DE10234927B4

DE10234927B4 - Stoßdämpfer für ein Zweirad

Info

Publication number: DE10234927B4
Application number: DE10234927A
Authority: DE
Inventors: Toshio Wako Yamagiwa
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: US6637786B2; DE10234927A1; ITTO20020679A0; JP4472898B2; US6871888B2; US20030030290A1; JP2003048585A; US20040124642A1; ITTO20020679A1

Abstract

Zweirad-Aufprallstoßdämpfer mit einer Mehrzahl von Stoß dämpfenden Elementen (1) aus Kunststoff oder Kunstharz, welche jeweils einen Gitterkörper (2) mit einer Mehrzahl von Plattenrippen (2a) aufweisen, deren Dicke von aufprallortnäheren Rippenenden (21) zu aufprallortferneren Rippenenden (22) hin abnimmt und die einander kreuzend angeordnet sind, wobei die Stoß dämpfenden Elemente (1) in Wirkungsrichtung einer zu erwartenden Aufpralllast derart gestapelt sind, dass die Plattenrippen (2a) im am Zweirad montierten Zustand des Stoßdämpfers zwischen aufprallortnäheren und aufprallortferneren Rippenenden (21, 22) entlang der Längsrichtung des Zweirads (9) verlaufen, wobei der Stapel aus Stoß dämpfenden Elementen (1) zur Anbringung an einem vorderen Ende (91) eines Zweirads (9) ausgebildet ist und wobei der Abstand (n₁, n₂, n₃, m₁, m₂, m₃) benachbarter Plattenrippen (2a) zum Zentrum eines Gitterkörpers (2) hin vergrößert ist, um eine Gitteröffnung (S1) an einem zentralen Abschnitt des Gitterkörpers (2) größer auszubilden als Gitteröffnungen an einem anderen als dem zentralen Abschnitt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer bzw. einen Aufprallschutz für ein Zweirad, um einen Fahrer oder Mitfahrer effektiv gegen einen Frontalaufprall eines Zweirads zu schützen. Die Erfindung betrifft weiter ein Zweirad, an dessen vorderem Ende ein derartiger Aufprallstoßdämpfer montiert ist.
Die Druckschrift DE 196 29 879 A1 offenbart ein Zweirad mit einem als "Deformationselement" bezeichneten Aufprallstoßdämpfer. Über das Deformationselement ist in dieser Druckschrift lediglich ausgesagt, dass es sich über das Vorderrad in einer Höhe über dem Gesamtschwerpunkt des Fahrzeugs erstreckt. Dies soll bewirken, dass sich das Fahrzeug bei einem Frontalaufprall nicht überschlägt. Das Deformationselement befindet sich vor der Lenkeinrichtung. Der Innenaufbau dieses Deformationselements ist in der genannten Druckschrift nicht beschrieben.
Aus der Druckschrift DE 25 09 265 C2 sind Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, genauer Deformationsglieder für eine Kfz-Stoßstange bekannt. Diese können wabenartig, gitterartig oder in einer Mischform ausgebildet sein. Aus dieser Druckschrift bekannte gitterartige Aufprallstoßdämpfer können eine Mehrzahl von stoßdämpfenden Elementen aus Kunststoff oder Kunstharz aufweisen, welche einen Gitterkörper mit einer Mehrzahl von Plattenrippen bilden, die einander kreuzend angeordnet sind. Die stoßdämpfenden Elemente sind dann in Wirkungsrichtung einer zu erwartenden Aufpralllast derart gestapelt, dass die Plattenrippen im am Kraftfahrzeug montierten Zustand des Aufprallstoßdämpfers zwischen aufprallortnäheren und aufprallortferneren Rippenenden entlang der Längsrichtung des Fahrzeugs verlaufen. Die DE 25 09 265 C2 lehrt weiter, die Rippen in Deformationsrichtung unterschliedlich lang auszubilden, um Kraftspitzen abzubauen.
Aus der JP-A-8-310321 ist bekannt, dass die Dicke von Rippen von Aufprallstoßdämpfern vom aufprallortnäheren Rippenende zum aufprallortferneren Rippenende hin abnehmen kann.
Zum weiteren technischen Hintergrund des Standes der Technik wird Folgendes ausgeführt:
In Automobilen werden Innen-Aufprallstoßdämpfer verwendet, um Insassen im Falle einer Kollision zu schützen. Beispielsweise sind Innen-Aufprallstoßdämpfer im Inneren von Säulenverkleidungen vorgesehen, um die Köpfe der Insassen zu schützen. Weiterhin sind Innen-Aufprallstoßdämpfer im Inneren der Türrahmen vorgesehen, um Rücken oder Brust der Insassen und dergleichen im Falle einer seitlichen Kollision zu schützen. Als Innen-Aufprallstoßdämpfer bzw. Aufprallschutz war eine Kunststoffrippe in häufiger Verwendung, welche bei verhältnismäßig niedrigen Kosten hergestellt werden kann (JP-A-8-164810, JP-A-8-310321, usw.).
