DE1655808A1 - Shock absorbers - Google Patents

Shock absorbers

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DE1655808A1
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DE19671655808
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Boggon Neil Sinclair
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ArvinMeritor Light Vehicle Systems UK Ltd
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Wilmot Breeden Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
    • B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer und insbesondere das Anbringen von Stoßdämpfern an die Stoßstangen von Kraftfahrzeugen, Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Anordnung so zu treffen, daß bei einem Zusammenstoß Energie verzehrt wird, so daß die Verzögerung des Fahrzeuges bei einem Unfall verlangsamt wird. Dies dient nicht nur zum Schütze des Fahrzeuges bei einem kleineren Unfall, sondern verringert auch die Unfallgefahr für die Insassen bei einem ernsten Unfall.The invention relates to a shock absorber and, more particularly, to the attachment of shock absorbers to the bumpers of motor vehicles, The object of the invention is to make the arrangement so that in the event of a collision Energy is consumed, so that the deceleration of the vehicle is slowed down in an accident. This serves not only to protect the vehicle in the event of a minor accident, but also to reduce the risk of accidents for the occupants in a serious accident.

Erfindungsgemäß besteht der Stoßdämpfer aus einem Schubkörper und einem Verformungskörper, durch die Stoßkräfte bei verhältnismäßig geringfügiger Bewegung der Körper gegeneinander aufgefangen v/erden, wobei der Schubkörper durch den Verformungskörper kalt verformt wird.According to the invention, the shock absorber consists of a thrust body and a deformation body through which the impact forces occur relatively slight movement of the bodies against each other is caught v / ground, the thrust body being supported by the Deformation body is cold deformed.

In Anwendung auf eine Stoßstange werden der Schubkörper und der Ve3!?formungskörper vorzugsweise miteinander verbunden, wo-When used on a bumper, the thrust body and the Ve3!

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bei der eine Körper an der Kraftfahrzeufrahnen und der andere mit dem Stoßdämpfer verbunden wird, so daß dieser die Stoßkräfte über die Anordnung führt. Bei einem Auffahrunfall vermittelt die beim Verformen des Schubkörpers verzehrte Energie eine entsprechende Verzögerung des Anpralls, der auf den Fahrzeugrahmen wirkt.in the case of a body on the motor vehicle fringes and the other is connected to the shock absorber so that this the impact forces on the arrangement. In the event of a rear-end collision, this mediates the deformation of the thrust body consumed energy a corresponding delay the impact on the vehicle frame.

Vorzugspreise ist die Anordnung und die Art und V.'eise der Verformung derart getroffen, daß den Stoßkräften ein konstanter Widerstand entgegengesetzt wird, unabhängig von der Geschv.'indigkeit des Aufpralls, so daf1 der Passagierraum des Fahrzeuges eine kontrollierte Verzögerung erführt 3 im Gegensatz zu einem normalen Fahrzeug, bei den der Widerstanä gegen einen Anprall ansteigt, so da£ sich eine anwachsende Verzögerung ergibt. Deshalb kann der Schubkörper eine Stahlstange und der Verformungskörper eine Art Formwerkzeug sein, durch das die Stange beim Aufprall durchgepreßt wird. Die Stange kann unter Zug oder auch unter Druck ausgepreßt werden. Andererseits kann der Schubkörper auch ein Stahlrohr und der Verforraungskörper ein Räumwerkzeug sein, das beim Aufprall durch das Rohr geschoben wird.The arrangement and type of deformation are preferred in such a way that a constant resistance is opposed to the impact forces, regardless of the speed of the impact, so that 1 the passenger compartment of the vehicle experiences a controlled deceleration 3 in contrast to a normal vehicle in which the resistance to an impact increases, so that there is an increasing deceleration. Therefore, the thrust body can be a steel rod and the deformation body can be a type of molding tool through which the rod is pressed through upon impact. The rod can be pressed out under tension or under pressure. On the other hand, the thrust body can also be a steel tube and the deformation body can be a broaching tool that is pushed through the tube on impact.

Die Stoßstange eines Fahrzeuges kann erf indunrsgeKk B am Fahrzeugheck von Lastwagen angeordnet werden, so daß ein Schutz für die Insassen eines Personenkraftwagens vermittelt wird, der auf das Heck des Lastwagens auffährt. Dies ist eine sehr häufige Unfallursache.The bumper of a vehicle can be indunrsgeKk B am Vehicle rear of trucks are arranged, so that a protection for the occupants of a passenger car is given that hits the back of the truck. This is a very common cause of accidents.

