DE10339125A1 - Flat arrangement - Google Patents
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Abstract
Eine im wesentlichen flächenförmige Anordnung zur elastischen Aufnahme von Stößen in einem Fahrzeug weist zur elastischen und/oder absorptiven Aufnahme von Stößen mit mindestens einer Schicht (11, 12, 13) mit Kammern (4) auf. Die Schichten (11, 12, 13) sind mit Luft, anderen Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen gefüllt. Die Füllung kann unter Umgebungsdruck, Unterdruck oder Überdruck stehen.A substantially planar arrangement for elastic absorption of shocks in a vehicle has for the elastic and / or absorptive absorption of shocks with at least one layer (11, 12, 13) with chambers (4). The layers (11, 12, 13) are filled with air, other gases, liquids or solids. The filling can be under ambient pressure, negative pressure or overpressure.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Im wesentlichen flächenförmige Anordnung zur elastischen Aufnahme von Stößen in einem Fahrzeug.The The invention relates to a substantially planar arrangement for elastic absorption of shocks in one Vehicle.
In vielen Bereichen von Transportmitteln, beispielsweise in Personenkraftwagen, Bussen, Lastkraftwagen, Bahnen oder Flugzeugen, besteht Bedarf nach leichten, kostengünstigen Elementen, die bei stoßartigen Belastungen, z. B. einem Aufprall, Lasten verteilen können und gleichzeitig gewisse Federeigenschaften haben sowie vorzugsweise auch teilweise Aufprallenergie absorbieren können.In many areas of means of transport, for example in passenger cars, Buses, trucks, trains or airplanes, there is a need for lightweight, cost-effective Elements that are at jerky Loads, z. As a collision, can distribute loads and have certain spring properties at the same time and preferably also partially absorb impact energy.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute und leicht herstellbare Anordnung zu schaffen.It The object of the invention is a simple design and easy to create producible arrangement.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass zur elastischen und/oder absorptiven Aufnahme von Stößen mindestens eine, Kammern aufweisende Schicht vorgesehen wird.According to the invention this Task with an arrangement of the type mentioned solved in that for the elastic and / or absorptive absorption of shocks at least a chamber having chambers is provided.
Die Erfindung geht davon aus, dass derartige Anordnungen aus sogenannten Kammerfolien hergestellt werden. Eine Kammerfolie besteht aus mindestens zwei mit einander verbundenen Schichten oder Folien, zwischen denen örtlich begrenzte Kammern vorhanden sind.The Invention assumes that such arrangements of so-called Chamber films are produced. A chamber foil consists of at least two interconnected layers or foils, between which are localized Chambers are present.
Durch eine an den jeweiligen Einsatzzweck adaptierte Auswahl des Materials, der Dicke, der Lagenanzahl, der Lagenanordnung, der Kammerform, der Kammergröße, der Kammerverteilung und der Kammerfüllung sind vielfältige Ausführungsformen der Kammerschichten oder Kammerfolien mit verschiedenen technischen Eigenschaften der daraus gefertigten Bauteile erreichbar. Je nach Ausführung verteilen diese Bauteile Lasten unterschiedlich, haben unterschiedliche Federeigenschaften und können Aufprallenergie absorbieren.By an adapted to the respective purpose selection of the material, the thickness, the number of layers, the layer arrangement, the chamber shape, the Chamber size, the Chamber distribution and the chamber filling are diverse Embodiments of Chamber layers or chamber foils with different technical Properties of the components manufactured from it achievable. Depending on Distribute execution These components have different loads, have different spring characteristics and can Absorb impact energy.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.advantageous Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims, the Description and the drawings.