Der Aufprallstoßdämpfer für ein Zweirad muss, verglichen mit einem Innen-Aufprallstoßdämpfer für ein Automobil, eine viel größere Energie absorbieren. Im Falle eines Automobils beträgt die zu absorbierende kinetische Energie Ek = 1/2 mv² beispielsweise 102,1 J, was basierend auf einer Energie bestimmt wird, welche dann erzeugt wird bzw. auftritt, wenn ein Kopf eines Dummys mit einer Masse von 4,54 kg bei der Geschwindigkeit von 15 Meilen pro Stunde (= 6,71 m/s) aufschlägt. Dagegen beträgt die zu absorbierende kinetische Energie Ek im Falle eines Zweirads 9646 J, wobei die Fahrzeugmasse 100 kg und die Fahrgeschwindigkeit 50 km/h (= 13,89 m/s) beträgt. Dies bedeutet, dass eine unvergleichlich große Energieabsorption verwirklicht werden muss.
Angenommen, es wird eine Kunststoffrippe für ein Automobil verwendet, so wird an dem Zweirad eine beträchtlich große Fläche benötigt, wenn eine Rippe mit gleichem Absorptionshub daran angewendet wird, da die Höhe der Rippe in der Größenordnung von höchstens 60 mm liegt. Dies ist faktisch unmöglich. Da der Stoßdämpfer an dem vorderen Ende des Zweirads montiert werden muss, war es unmöglich, dessen Frontbereich zu vergrößern. Nimmt man andererseits an, dass ein Verfahren zur Vergrößerung der Höhe der Kunststoffrippe verwendet wird, könnte die Rippe eine zunehmende Dicke aufweisen, da es aus Fertigungsgründen notwendig ist, einen Freiwinkel vorzusehen. Dies führt zu dem Nachteil, dass eine erzeugte bzw. auftretende Last zunimmt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Aufprallstoßdämpfer für ein Zweirad vorzusehen, welcher eine im Falle einer Kollision erzeugte große Energie in effektiver Weise absorbiert, welcher in einfacher Weise an ein Zweirad montiert werden kann und welcher im Falle eines Aufpralls stabil und gleichmäßig verformt wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Zweirad-Aufprallstoßdämpfer mit allen Merkmalen des Anspruchs 1.
Der Aufprallstoßdämpfer für ein Zweirad umfasst Stoß dämpfende Elemente aus Kunststoff oder Kunstharz, welche jeweils einen Gitterkörper mit einer Mehrzahl von Plattenrippen umfassen, die in ihrer Dicke von proximalen, d.h. aufprallortnäheren Enden zu distalen, d.h. aufprallortferneren Enden hin abnehmen und die einander kreuzend angeordnet sind. Die Stoß dämpfenden Elemente sind in einem Stapel derart angeordnet, dass die Richtung der Plattenrippen, welche von den proximalen Enden zu den distalen Enden hin verlaufen, entlang der Längsrichtung des Zweirads orientiert ist, wobei weiterhin die Stoß dämpfenden Elemente am vorderen Ende des Zweirads montiert sind.
Zusätzlich ist die Gitteröffnung am Zentrum des Gitterkörpers größer ausgeführt als die Gitteröffnungen, welche an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum ausgebildet sind.
Die Ausführungsform, wie sie in Anspruch 2 dargelegt ist, ist ein erfindungsgemäßer Stoßdämpfer für ein Zweirad, bei welchem Stoß dämpfende Elemente eine tafelförmige Basisplatte zur Abschirmung eines jeden Gitterraums des Gitterkörpers umfassen, wobei die Plattenrippen und die Basisplatte integral miteinander ausgeformt sind.
Der Stoßdämpfer für ein Zweirad gemäß Anspruch 3 ist der in Anspruch 1 oder 2 genannte, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Teil der in dem zentralen Bereich des Gitterkörpers positionierten Plattenrippen beim Bilden des Gitterkörpers durch Anordnen einer Mehrzahl von Plattenrippen derart, dass sie einander kreuzen, ausgedünnt ist.
Wenn die Gitterkörper wie in der erfindungsgemäßen Ausführungsform gemäß Anspruch 1 derart in einem Stapel angeordnet sind, dass die Richtung der von dem proximalen Ende zum distalen Ende verlaufenden Plattenrippen entlang der Längsrichtung (Front-Heck-Richtung) des Zweirads orientiert ist, und wenn die Gitterkörper am vorderen Ende des Zweirads montiert sind, trägt ein Anordnen von Gitterkörpern in einem Stapel (ein Stapeln von Gitterkörpern) dazu bei, einen großen Stoß dämpfenden Hub für eine frontale Kollision des Zweirads sicherzustellen. Dadurch sind sie in der Lage, einen großen Aufprall wie gewünscht zu absorbieren. Da die Stoß dämpfenden Elemente in einem Stapel angeordnet sind, kann zusätzlich die Höhe der Plattenrippe in dem Gitterkörper, welcher jede Lage bildet, auf einen Wert in der Größenordnung von 60 mm verringert sein, so dass verhindert wird, dass das proximale Ende der Rippe zu dick ist, und zwar selbst dann, wenn ein Freiwinkel vorgesehen ist. Damit tritt ein derartiger Nachteil, dass die erzeugte bzw. auftretende oder aufgenommene Last ansteigt, nicht auf.