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Bei der Anwendung der Erfindung auf Personenkraftwagen wird man den Stoßdämpfer an der vorderen Stoßstange anbringen, so daß eine Verzögerung des Personenraums erhalten wird, die bei einem Frontalzusammenstoß mit etwa 50 km/h auf 30g beschränkt bleibt. Dps ist zu vergleichen mit der ansteigenden Verzögerungscharakteristik bei einem in bekannter Weise befestigten Stoßdämpfer, bei dem für eine gegebene lineare Deformation des Fahrzeuges der Passagierraum einer anwachsenden Verzögerung unterworfen wird. In diesem Fall ist die maximale Verzögerung für den gleichen Energieverzehr etwa doppelt so hoch wie die Verzögerung, die mit dem erfindungsgemäßen Stoßdämpfer erzielt wird.When applying the invention to passenger cars, the shock absorber will be attached to the front bumper, so that a delay of the passenger space is obtained, which in a head-on collision with about 50 km / h is limited to 30g. Dps can be compared to the increasing deceleration characteristic of a in a known manner attached shock absorber, in which the passenger compartment for a given linear deformation of the vehicle is subjected to an increasing delay. In this case the maximum delay is for the same Energy consumption about twice as high as the delay which is achieved with the shock absorber according to the invention.

Normalerweise wird man zwei im seitlichen Abstand voneinander angeordnete Stoßdämpfer verwenden, und jeder Stoßdämpfer wird unterhalb des Fahrzeuges an einem Rahmenteil unter dem Motor befestigt. Andererseits können die Stoßdämpfer auch auf beiden Seiten des Motors innerhalb des Motorraums angeordnet werden.Usually one will use two laterally spaced shock absorbers, and each shock absorber is attached below the vehicle to a frame part under the engine. On the other hand, the shock absorbers can too be placed on both sides of the engine within the engine compartment.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:Two exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Hecks eines Lastwagens mit Stoßstange und Stoßdämpfer im Längsschnitt.Fig. 1 is a side view of the rear of a truck with bumper and shock absorber in longitudinal section.

Fign. 2 und 3 sind Schnitte längs der Linien II-II und HI-III in Fig. 1 undFigs. 2 and 3 are sections along the lines II-II and HI-III in Figs. 1 and

- 3 - 009810/1118- 3 - 009810/1118

Flg. Ι 1st ein anderes Ausführungsbeispiel In einer Anordnung gemäß Flg. 1.Flg. Ι Is another embodiment in an arrangement according to Flg. 1.

Die seitlich voneinander angeordneten Stoßdämpfer 1 sind mit der Stoßstange 2 verbunden, wobei Jeder Stoßdämpfer 1 mit einem der beiden waagrechten, sich in Längsrichtung erstreckenden und seitlich voneinander in Abstand angeordneten Rahmentellen 3 des Fahrzeuges, die den Aufbau tragen, verbunden ist. Das eine Hinterrad in Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 4 versehen. Die beiden Stoßdämpfer 1 sind in Jedem Fall einander gleich und symmetrisch auf Jeder Seite der senkrechten vorderen und hinteren Ebene des Fahrzeuges angeordnet. Daher beschränkt sich die folgende Beschreibung auf den Stoßdämpfer 1 allein.The laterally arranged shock absorbers 1 are connected to the bumper 2, each shock absorber 1 with one of the two horizontal, longitudinally extending and laterally spaced apart Frame sites 3 of the vehicle that support the body are connected. The one rear wheel in Fig. 1 is denoted by the reference number 4 provided. The two shock absorbers 1 are identical to one another and symmetrical on each side in any case the vertical front and rear plane of the vehicle. The following description is therefore limited on the shock absorber 1 alone.