In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist der Einsatz von Kammern vorgesehen, die mit einem kompressiblen Medium gefüllt sind.In An advantageous embodiment of the invention is the use of Provided chambers, which are filled with a compressible medium.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Anordnung eine Schicht aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium, oder einem Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast, vorzugsweise einem metallisierten Thermoplast, einem vulkanisierten, gummiartigen Material oder einem thermoplastischem Elastomer auf oder enthält die oben aufgeführten Materialien. Die Schichten oder Folien sind entweder ein- oder mehrlagig. Sie werden gegossen, extrudiert, blasgeformt oder spritzgegossen.In another advantageous embodiment of the invention, the Arrangement of a layer of a metal, in particular of aluminum, or a plastic, in particular a thermoplastic, preferably a metallized thermoplastic, a vulcanized, rubbery Material or a thermoplastic elastomer or contains the above listed Materials. The layers or foils are either single or multi-layered. They are cast, extruded, blow molded or injection molded.
Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, die Kammern zu füllen, beispielsweise mit Luft oder einem anderen Gas oder Gasgemisch und/oder mindestens einer Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser, einem Öl, einem Alkohol oder einem Gel.It There are different possibilities To fill chambers, for example, with air or another gas or gas mixture and / or at least one liquid, especially with water, an oil, an alcohol or a gel.
Ebenso wird in einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Kammern eine Füllung mit einem Festkörper, insbesondere mit einem organischen Festkörper, vorzugsweise mit Naturfasern, Frucht- oder Samenkapseln, Pflanzenbestandteilen, Papier, Holz, Kork, Tierhaar, und/oder mit einem anorganischen Festkörper, vorzugsweise mit einem aufgeschäumtes Polystyrol enthaltenden Körper, Bitumen, einem plastisch verformbaren Kunststoff, einer knetbaren Masse wie Plastilin, einem Schaumstoff, einem Granulat, synthetischen Fasern, mit Blähton, Glasschaum, insbesondere in Kugelform, Kieselsäurepartikeln, Aluminiumoxid, Gummi, einem Thermoplast oder einem Duroplast, enthalten.As well is provided in another embodiment of the invention that the chambers a filling with a solid, in particular with an organic solid, preferably with natural fibers, Fruit or seed capsules, plant components, paper, wood, Cork, animal hair, and / or with an inorganic solid, preferably with a frothed Polystyrene-containing body, Bitumen, a plastically deformable plastic, a kneadable Mass like plasticine, a foam, a granule, synthetic Fibers, with expanded clay, Glass foam, in particular in spherical form, silica particles, aluminum oxide, Rubber, a thermoplastic or a thermoset, included.
Insbesondere kann die Festkörperfüllung kompakt, faserartig, krümelförmig oder mehlartig ausgebildet sein.Especially can the solid filling be compact, fibrous, crumbly or be formed flour-like.
Für alle Füllungen gilt, dass diese Mischfüllungen, Teil- oder Komplettfüllungen sein können. Die Kammerfüllungen werden entweder mit Unter-, Umgebungs- oder mit Überdruck ausgeführt.For all fillings holds that these mixed fillings, Partial or complete fillings could be. The chamber fillings are carried out with low, ambient or overpressure.
Es können mehrere gleichartige oder unterschiedliche Lagen von Schichten oder Folien übereinandergelegt werden. Dabei können zwischen Schichten mit Kammern auch eine oder mehrere Schichten oder Folien ohne Kammern vorhanden sein. Verschiedene Schichtungen von Schichten mit und ohne Kammern sind möglich. Gleiche oder unterschiedliche Lagen von Schichten oder Folien lassen sich übereinander anordnen. Auch die Größe der Kammern in den verschiedenen Schichten kann unterschiedlich sein.It can several similar or different layers of layers or Sheets superimposed become. It can between layers with chambers also one or more layers or films without chambers exist. Various layers of layers with and without chambers are possible. Same or different Layers of layers or foils can be arranged one above the other. Also the size of the chambers in the different layers can be different.