Wenn weiterhin die Gitteröffnung am Zentrum des Gitterkörpers größer als die an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum ausgebildeten Gitteröffnungen ausgeführt wird, etwa dadurch, dass ein Teil der in dem zentralen Bereich des Gitterkörpers positionierten Plattenrippen beim Bilden eines Gitterkörpers durch einander schneidendes Anordnen einer Mehrzahl von Plattenrippen ausgedünnt ist, ist die Festigkeit des Stoßdämpfers, welcher dadurch gebildet ist, dass die Stoß dämpfenden Elemente in einem Stapel angeordnet werden, an dem Abschnitt nahe der zentralen Achse verglichen mit den Fällen niedrig, in denen alle Öffnungen insgesamt die gleiche Größe aufweisen bzw. in welchem ein Ausdünnen nicht ausgeführt ist. Somit wird er stabil zerdrückt, wenn er einer Aufpralllast ausgesetzt ist.
Wenn die Stoß dämpfenden Elemente einschließlich des Gitterkörpers und der Basisplatte, welche integral miteinander ausgeformt sind, wie in der Ausführungsform von Anspruch 2 in einem Stapel angeordnet sind, nimmt die Basisplatte in dem Fall, dass jedes der in einem Stapel angeordneten Stoß dämpfenden Elemente einer Aufpralllast ausgesetzt ist, die Aufpralllast an erster Stelle als Ganzes auf, woraufhin die Aufpralllast zu jeder Plattenrippe übertragen wird und die Plattenrippen kontinuierlich zerdrückt werden, um die Aufpralllast effektiv zu absorbieren.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellt dar:
1 eine perspektivische Ansicht, welche einen an einem Zweirad montierten Stoßdämpfer gemäß einer Ausführungsform des Stoßdämpfers der vorliegenden Erfindung zeigt,
2 eine Vertikalquerschnittansicht des Stoßdämpfers.
3 eine perspektivische Explosionsansicht des Stoßdämpfers.
4 eine Ansicht in der durch den Pfeil X-X in 3 gezeigten Richtung.
5 eine Vertikalquerschnittansicht des Stoß dämpfenden Elements.
6 eine Draufsicht des Stoßdämpfers.
7 eine erläuternde Zeichnung, welche den Verlauf der Stoßdämpfung zeigt.
8 ein Graph der erzeugten bzw. auftretenden Last, bezogen auf die Verlagerung.
9 ein Graph der erzeugten bzw. auftretenden Last, bezogen auf die Zeit.
10 eine erläuternde perspektivische Ansicht eines Stoßdämpfers gemäß einer weiteren Ausführungsform, welcher an einem anderen Zweirad als dem in 1 gezeigten montiert ist.
Im Folgenden wird ein Stoßdämpfer bzw. Aufprallschutz für ein Zweirad der vorliegenden Erfindung (anschließend lediglich einfach als "Stoßdämpfer" bezeichnet) ausführlich beschrieben werden. 1 bis 9 zeigen eine Ausführungsform des Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Erfindung. Die nicht ausgefüllten Pfeile repräsentieren über die Figuren hinweg die Richtung der Aufpralllast.
Der Stoßdämpfer umfasst Stoß dämpfende Elemente 1, von denen jedes einen Gitterkörper 2 aus Kunststoff oder Kunstharz umfasst, welcher gebildet ist durch allmähliches Reduzieren der Dicke der Plattenrippen 2a von proximalen Enden 21 zu distalen Enden 22. Die Plattenrippen sind einander schneidend bzw. kreuzend angeordnet. Die Stoß dämpfenden Elemente 1 sind derart in einem Stapel angeordnet, dass die Richtung der von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 verlaufenden Plattenrippen 2a entlang der Längsrichtung eines Zweirads 9 orientiert ist. Der in 1 gezeigte Stoßdämpfer umfasst die zu einer sechslagigen Konstruktion gestapelten Stoß dämpfenden Elemente 1. Die perspektivische Explosionsansicht in 3 zeigt lediglich drei Stoß dämpfende Elemente 1 von diesen.
