Puffer
3: Pufferkörper
4: Verbindungselement
5: Fußteil (Befestigungselement)
6: Halteelement (Befestigungselement)
7: Außenhülse
8: Innenhülse
9: Verriegelungsring
10: Eingriffselement (Verriegelungsring)
11: Kragen
12, 112, 212: Sollbruchstelle
13: Bremsring
14: mittlerer Durchgang (Bremsring)
15: Klemmflügel (Bremsring)
16: Öffnung (Bremsring)
17: Schaumstoffmaterial
18: Lamellenstruktur
19: erste Reiboberfläche (Außenhülse)
20: zweite Reiboberfläche (Außenhülse)
21: Innenzylinder
a, b, c, d, e: definierte Punkte im Kraft-Weg-Diagramm

Claims

Pufferelement zur Verwendung als Anschlag für ein bewegliches Teil, insbesondere eine Front- oder Heckhaube eines Kraftfahrzeugs, an einem tragenden Teil, insbesondere einer Karosserie, mit einem an dem tragenden oder beweglichen Teil festlegbaren Befestigungselement (1), und mit einem Puffer (2), der mittelbar oder unmittelbar durch das Befestigungselement (1) gehalten wird, wobei der Puffer (2) sich bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer (2) wirkenden Kraft unter Verbrauch von Aufprallenergie in Richtung des tragenden oder beweglichen Teils, an dem der Puffer (2) festgelegt ist, bewegt, wobei das Befestigungselement (1) ein Fußteil (5) zur Verankerung an dem tragenden oder an dem beweglichen Teil und ein sich in Richtung des Puffers (2) erstreckendes Halteelement (6) zum Halten des Puffers (2) aufweist, wobei weitere vom Fußteil (5) des Befestigungselements (1) abragende Bauteile (3, 4, 9) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Fußteil (5) für jedes Bauteil (6, 3, 4, 9) des Pufferelements vorgesehene Sollbruchstellen (12, 112, 212) angeordnet sind, die bei Überschreiten eines Schwellenwertes der auf den Puffer (2) wirkenden Kraft korrespondierend mit den Bauteilen (2, 6, 3, 4, 9) des Pufferelements nacheinander auslösbar sind, derart, dass der Puffer (2), das Halteelement (6) und die weiteren Bauteile (3, 4, 9) des Pufferelements in Richtung des Fußteils (5) bewegbar oder in das Fußteil (5) vollständig reibungsbehaftet eintauchbar sind, so dass der überwiegende Teil der Bauhöhe des Pufferelements zum Abbau der Aufprallenergie nutzbar ist.
Pufferelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (2) einen vom Befestigungselement (1) abgewandten Pufferkörper (3) und ein dem Befestigungselement (1) zugewandtes Verbindungselement (4) aufweist.
Pufferelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (2) oder der Pufferkörper (3) ein Schaumstoffmaterial (17) und/oder eine Lamellenstruktur (18) aufweist.
Pufferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Puffer (2) in Bezug auf das Befestigungselement (1) höhenverstellbar ist, insbesondere durch Einstellen einer zwischen Puffer (2) und Befestigungselement (1) angeordneten oder wirkenden Gewindepaarung.
Pufferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (6) eine Hülse (8) mit Außengewinde und das Verbindungselement (4) eine Hülse (7) mit Innengewinde aufweist, oder dass das Halteelement (6) eine Hülse mit Innengewinde und das Verbindungselement (4) eine Hülse mit Außengewinde aufweist.
Pufferelement nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch einen Verriegelungsring (9) zur Arretierung der Einstellposition einer Gewindepaarung zwischen Puffer (2) und Befestigungselement (1), insbesondere wobei mit dem Verriegelungsring (9) in einer nicht arretierten Position ein Eingriff mit dem Puffer (2) oder dem Befestigungselement (1) zur Vornahme einer Höheneinstellung hergestellt oder herstellbar ist.
Pufferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (12, 112, 212) jeweils mit einem von dem Fußteil (5) abragenden Teil des Pufferelements, nämlich Halteelement (6) und/oder Verriegelungsring (9) und/oder Verbindungselement (4) und/oder Pufferkörper (3), korrespondieren.
Pufferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Bremsring (13) zur Herstellung eines reibungsbehafteten Kontakts mit eintauchenden Teilen des Pufferelements, insbesondere Halteelement (6) und/oder Verriegelungsring (9) und/oder Verbindungselement (4) und/oder Pufferkörper (3), insbesondere wobei der Bremsring oberhalb des Fußteils (5) des Befestigungselements (1) angeordnet ist und/oder mehrere, jeweils mit einem Teil des Pufferelements korrespondierende Reibflächen aufweist und/oder nachfedernde Eigenschaften aufweist.
Pufferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein von dem Befestigungselement (1) oder von dem Fußteil (5), abragendes Teil des Pufferelements, insbesondere Halteelement (6) und/oder Verriegelungsring (9) und/oder Verbindungselement (4) und/oder Pufferkörper (3), an seiner Außenfläche örtlich verschiedene Oberflächen (19, 20) und/oder örtlich abweichende Außenabmessungen aufweist.
Pufferelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstellen (12, 112, 212) jeweils als Sollbruchring oder ringförmige Perforation ausgebildet sind, so dass jeweils ein nach dem Versagen der Sollbruchstelle (12, 112, 212) verbleibender Rand gegenüber dem korrespondierenden Teil als Bremse wirkt.