DE1755006A1

DE1755006A1 - Plastisch verformbare Stossdaempfervorrichtung fuer Fahrzeuge

Info

Publication number: DE1755006A1
Application number: DE19681755006
Authority: DE
Inventors: Akihiko Fujiki; Yoshihiro Nishimura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1967-05-17
Filing date: 1968-03-21
Publication date: 1972-04-13
Also published as: DE1755006B2; FR1573096A; GB1178504A; US3508633A

Description

Plastisch verformbare Stosadämpfvorriohtung

Die Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsvorrichtungen für fahrzeuge, insbesondere auf plastisch verformbare Stossdämpfvorrichtungen, um die Insassen des Fahrzeugs vor Schaden oder Verletzung zu schützen.

Beim Zusammenstoss eines Fahrzeugs mit einem Hindernis besteht für die Insassen des Fahrzeugs ein grosses Gefahrenmoment duroh die Aufprallkraft, welche bewirkt, dass der Fahrer des Fahrzeugs nach vorn gegen das Lenkrad geschleudert wird und dass auch die anderen Insassen gegen Teile dea Fahrzeugs prallen. Es ist erwünscht, eine Stossdämpfvorrichtung an der Lenkeinrichtung und/oder an einem Teil bzw· an Teilen der Fahrzeugkarosserie, z.B· zwischen Stossatange und dem Chassis des Fahrzeugs, vorzusehen, und zwar vorzugsweise mittels plastisch verformbarer stossdämpfender Glieder als Sicherheitsvorrichtung, um eine solche Gefahr auszuschalten oder wenigstens zu mildern·

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BAD ORIGiNAL

Dementsprechend ist es ein Hauptziel der Erfindung, eine plastiaoh verformbare Stoaadämpfvorrichtung für ein Fahrzeug vorzusehen, die im falle eines Zusammenstosses oder dergleichen die Stoasenergie durch zwangsläufige plastische Verformung dämpft und dadurch als Sicherheitsvorrichtung für die Insassen des Fahrzeugs dient·

^ Als plastisch verformbare Stossdämpfvorrichtung kann ein balgenartiges bzw· gewelltes rohrförmiges Element verwendet werden· Ein aolches Element weist viele Torteile auf: Es lässt sich leicht herstellen; man erhält leioht eine zuverlässige und lange Stossdämpfungsbewegung; auch lässt sich das Element verschiedenen Zwecken anpassen und in der Lenkeinrichtung oder zwischen Stoasstange und Chassis des Fahrzeugs unterbringen, Wenn jedoch eine axiale Stosskraft auf das balgenartige bzw· gewellte rohrförmige Element ausgeübt wird, hat das Element leicht das Bestreben, sich von der

" Längsachse nach aussen durchzubiegen, wodurch die stossdämpf enden Eigenschaften unwirksam werden; wegen dieser Eigenschaft, sich leioht durchzubiegen, wenn das Element als Stossdämpfvorrichtung zwischen Stossstange und Chassis des Fahrzeugs verwendet wird, muss ζ·Β· ein Hochwinden des Fahrzeugs durch Anwenden des Wagenhebera unter der Stossstange verboten werden·

Dementsprechend ist es ein anderes Ziel der Erfindung, als plastisch verformbare Stossdämpfvorrichtung ein balgenartiges

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bad oNrnwm -'<·

bzw· gewelltes rohrförmiges Element vorzusehen, das Mittel aufweist, um ein Durchbiegen desselben zu verhindern

Ferner bezweckt die Erfindung eine einfache und zuverlässige Stossdämpfvorrichtung mit verhältnismässig lange v/irksamem Dämpfungsweg, die sich insbesondere für eine Lenkeinrichtung eignet, um die durch den Körper des Fahrers verursachte und auf das Lenkrad ausgeübte Stos3energie zu dämpfen»

soll eine Stossstangenanordnung unter Einbeziehung der vorerwähnten Stossdämpfvorrichtung geschaffen werden, um die auf das Fahrzeug ausgeübte Aufprallenergie zu dämpfen und so die Insassen des Fahrzeugs vor Verletzungen zu schützen,