Der Gitterkörper 2 ist aus Kunststoff oder Kunstharz gebildet und durch Anordnen von Plattenrippen 2a gebildet, welche aus Plattenabschnitten zusammengesetzt sind, die einander derart schneiden, dass sie in der Richtung einer frontalen Kollision ein Gitter bilden. Der Gitterkörper 2 ist derart ausgebildet, dass er durch eine äußere Kraft, welche im Falle einer Kollision auf ihn ausgeübt wird, in einfacher Weise geknickt oder verformt werden kann, so dass er eine Stoßdämpfungsfähigkeit bzw. Stoßabsorptionsfähigkeit zur Aufnahme des Kollisionsaufpralls ausübt. Genauer ist jede den Gitterkörper 2 aufbauende Plattenrippe 2a verjüngt, und zwar mit einer geringeren Dicke t₁ am distalen Ende 22 verglichen mit einer Dicke t₂ am proximalen Ende 21 (4), so dass die Dicke t des Gitterkörpers 2 allmählich zum distalen Ende 22 hin abnimmt. Wenn eine Aufpralllast ausgeübt wird, schreitet eine Knickung und Verformung allmählich von dem distalen Endabschnitt 22 des Gitterkörpers 2 mit einer niedrigen Festigkeit aus voran, so dass der Aufpralldruck in effektiver Weise aufgenommen wird. Zusätzlich kann die Aufpralllast durch Anordnen der Gitterkörper 2 in einem Stapel (Stapeln der Gitterkörper 2) noch effektiver absorbiert werden. Obwohl vertikale Rippen 2a₁ und seitliche bzw. in Seitenrichtung verlaufende Rippen 2a₂ der ein Gitter bildenden Plattenrippen 2a in dieser Ausführungsform eine gleiche Konfiguration aufweisen, kann die Dicke und dergleichen der vertikalen Rippen 2a₁ und der seitlichen Rippen 2a₂ je nach Bedarf gesondert gewählt sein.
Berücksichtigt man eine effektive Stoßabsorption bzw. Stoßdämpfung, weist die den Gitterkörper 2 bildende Plattenrippe 2a vorzugsweise eine Höhe L in dem Bereich von 30 mm–60 mm, eine Dicke t₁ des distalen Endes 22 in dem Bereich von 0,5 mm–1,0 mm, eine Dicke t₂ des proximalen Endes 21 in dem Bereich von 1,0 mm–2,5 mm auf. Die Abmessungen des Gitterkörpers 2 selbst sind derart, dass die vertikale Abmessung A in der Größenordnung von etwa 140 mm liegt, die seitliche Abmessung B in der Größenordnung von etwa 200 mm liegt, die Höhe, wie oben beschrieben, 30 mm–60 mm beträgt und die Teilungen der die Gitterräume 23 bildenden Plattenrippen 2a in der Größenordnung von 20 mm–30 mm liegen. Die Stoß dämpfenden Elemente 1 sind horizontal zu einer mehrlagigen Konstruktion (sechslagig in der vorliegenden Ausführungsform) gestapelt und, wie in 1 gezeigt ist, an dem vorderen Ende des Zweirads 9 in einem durch eine Abdeckung 5 abgedeckten Zustand montiert.
Obwohl der Stoßdämpfer in der vorliegenden Erfindung einfach einen Gitterkörper 2 umfasst, ist ferner bevorzugt, ein Stoß dämpfendes Element 1 zu verwenden, welches aus Kunststoff oder Kunstharz gebildet ist und welches den Gitterkörper 2 und eine Basisplatte 3 zum Abschirmen des Gitterraums 23 umfasst, wobei diese in Bezug aufeinander integral ausgeformt sind. Die Stoß dämpfenden Elemente, welche den Gitterkörper 2 und die Basisplatte 3 umfassen, die integral ausgeformt sind, sind in einem Stapel angeordnet. Genauer gesagt, sind sie horizontal in einem mehrlagigen Aufbau derart angeordnet, dass die distalen Enden 22 der Plattenrippen 2a an der Basisplatte 3 des zu diesem benachbart anzuordnenden Stoß dämpfenden Elements 1 anliegen. Wenn eine Aufpralllast auf den Stoßdämpfer ausgeübt wird, welcher die in einem Stapel angeordneten Stoß dämpfenden Elemente 1 umfasst, nimmt die Basisplatte 3 zunächst die Aufpralllast als Ganzes auf. Anschließend wird die Aufpralllast derart an jede Plattenrippe 2a übertragen, dass eine Knickung und Verformung hervorgerufen wird, so dass die Aufpralllast gut absorbiert werden kann.
Das Kunststoff- bzw. Kunstharzmatrial, welches zur Bildung der Stoß dämpfenden Elemente 1 verwendet wird, ist ein thermoplastischer Kunststoff, wie etwa PP, PPF, ABS, PC/ABS (eine Legierung bzw. Zusammensetzung aus Polycarbonat und ABS), und dergleichen.
Die Basisplatte 3 ist ein tafelförmiger Körper, um den Gitterraum 23 durch Kontakt der Basisplatte mit dem Gitterkörper 2 abzuschirmen. Die Basisplatte 3 ist in diesem Falle, wie in 2 und in 3 gezeigt ist, eine Deckplatte, welche auf der proximalen Seite 21 der Gitterrippen in Kontakt mit dem Gitterkörper 2 gelangt. Die Basisplatte 3 und der Gitterkörper 2 sind integral ausgeformt und derart vorgesehen, dass die Basisplatte 3 die durch die Gitterrippen 2a gebildete Gitteröffnungsfläche auf der proximalen Seite 21 abdeckt. Die tafelförmige Basisplatte 3a ist eine einzelne Einheit, welche die Basisplatte 3 und den Gitterkörper 2 einschließlich von Plattenrippen 2a umfasst. Die Plattenrippen sind in ihrer Dicke t von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 hin verringert und derart an der Basisplatte 3 vorgesehen, dass sie von dieser in der Form eines Gitters abstehen. Er ist derart am vorderen Ende 91 des Zweirads orientiert angebracht, dass die Basisplatte 3 zur Richtung eines Frontalaufpralls bzw. einer frontalen Kollision hinweist und dass eine Gitteröffnung S eines jeden Stoß dämpfenden Elements 1 zum Heck des Fahrzeugs hinweist (2). Wenn der Stoßdämpfer einer Aufpralllast ausgesetzt ist, nimmt die Basisplatte 3 als erstes die Last als Ganzes auf. Dann kann die Last zu den jeweiligen Plattenrippen 2a, 2a,.... des Gitterkörpers 2 verteilt werden. Die Dicke der Basisplatte 3 muss derart sein, dass sie eine gewisse Festigkeit aufweist, so dass sie in der Lage ist, den Aufprall in einer gesamten Fläche bzw. in einem gesamten Bereich aufzunehmen. In diesem Falle wird eine Basisplatte 3 mit einer Dicke von 2 mm verwendet. Es ist ebenso möglich, sie durch Vorsehen eines Flansches zur Sicherstellung ihrer Steifigkeit je nach Bedarf zu verstärken.