Die Stoßenergie wird durch Kaltverformung einer Flußeisen-Vollstange 5 durch den Verformungskörper in Gestalt eines Formwerkzeuges 6 verzehrt, das auf der Rückseite eines schräg geneigten Rohres 7 angeordnet istj dessen vorderes Ende schwenkbar um eine waagrechte Querachse an einer an dem Rahmenteil 3 befestigen Lasche gelagert ist. Das schräg geneigte Rohr 7 ist in der Nähe seines rückseitigen Endes mittels eines senkrechten Bügels 9 abgestützt, dessen oberes Ende an der Unterseite des Rahmenteils 3 angenietet ist, und dessen unteres Ende an dem ringförmigen Flansch 10 angeschweißt .ist, der seinerseits mit dem Rohr 7 verschweißt ist. Das rückseitige Ende des Stoßdämpfers 1 ist an der Stoßstange 2 befestigt, The impact energy is consumed by cold deformation of a solid cast iron rod 5 by the deformation body in the form of a molding tool 6, which is arranged on the back of an inclined tube 7, the front end of which is pivotable about a horizontal transverse axis on a bracket attached to the frame part 3. The obliquely inclined tube 7 is supported near its rear end by means of a vertical bracket 9, the upper end of which is riveted to the underside of the frame part 3, and the lower end of which is welded to the annular flange 10, which in turn is connected to the tube 7 is welded. The rear end of the shock absorber 1 is attached to the bumper 2,

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die ebenfalls mit einer Stange 11 abgestützt ist, die an ihrer Oberseite bei 12 mit dem rückwärtigen Ende des Rahmenteils 3 schwenkbar verbunden ist.which is also supported with a rod 11, which at its top at 12 with the rear end of the Frame part 3 is pivotally connected.

In der Anordnung der Fign. 1-3 wird die Stahlstange 5 beim Zusammenstoß unter Zugspannung verformt. Ihr vorderes Ende hat einen Querschnitt mit geringerem Durchmesser, der in dem Ring 13 eingeschraubt ist. Der Ring 13 ist am vorderen Ende des Stahlrohrs I1J angeschweißt, das die Stange 5 mit allseitigem Spiel umgibt, und ist mit am Umfang in gleichen Abständen angeordneten Längsschlitzen (Fig. 2) versehen, die etwa über die gesamte Länge reichen, so daß drei voneinander getrennte bogenförmige Rippen 15 stehenbleiben. Das rückseitige Ende des Rohres lh, das nicht mit Nuten versehen ist, ist an der Kappe 16 befestigt, und die vorderen Enden der Rippen 15 erstrecken sich durch drei entsprechend angeordnete bogenförmige Nuten 17, die in dem das Formwerkzeug bildenden Block 18 ausgebildet sind, der an der Rückseite des schräg gestellten Rohres 7 befestigt ist. Das Rohr 7 ist mit seiner Vorderseite mit der Kappe 19 versehen. In the arrangement of FIGS. 1-3, the steel rod 5 is deformed under tensile stress upon collision. Its front end has a cross-section with a smaller diameter, which is screwed into the ring 13. The ring 13 is welded to the front end of the steel tube I 1 J, which surrounds the rod 5 with all-round play, and is provided with longitudinal slots (Fig. 2) arranged at equal intervals on the circumference, which extend approximately over the entire length, so that three separate arcuate ribs 15 remain. The rear end of the tube lh, which is not provided with grooves is attached to the cap 16, and the front ends of the ribs 15 extend by three correspondingly disposed arcuate grooves 17 which are formed in which the mold-forming block 18 is attached to the back of the inclined tube 7. The tube 7 is provided with the cap 19 on its front side.

Der Außenumfang des Formwerkzeuges 6 ist mit einer Schulter versehen und in den Block 18 eingepaßt. Das Formwerkzeug 6 weist einen Steigungswinkel von etwa 25° auf. Beim Vorwärtsschieben der Stoßstange 2 infolge eines Aufpralls wird die Stange 5 unter Zugspannung von dem Rohr' 14 durch das Form- The outer periphery of the mold 6 is shouldered and fitted into the block 18. The molding tool 6 has a helix angle of approximately 25 °. When pushing the bumper 2 forward as a result of an impact, the rod 5 is under tension from the tube 14 through the form-

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ORIGINAL !MSPECTEDORIGINAL! MSPECTED

werkzeug 6 gezogen, und der Durchmesser der Stange 5 durch Kaltverformen verringert. Vorteilhafterweise läßt sich etwa eine Querschnittsverringerung in der Größenordnung von etwa-20%, z.B. von 1 3/8 Zoll auf 1 1/4 Zoll durchführen. An der freien Rückseite der Stange 5 ist eine Quernut 20 vorgesehen, die dazu dient, daß die Stängeln den Ring 13 beim Zusammenbau eingeschraubt werden kann.tool 6 drawn, and the diameter of the rod 5 is reduced by cold working. Advantageously, a reduction in cross section of the order of about -20%, for example from 1 3/8 inches to 1 1/4 inches, can be carried out. A transverse groove 20 is provided on the free rear side of the rod 5, which serves to ensure that the rods can be screwed into the ring 13 during assembly.