Die Lagen der Schichten sind vorzugsweise so zu einander angeordnet, dass die Kammern übereinander liegen oder gezielt teilweise oder komplett versetzt zu einander angeordnet sind. Es kommen Folien mit gleichartigen oder unterschiedlich geformten Kammern oder mit Kammern unterschiedlicher Größe zum Einsatz. Auch Folien mit verschiedenen Abmessungen lassen sich verwenden. Beim Mehrlagenaufbau haben die Folienlagen entweder alle genau die gleiche Größe und Form, alternativ werden sie auch in unterschiedlicher Größe, Form und Positionierung zueinander ausgeführt. Es lassen sich auch eine oder mehrere Zwischenschichten aus kammerlosen Folien oder anderen flächigen Materialien einbringen. Dabei lassen sich auf einer oder auf beiden Oberflächen andersartige Materialien oder Bauteile (Spritzguss- oder Pressteile) aus einem Kunststoff, einem Metall, einer Textilie, aus Pappe oder aus Papier aufbringen.The layers of the layers are preferably arranged to one another such that the chambers lie one above the other or are arranged in a targeted manner partially or completely offset from one another. Foils with similar or differently shaped chambers or with chambers of different sizes are used. Also films with different dimensions can be used. When multilayer construction, the film layers have either all ge exactly the same size and shape, alternatively, they are executed in different sizes, shapes and positioning each other. It is also possible to introduce one or more intermediate layers of chamberless films or other sheet-like materials. In this case, different materials or components (injection-molded or pressed parts) made of a plastic, a metal, a textile, cardboard or paper can be applied to one or both surfaces.
Die Dicke der Schichten, insbesondere der Folien, beträgt vorzugsweise zwischen 5 μm und 2 mm.The Thickness of the layers, in particular of the films, is preferably between 5 μm and 2 mm.
Mit Vorteil wird gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Kammern kugelförmig, kuppelförmig oder ellipsenförmig sind oder dass sie Mehreck-Formen aufweisen. Die Kammern haben vorteilhaft eine Größe zwischen 1 mm und 50 mm Durchmesser.With Advantage is in accordance with a Embodiment of the invention also provided that the chambers spherical, dome-shaped or elliptically or that they have polygonal shapes. The chambers are advantageous a size between 1 mm and 50 mm diameter.
Ebenso ist in einer vorteilhaften Anordnung vorgesehen, dass die Kammern mit kleinen Löchern oder Sollbruchstellen versehen sind, durch die eine Befüllung der Kammern bei Belastung entweichen kann.As well is provided in an advantageous arrangement that the chambers with small holes or Predetermined breaking points are provided by the filling of the Chambers can escape under load.
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Anordnung sind die Kammern in übereinander angeordneten Schichten versetzt zueinander oder aufeinanderliegend angeordnet.In another advantageous embodiment of the arrangement are the Chambers arranged one above the other Layers offset from one another or arranged one above the other.
Ebenso ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Anordnung mindestens eine partikel-, faser- oder gewebeverstärkte Schicht umfasst.As well is provided in an advantageous embodiment of the invention, that the arrangement at least one particle-, fiber- or fabric-reinforced layer includes.
Wenn eine Anordnung nach einer der oben beschriebenen Ausgestaltungen örtlich begrenzt belastet wird, wird die Last auf eine größere Fläche verteilt. Bei einlagigen Aufbauten geschieht dies durch die Kammern selbst sowie durch die elastischen Eigenschaften der Folie oder der Schicht. Bei mehrlagigen Aufbauten werden Stöße von einer Kammer auf mehrere Kammern in der darunterliegenden Schicht verteilt.If an arrangement according to one of the embodiments described above limited is loaded, the load is distributed over a larger area. In single layer Aufbauten done this through the chambers themselves and by the elastic properties of the film or the layer. In multilayered Constructions become bumps of one Chamber distributed to several chambers in the underlying layer.
Eine Federwirkung tritt durch die elastischen Eigenschaften der Folie im Zusammenspiel mit der Kammerfüllung auf. Die Federeigenschaften sind abhängig vom Folienmaterial, d. h. deren Dicke, ihrem Elastizitätsmodul, der Streckdehnung sowie der Bruchdehnung. Auch die Kammerart, d. h. die Form, das Volumen, Größe, Füllungsart und Fülldruck haben Einfluss auf die Federwirkung, ebenso wie die Anzahl der Kammer je Flächeneinheit der Folie. Auch die Kammeranordnung bei einem mehrlagigen Aufbau beeinflusst die Federrate. Die Füllung kann unter Umgebungsdruck, Unterdruck oder Überdruck stehen.A Spring action occurs due to the elastic properties of the film in interaction with the chamber filling on. The spring properties depend on the film material, d. H. their thickness, their modulus of elasticity, the elongation at break and the elongation at break. Also the kind of chamber, d. H. the shape, the volume, size, filling type and filling pressure have an influence on the spring action as well as the number of chambers per unit area the foil. Also the chamber arrangement in a multilayer structure influences the spring rate. The filling can be under ambient pressure, negative pressure or overpressure.