Obwohl die Basisplatte 3 derart vorgesehen ist, dass sie die Fläche an der proximalen Seite 21 des Gitterkörpers 2 (5(a)) bedeckt, muss die Basisplatte 3 lediglich in der Lage sein, den Gitterraum 23 abzuschirmen. Wie beispielsweise in 5(b) und 5(c) gezeigt ist, kann sie derart vorgesehen sein, dass die Basisplatte 3 durch das innere des Gitterkörpers 2 hindurchgeht. 5(b) zeigt ein Beispiel, bei welchem Plattenrippen 2a, 2a von beiden Seiten der Basisplatte 3 abstehend und einander kreuzend verlaufen, wobei ihre Dicke graduell von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 hin verringert ist und wobei sie Gitterkörper 2 bilden. Mit anderen Worten, es ist eine einzelne Einheit aus der Basisplatte 3 und an ihren beiden Seiten ausgebildeten Gitterkörpern 2. 5(c) zeigt ein Beispiel, in welchem ein Gitterkörper 2 mit Plattenrippen 2a, welche in ihrer Dicke von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 hin verringert sind, an einer Seite der Basisplatte 3 derart vorgesehen ist, dass er absteht und wobei an ihrer anderen Seite Körper 4 abstehend vorgesehen sind, welche in Seitenansicht Kreuzgestalt aufweisen und Plattenrippen 2a umfassen, die in ihrer Dicke von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 hin reduziert sind. Beide in 5(b) und (c) vorgesehene Beispiele sind mit Freiwinkeln an dem Gitterkörper 2 und an den Körpern 4 mit Kreuzgestalt versehen, welche von beiden Seiten der Basisplatte 3 abstehen. Daher besteht bei der Herstellung kein Problem. Die Körper 4 mit Kreuzgestalt sind, wenn die Stoß dämpfenden Elemente 1 zur Bildung eines Stoßdämpfers in einem Stapel angeordnet sind, in dem Gitterraum 23 des Gitterkörpers 2 der nächsten Lage untergebracht. Wenn darauf eine Aufpralllast ausgeübt wird, werden die Körper 4 mit Kreuzgestalt von den distalen Enden 22 aus, welche eine niedrige mechanische Festigkeit aufweisen, geknickt und verformt, wodurch ein Aufprall mit diesen Abschnitten absorbiert werden kann. Dieser Körper 4 mit Kreuzgestalt ist dann effektiv, wenn eine Grenze in der Gesamthöhe der gestapelten Stoßdämpfer besteht.
Ferner wird in dieser Ausführungsform ein Stoß dämpfendes Element 1 verwendet, bei welchem die am Zentrum des Gitterkörpers 2 gelegene Gitteröffnung S größer ausgeführt ist als jene, welche an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum gelegen sind. Die vorliegende Erfindung stellt einen Stoßdämpfer bereit, bei welchem die Stoß dämpfenden Elemente 1 (Gitterkörper 2) in einem Stapel angeordnet sind. Die Plattenrippen 2a, welche an der Außenseite des Gitterkörpers 2 gelegen sind, können nach außen deformiert werden. Jene jedoch, die im zentralen Bereich des Gitterkörpers 2 gelegen sind, sind eingeschlossen. Mit anderen Worten ist der Gitterkörper 2 im zentralen Bereich hart und im äußeren Bereich flexibel. Wenn der Gitterkörper 2 zerquetscht wird, indem er gleichmäßig zusammengedrückt wird, treten keine Probleme auf, wenn lediglich eine Lage des Stoß dämpfenden Elements 1 zerdrückt wird. Im Falle von mehrlagig gestapelten (in einem Stapel angeordneten) Stoß dämpfenden Elementen 1 verbleibt jedoch der in der Mittellage angeordnete zentrale Abschnitt. Wenn irgendeine der äußeren Plattenrippen 2a zuerst zusammengedrückt wird, neigt sich der Gitterkörper 2 üblicherweise zu der zerdrückten Plattenrippe hin, und der geneigte Gitterkörper 2 wird durch die vorderen und hinteren Plattenrippen 2a aus dem gestapelten Abschnitt herausgedrückt. Die Plattenrippe F, welche nach außen abgesprungen ist, kann nicht zerdrückt werden, was dazu führt, dass sie keine Energie absorbieren kann (7(a)). Tatsächlich wird eine schlechte Ausrichtung der Stoß dämpfenden Elemente 1, 1,..., welche in einem Stapel angeordnet sind, mittels eines Verriegelungsmechanismus, Kleben, Wärmeschweißen oder dgl. verhindert, jedoch neigt die Plattenrippe F immer noch dazu, nach außen abzuspringen. Daher ist es derart aufgebaut, dass es stabil zerdrückt wird, indem das Zentrum K des Gitterkörpers 2 absichtlich geschwächt wird (7(b)) oder indem die Gitteröffnung S am Zentrum des Gitterkörpers 2 größer als jene ausgeführt wird, welche an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum gelegen sind.