Das untere Ende der Stange 11 ist schwenkbar der Kappe 16 und an einem Bügel 22 angeordnet, an dem die Stoßstange 2 angenietet ist, so daß beim Zusammenstoß die Stange 11, sofern sie nicht beschädigt 1st, schwenkt, sobald die Stange 5 durchgepreßt wird und sich in das Rohr 7 schiebt.The lower end of the rod 11 is pivotable to the cap 16 and is arranged on a bracket 22 on which the bumper 2 is riveted, so that upon collision the rod 11, provided it is not damaged, pivots as soon as the rod 5 is pressed through and pushes into the pipe 7.

In der Anordnung gemäß Fig. 4, bei der gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile gelten, wird die Stange 5 unter Druck verformt, wenn die Stoßstange 2 einem Aufprall unterworfen wird. Die Vorderseite der Stange 5 1st mittels einer Schraube an einer Kappe 13 befestigt, die im Gleitsitz innerhalb des schräg gestellten Rohres 7 angeordnet ist. Die Rückseite der Stange 5 ist an dem Plansch 23 angeschweißt, der mit der Stoß stange mittels zweier Scherbolsen 24 verbunden 1st, die in die Wandung eines Querrohres 25 eingeschraubt sind, das sich dahinter erstreckt und fest mit der Stoßstange 2 verbunden .'1st. Das untere Ende der Stange 11 ist an' dem Querrohr 25 angeschweißt, so daß bei einem Zusammenstoß die Bolzen 24 ab scheren und die Stoßstange alt der Stange 11 schwenkt. Der Aufprall wird auf die Stange 5 durch Angreifen des RohresIn the arrangement according to FIG. 4, in which the same reference numerals apply to the same parts, the rod 5 is deformed under pressure when the bumper 2 is subjected to an impact. The front of the rod 5 is fastened by means of a screw to a cap 13 which is arranged in a sliding fit within the inclined tube 7. The rear of the rod 5 is welded to the flange 23, which is connected to the bumper by means of two shear bolts 24 which are screwed into the wall of a cross tube 25 that extends behind it and is firmly connected to the bumper 2 . The lower end of the rod 11 is welded to 'the cross tube 25, so that in the event of a collision, the bolts 24 shear off and the bumper old of the rod 11 pivots. The impact is on the rod 5 by engaging the tube

- 6 - 009810/1118- 6 - 009810/1118

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

am Flansch 23 geleitet. Das Querrohr 25 liegt oberhalb der Mitte des Flansches 23, so daß beim Vorwärtsschieben der Stoßstange 2 die Verbindung erhalten bleibt.guided on the flange 23. The cross tube 25 is above the Center of the flange 23, so that when pushing forward the Bumper 2 the connection is maintained.

In jedem Fall bleibt der Widerstand gegen die Stoßkraft während der Kollision im wesentlichen konstant, ungeachtet der Geschwindigkeit, mit der die Kraft einwirkt. Somit wird eine gesteuerte Verzögerung des Fassagierraums des Unfallfahrzeuges erhalten. Die Stoßdämpfer sind Insbesondere so au%elegt, daß sie die Verletzungsgefahr möglichst klein machen, wenn ein Fahrzeug, bzw. ein verhältnismäßig kleines Fahrzeug auf die Rückseite eines Lastwagens auffährt und unter den Lastwagen hineingeschoben wird.In either case, the resistance to the impact force remains essentially constant during the collision, regardless of the Speed at which the force acts. This results in a controlled deceleration of the passenger compartment of the vehicle involved in the accident obtain. The shock absorbers are designed in such a way that that they make the risk of injury as small as possible when a vehicle or a relatively small vehicle hits the back of a truck and slides under the truck.