Bei einer erfindungsgemäßen Anordnung wird die gewünschte Energieaufnahme im Fall eines Stoßes oder Aufpralls, beispielsweise bei einem Unfall, durch Materialzerstörung, plastische Verformung oder durch Reibung erreicht. Im Fall plastischer Verformung oder Zerstörung werden die Kammern zerstört oder dauerhaft verformt. Ebenso kann auch die Folie verformt werden oder zerreißen. Ebenso kann die Füllung der Kammern zerstört werden. Auch durch Reibung innerhalb der Kammern wird Energie aufgenommen. Eine andere Form der Energieaufnahme besteht darin, dass die Kammerfüllung durch eine kleine Austrittsöffnung oder durch eine sich bei Belastung öffnende Sollbruchstelle in den Kammern entweicht.at an inventive arrangement is the desired Energy absorption in the event of a shock or impact, for example in an accident, by material destruction, plastic deformation or achieved by friction. In the case of plastic deformation or destruction the chambers destroyed or permanently deformed. Likewise, the film can be deformed or tear. Likewise, the filling destroyed the chambers become. Friction within the chambers also absorbs energy. Another form of energy absorption is that the chamber filling by a small outlet or by a breaking point opening in load under load the chambers escapes.
Je nach der gewünschten Ausführungsart werden eine oder mehrere Lagen der Folien oder Schichten in der gewünschten Größe, Form und Positionierung übereinander gelegt. Anschließend werden die Lagen beispielsweise durch Schweißen, Kleben, Nähen, Nieten, Tackern, Bördeln, Clinchen oder andere Verfahren miteinander verbunden. Die Verbindung verläuft je nach Ausführung der Folien segmentweise oder umlaufend am Rand und/oder durch verschiedene Linien oder Punkte innerhalb der von den Folien gebildeten Fläche.ever according to the desired Be Implementation one or more layers of the films or layers in the desired Size, shape and positioning one above the other placed. Subsequently The layers are, for example, by welding, gluing, sewing, riveting, Tackle, Beading, Clinching or other procedures linked together. The connection extends depending on the version the films in segments or circumferentially on the edge and / or by different Lines or dots within the area formed by the films.
Durch ein ein- oder beidseitiges Aufbringen anderer Materialien oder Bauteile, beispielsweise von Rahmen, Gittern oder Netzen aus Metall oder Kunststoff, lässt sich innerhalb gewisser Grenzen eine dreidimensionale Ausformung der Bauteile erreichen. Innerhalb der Verbindungen lassen sich Flanschflächen ausbilden, in die Löcher oder Verprägungen zur Befestigung eines solchen Lastverteiler-Bauteils, beispielsweise in einem Stoßfänger oder einem Innenverkleidungsteil eingebracht werden.By a one- or two-sided application of other materials or components, For example, frames, grids or networks of metal or plastic, let yourself within certain limits, a three-dimensional shape of the Reach components. Within the connections, flange surfaces can be formed, in the holes or stamping for fastening such a load distribution component, for example in a bumper or a Interior trim part are introduced.
Nachstehend wird die Erfindung in Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:below the invention will be described in exemplary embodiments closer to the drawings explained. These show:
Zwei
Folien
In
einer alternativen Ausgestaltung (
Zwei
Kammerfolien
Die
beiden Kammerfolien
In
einer weiteren Alternative (
In
einer Seitentür
Die
Seitentür
Eine
Anordnung
Die
Stoßfängerhaut
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WO2005021402A1 (en) | 2005-03-10 |
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