Genauer ist das Gitter als eine Draufsicht des in 6(b) und (c) gezeigten Gitterkörpers 2 bei Betrachtung von der distalen Endseite 22 her aufgebaut. 6 ist eine schematische Draufsicht, welche den Zustand eines Öffnens des distalen Endbereichs 22 des Gitterkörpers 2 zeigt. Die Gitteröffnung S₁ am Zentrum des Gitterkörpers 2 ist größer ausgeführt als die Gitteröffnungen S₂, S₃, welche an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum gelegen sind, indem die Teilungen der vertikalen Rippen 2a₁ , wie sie durch..., n₃, n₂, n₁ gezeigt sind, vergrößert werden, und indem die Teilungen der in Seitenrichtung verlaufenden Rippen 2a₂ (seitliche Rippen), wie durch..., m₃, m₂, m₁ gezeigt, zum Zentrum des Gitterkörpers 2 hin, wie in 6(b) gezeigt ist, vergrößert werden, obwohl der Gitterkörper 2 dergestalt sein kann, dass die Plattenrippen 2a bei gleichmäßigen Teilungen angeordnet sind; wie in 6(a) gezeigt ist. Alternativ, wie in 6(c) gezeigt ist, kann ein Gitterkörper 2, von dem ein Teil der in dem zentralen Bereich C angeordneten Plattenrippen 2a ausgedünnt ist, hergestellt werden, wenn der Gitterkörper 2 durch Anordnen einer Mehrzahl von Plattenrippen 2a zueinander schneidend bzw. kreuzend gebildet wird. Als Folge wird die Gitteröffnung S₁ am zentralen Abschnitt größer als jene, welche an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum ausgebildet sind.
Mit den Gitteröffnungen S bei gleichmäßigen Abschnitten, wie in 6(a) gezeigt ist, befindet er sich in einem Zustand, als wenn ein Kern K (harter Abschnitt) an der zentralen Achse vorhanden ist (7(b)). Somit neigt er sich zu dem flexiblen Abschnitt hin, wenn er zusammengedrückt wird (7(a)), wodurch er instabil wird. Als Folge fällt der schräg zusammengedrückte Gitterkörper 2 unter Umständen heraus. Weiterhin springt die Plattenrippe F wahrscheinlich heraus. Im Gegensatz dazu ist der Zustand dann, wenn ein Teil der im zentralen Bereich C angeordneten Plattenrippen 2a ausgedünnt ist, oder wenn die Gitteröffnung S am Zentrum des Gitterkörpers 2 größer ausgeführt ist als jene, die an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum ausgebildet sind, derart, dass der vorstehend genannte Kern entfernt ist, weshalb er stabil zusammengedrückt wird. Die vorliegende Ausführungsform umfasst den in 6(c) gezeigten Gitterkörper 2, verwendet das mit der Basisplatte 3 versehene Stoß dämpfende Element 1 und weist einen sechslagigen Aufbau auf (1 bis 4). Das Ergebnis des repräsentativen Vergleichstests ist in 8 gezeigt. 8(b) zeigt den Fall, bei welchem ein Teil einer vertikalen Rippe 2a₁ und ein Teil von zwei seitlichen Rippen 2a₂ im zentralen Bereich C wie in der vorliegenden Ausführungsform ausgedünnt sind. 8(a) zeigt den Fall, bei welchem sie nicht ausgedünnt sind. Ohne Ausdünnen wird die erzeugte bzw. auftretende oder aufgenommene Last aufgrund eines Abfallens der Rippe in dem Zustand, in welchem sie um ein gewisses Maß zusammengedrückt wurde (Punkt W), abgesenkt, wie in 8(a) gezeigt ist. Zusätzlich nimmt die erzeugte bzw. auftretende oder aufgenommene Last in der hinteren Hälfte (Punkt Z) um den Betrag zu, welcher der Energie entspricht, die aufgrund des Abfallens der Plattenrippen 2a nicht absorbiert wurde. Im Gegensatz dazu ist bei dem durch Stapeln des Stoß dämpfenden Elements 1 gebildeten Stoßdämpfer die erzeugte bzw. auftretende oder aufgenommene Last in Bezug auf die Verlagerung stabil, wie in 8(b) gezeigt ist. Somit wird der Aufprall der Kollision gut absorbiert. Obwohl es in der Figur nicht gezeigt ist, wurde erkannt, dass die erzeugte bzw. auftretende oder aufgenommene Last wie im Graphen von 8(b) auch dann stabil ist, wenn der Stoßdämpfer verwendet wird, der durch Stapeln von Stoß dämpfenden Elementen 1 gebildet wird, deren Gitteröffnung S₁ am Zentrum des Gitterkörpers 2 größer ausgeführt ist als jene, welche an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum ausgebildet sind, wie in 6(b) gezeigt ist.