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Claims (11)

PatentansprücheClaims 1. Stoßdämpfer, gekennzeichnet durch einen Schubkörper (5) und einen Verformungskörper (6), zur Aufnahme von Stoßkräften mittels Bewegung der beiden Körper gegeneinander und mittels Kaltverformen des Schubkörpers durch den Verformungs körρ er.1. Shock absorber, characterized by a thrust body (5) and a deformation body (6) for absorbing impact forces by moving the two bodies against one another and by means of cold deformation of the thrust body through the deformation body he. 2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubkörper als Stahlstange (5) ausgebildet ist, die unter Stoßbeanspruchung durch den als Verformungswerkzeug ausgebildeten Verformungskörper (6) durchgepreßt wird.2. Shock absorber according to claim 1, characterized in that the thrust body is designed as a steel rod (5) that acts as a deformation tool under impact stress formed deformation body (6) is pressed through. 3. Stoßdämpfer nach Anspruch 2, zur Anordnung an der Stoßstange eines Kraftfahrzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Verformungswerkzeug (6) an dem Fahrzeugrahmen und die Stahlstange an der Stoßstange angeordnet ist.3. Shock absorber according to claim 2, for arrangement on the bumper of a motor vehicle, characterized in that the deformation tool (6) is arranged on the vehicle frame and the steel rod on the bumper. 009810/1118009810/1118 4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug an dem einen Ende eines Rohres (7) angeordnet ist, das mit dem Fahrzeugrahmen (3) verbunden ist, wobei zur Aufnahme der Stoßenergie die Stange und das Rohr beim Durchschieben der Stange teleskopierbar sind.4. Shock absorber according to claim 3 * characterized in that that the molding tool is arranged at one end of a tube (7) which is connected to the vehicle frame (3) is connected, the rod and the tube telescopic when the rod is pushed through to absorb the impact energy are. 5. Stoßdämpfer nach Anspruch kt dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (5) unter Zugspannung verformt wird.5. Shock absorber according to claim k t, characterized in that the rod (5) is deformed under tensile stress. 6. Stoßdämpfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Rohr (7) zugekehrte Ende der Stange (5) mit dem Ende eines mit Längsschlitzen versehenen Rohres (I1I) verbunden ist, das die Stange umgibt, und deren anderes Ende mit der Stoßstange (2) verbunden ist, wobei die Schlitze in dem Rohr (14) Rippen (15) zum Durchpressen durch entsprechende Schlitze bilden, die in ein das Formwerkzeug tragenden Block (18) am einen Ende des Rohres (7) vorgesehen sind.6. Shock absorber according to claim 5, characterized in that the end of the rod (5) facing the tube (7) is connected to the end of a tube (I 1 I) provided with longitudinal slots, which surrounds the rod, and the other end with the bumper (2) is connected, the slots in the tube (14) forming ribs (15) for pressing through corresponding slots which are provided in a block (18) carrying the mold at one end of the tube (7). 7. Stoßdämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des mit Längsschlitzen versehenen Rohres (14) schwenkbar an einer Stange (11) angeordnet ist, deren anderes Ende an dem Fahrzeugrahmen (3) schwenkbar gelagert ist, wobei die Stoßstange an der Stange (11) befestigt 1st.7. Shock absorber according to claim 6, characterized in that the other end of the provided with longitudinal slots Tube (14) is arranged pivotably on a rod (11), the other end of which is attached to the vehicle frame (3) is pivotably mounted, the bumper being attached to the rod (11). 009810/1118009810/1118 16B580816B5808 8. Stoßdämpfer nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (5) unter Druckspannung verformt wird.8. Shock absorber according to claim k, characterized in that the rod (5) is deformed under compressive stress. 9. Stoßdämpfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Aufprall zugekehrte Ende der Stance (5) mittels Scherbolzen (24) an der Stange (11) befestigt ist, deren anderes Ende schwenkbar am Fahrzeugrahmen (3) gelagert ist, wobei die Stange (11) die Stoßstange (2) abstützt.9. Shock absorber according to claim 8, characterized in that the end of the stance facing the impact (5) is attached to the rod (11) by means of shear bolts (24), the other end of which is pivotable on the vehicle frame (3) is mounted, the rod (11) supporting the bumper (2). 10. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltverformung mittels eines Räumverfahrens durchgeführt wird.10. Shock absorber according to claim 1, characterized in that that the cold deformation is carried out by means of a broaching process. 11. Anwendung von zwei im seitlichen Abstand voneinander angeordneten Stoßdämpfern nach einem der vorhergehenden Ansprüche an der Stoßstange eines Kraftfahrzeuges.11. Use two laterally spaced from each other arranged shock absorbers according to one of the preceding claims on the bumper of a motor vehicle. 0 0 9 8 0/11180 0 9 8 0/1118 Lee rseiteLee r side
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