In 9 ist ein Graph gezeigt, welcher die Beziehung zwischen der erzeugten Last und einer Verlagerung des Stoßdämpfers gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Der in einer durchgezogenen Linie in 9 gezeigte Stoßdämpfer A ist ein Gegenstand der vorliegenden Ausführungsform, welcher ausgedünnt ist. Der Stoßdämpfer B, welcher durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, ist mit Gitteröffnungen S bei regelmäßigen Abständen ohne Ausdünnung gebildet. Die gestrichelte Linie repräsentiert eine Idealwert-Kurve. Der Stoßdämpfer B kann einen Aufprall verglichen mit jenem des Standes der Technik zu einem beträchtlichen Ausmaß absorbieren. Jedoch wird er in der vertikalen Richtung oder in der seitlichen Richtung in beträchtlichem Maße durchgebogen, und ein Block der Plattenrippe 2a am zentralen Abschnitt fällt heraus, wodurch die erzeugte Last erst verringert wird und dann aufgrund des Auftretens eines Kontakts am Ende ohne vollständige Energieabsorption zu einem hohen Wert ansteigt. Im Gegensatz dazu kann der Stoßdämpfer A ohne Durchbiegung in der vertikalen und der seitlichen Richtung einfach zusammengedrückt werden und absorbiert Energie vollständig entlang einer im Wesentlichen idealen Kurve.
Eine Näherung der absorbierten Energie E aus 9 stellt sich wie folgt dar. Wenn die erzeugte Last als F[N] angenommen wird und eine Verlagerung als S[m] angenommen wird, wird, da bis zu 240[mm] kontinuierlich 40 × 10³[N] ausgegeben wird, die Gleichung E = F × S = 40 × 10³[N] × 0,24[m] = 9600[J] in der idealen Kurve erreicht, was bedeutet, dass die absorbierte Energie nahezu gleich der für das Zweirad 9 erforderlichen absorbierten Energie Ek ist, welche in dem voranstehenden Absatz der Beschreibung des Standes der Technik beschrieben wurde. Somit wurden effektive Gegenmaßnahmen unternommen.
Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Stoßdämpfer kann ein Aufprall effektiv absorbiert werden, da die Stoß dämpfenden Elemente 1, 1,... mit Gitterkörpern 2 derart in einem Stapel angeordnet sind, dass die Richtung der von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 verlaufenden Plattenrippen 2a entlang der Längsrichtung des Zweirads 9 orientiert ist und dass die Plattenrippen 2a von ihren proximalen Enden 21 zu ihren distalen Enden 22 hin in ihrer Dicke allmählich abnehmen. Wenn ein derartiger Stoßdämpfer an dem vorderen Ende des Zweirads 9 montiert ist, zeigt er in zufriedenstellender Weise seine Fähigkeit bei einer frontalen Kollision des Zweirads 9. Obwohl der vordere Bereich für das Zweirad 9 nicht größer ausgeführt werden kann, wurde ein neuer Fußhalt untersucht, indem ein Raum in der Größenordnung von 360 mm in der Längsrichtung des Fahrzeugs gewährleistet wird. Folglich wird das Problem, dass der proximale Abschnitt 21 der Plattenrippe 2a aufgrund eines Freiwinkels, welcher daran im Falle des Gitterkörpers 2 in einer einlagigen Konstruktion ausgebildet werden muss, durch Stapeln der Gitterkörper gelöst. Durch Stapeln der Gitterkörper 2 (Stoß dämpfendes Element 1) kann ein langer Hub gewährleistet werden, und somit kann bis zum letzten Augenblick Energie absorbiert werden, ohne die Dicke der Plattenrippen 2a zu erhöhen.
Wenn ferner das Stoß dämpfende Element 1 verwendet wird, welches mit der Basisplatte 3 am Gitterkörper 2 versehen ist, kann die Aufpralllast effektiver absorbiert werden, da die Basisplatte 3 die Last zunächst als Ganzes aufnimmt und die Last dann zu den jeweiligen Plattenrippen 2a des Gitterkörpers 2 verteilt werden kann, um die Plattenrippen 2a knicken und sich verformen zu lassen, wenn sie die Aufpralllast in einem Stapel aufnehmen. Damit die Basisplatte 3 die Aufpralllast als erstes aufnimmt, ist es bevorzugt, die Basisplatte 3 des Stoß dämpfenden Elements 1 derart anzuordnen, dass sie in Richtung eines frontalen Aufpralls bzw. einer frontalen Kollision weist.
Durch Ausdünnen eines Teils der Plattenrippen 2a, welche in dem zentralen Bereich C des Gitterkörpers 2 positioniert sind, oder indem die Öffnungen der im zentralen Teil des Gitterkörpers 2 gelegenen Gitteröffnungen größer als jene ausgeführt werden, welche an einem anderen Abschnitt als dem Zentrum gelegen sind, kann Energie bis zum letzten Augenblick mit einer stabilen erzeugten Last absorbiert werden, selbst dann, wenn die Stoß dämpfenden Elemente 1 in einem Stapel angeordnet sind, so dass Energie in einem langen Hub absorbiert wird. Selbst dann, wenn die in einem Stapel angeordneten Gitterkörper 2 (gestapelte Rippenblöcke) zusammengedrückt werden, fallen die Rippen 2a nicht heraus, und alle Rippen können Aufprallenergie in effektiver Weise absorbieren. Daher ist er für einen frontalen Zusammenstoß des Zweirads 9, welcher im Vergleich mit Automobilen eine unvergleichlich hohe Energieabsorption erfordert, ziemlich effektiv.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können gemäß der Zielsetzung und ihres Einsatzes zahlreiche Modifikationen ausgeführt werden. Konfigurationen, Abmessungen, Anzahl, Werkstoff und dergleichen des Stoß dämpfenden Elements 1, des Gitterkörpers 2, der Basisplatte 3 und dergleichen kann dem Einsatzfall gemäß geeignet ausgewählt werden. Obwohl ein Beispiel in 1 gezeigt wurde, bei welchem der Stoßdämpfer auf einen Motorroller 9 montiert ist, kann die Erfindung auch auf ein Liefer- bzw. Transport-Zweirad 9 und dergleichen angewendet werden, welches in 10 gezeigt ist. Die Konfiguration des Stoß dämpfenden Elements kann in einer Pyramidengestalt ausgebildet sein, wie in 10 gezeigt ist. Die Anzahl an Lagen von Stoß dämpfenden Elementen kann je nach Einsatzfall modifiziert sein.
Wie bis hierher beschrieben wurde, kann der Stoßdämpfer für ein Zweirad gemäß der vorliegenden Erfindung an dem Zweirad montiert werden und zeigt sehr gute Wirkungen, wie etwa, dass er in der Lage ist, große Energiemengen im Falle einer Kollision effektiv zu absorbieren, was für ein Zweirad erforderlich ist.
Es soll ein Stoßdämpfer für ein Zweirad bereitgestellt werden, welcher im Falle einer Kollision erzeugte große Energiemengen absorbieren kann und welcher einfach an dem Zweirad angebracht werden kann.
Ein Gitterkörper 2 aus Kunststoff oder Kunstharz, welcher gebildet ist, indemdie Dicke t einer Mehrzahl von Plattenrippen 2a allmählich von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 verringert wird, welche Plattenrippen 2a einander schneidend angeordnet sind, ist derart in einem Stapel angeordnet, dass die Richtung der von den proximalen Enden 21 zu den distalen Enden 22 verlaufenden Plattenrippen 2a entlang der Längsrichtung des Zweirads 9 orientiert ist. Der Gitterkörper ist an dem vorderen Ende 91 des Zweirads montiert.

Claims

Zweirad-Aufprallstoßdämpfer mit einer Mehrzahl von Stoß dämpfenden Elementen (1) aus Kunststoff oder Kunstharz, welche jeweils einen Gitterkörper (2) mit einer Mehrzahl von Plattenrippen (2a) aufweisen, deren Dicke von aufprallortnäheren Rippenenden (21) zu aufprallortferneren Rippenenden (22) hin abnimmt und die einander kreuzend angeordnet sind, wobei die Stoß dämpfenden Elemente (1) in Wirkungsrichtung einer zu erwartenden Aufpralllast derart gestapelt sind, dass die Plattenrippen (2a) im am Zweirad montierten Zustand des Stoßdämpfers zwischen aufprallortnäheren und aufprallortferneren Rippenenden (21, 22) entlang der Längsrichtung des Zweirads (9) verlaufen, wobei der Stapel aus Stoß dämpfenden Elementen (1) zur Anbringung an einem vorderen Ende (91) eines Zweirads (9) ausgebildet ist und wobei der Abstand (n₁, n₂, n₃, m₁, m₂, m₃) benachbarter Plattenrippen (2a) zum Zentrum eines Gitterkörpers (2) hin vergrößert ist, um eine Gitteröffnung (S1) an einem zentralen Abschnitt des Gitterkörpers (2) größer auszubilden als Gitteröffnungen an einem anderen als dem zentralen Abschnitt.
Zweirad-Aufprallstoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoß dämpfenden Elemente (1) eine tafelförmige Basisplatte (3) zur Abschirmung eines jeden Gitterraums (23) des Gitterkörpers (2) umfassen, wobei die Plattenrippen (2a) und die Basisplatte (3) integral miteinander ausgeformt sind.
Zweirad-Aufprallstoßdämpfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der in dem zentralen Bereich des Gitterkörpers (2) positionierten Plattenrippen (21) in der einander kreuzenden Anordnung ausgedünnt ist.