Erfindungsgerniss wird eine plastisch verformbare Stossdämpfvorrichtung für Fahrzeuge vorgeschlagen, die ein balgenartiges bzw β gewelltes rohrförmiges Element mit axial im Abstand angeordneten Vorsprüngen und im wesentlichen glatten zylindrischen Endteilen aufweist, wobei ein zylindrisches Führungselement in das rohrförmige Element eingesetzt und das zylindrische Führungselement an einem Ende mit dem einen Endteil des rohrförmigen Elements verbunden ist und sich am anderen Ende verschiebbar gegen den anderen Endteil des rohrförmigen Elements legt, um ein Durchbiegen des rohrförmigen Elements v/ährend des Sto as dämp fungs Vorgangs zu verhindern·

Das innere zylindrische Element Ic rann sich direkt gef.en den

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BAD ORIQINAl.

anderen Endteil des äusseren gewellten rohrförmigen Elements legen· Wenn Jedoch der gewellte 'Jeil verhältnismiIssig lang ist, um eine lange v/irksame Sto ssdämpf bewegung zu erzeugen, muss der in Eingriff befindliche Endteil eine entsprechende Länge haben. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in das andere Ende des rohrförmigen Elements ebenfalls ein zweites zylindrisches Element eingesetzt und mit diesem fest verbunden, das sich verschiebbar gegen das ersterwähnte zylindrische Element legte

Im ersten Stadium der Stossdämpfbev/egung wird ausserdem eine statische Reibungskraft auf den Endteil der Vorrichtung, z.B. auf das Lenkrad, ausgeübt, wenn die Stοssdämpfvorrichtung in der Lenkeinrichtung eines Fahrzeugs enthalten ist« Ein derartiger statischer Reibungswiderstand verbindet sich mit dem stossdämpfenden axialen Widerstand des gewellten Elementes, so dass der resultierende Anfangswiderstand des Lenkrades zu gross sein kann, um den durch den Körper des Fahrers verursachten Aufprall wirksam zu dämpfen·

Um einen solchen Nachteil zu vermeiden, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wenigstens ein Vorsprung des gewellten rohrförmigen Elements so ausgebildet, dass er sich im Vergleich zu den anderen Vorsprüngen leicht verformen läest. Auf diese Weise wird der ausgeübte kombinierte Anfangswiderstand wesentlich reduziert, so dass ein im wesentlichen

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BADOIÄaL.

konstanter widerstand während der ganzen Stossdämpfungsbev/egung erzielt wird ο

,/eitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sowie die Art und v/eise, in der die Erfindung zwecknu.csig verwirklicht wird, gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele hervor ι in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wirdo %

Es zeigen:

Pig· 1 eine teilgeschnittene längsanoicht eines Ausführungsbei;jpiels der erfindungsgem;'ssen plastisch verformbaren Stoasdämpfvorrichtung;

l'igo 2 den zusammengedrückten Zustand einer in Pig· 1 gezeigten StoSSdämpfvorrichtung;

Figo 3 ein weiteres Aueführungsbeispiel einer in Pig· 1 %

gezeigten Stoasdämpfvorrichtung;

Pigo 4 eine schematiache Ansicht des Durchbiegens eines herkömmlichen stossdämpfenden Elementes ohne inneres Element j

Pig· 5 eine teilgeschnittene Längaansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Stossdämpfvorrichtung mit einem zweiten Irmenelement}

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BAD ORlQtNAL i j

Pig· 6 den zusammengedrückten Zustand einer in Fig· 5 gezeigten Stossdämpfvorrichtung j

Fig. 7 ein viertes Beispiel der Stossdämpfvorrichtung, das eine andere Ausführung&form der in Fig· 5 gezeigten Vorrichtung darstellt;

]?ig· 8 den zusammengedrückten Zustand einer in Fig» 7 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 9 ein fünftes Ausführungsbeispiel, bei dem an den gewellten Vorsprüngen Längsschlitze vorgesehen sind;

Fig» 10 ein Belastungs-Dämpfungs-Diagramm der Stοssdämpfvorrichtung ;

Fig· 11 ein Belastuiigs-Bämpfunga-Diagranini der in Fig· 12 und 14 dargestellten Stossdämpfvorrichtung;

Fig· 12 eine teilgeschnittene Längsansicht der erfindungsgemässen Stoasdämpfvorrichtung mit leicht verfdrmbaren Vorsprüngen;

Fig· 13 den zusammengedrückten Zustand der in Fig. 11 dargestellten Stossdämpfvorrichtung;

Fig· 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Stossdämpfvorrichtung mit leicht verformbaren Vorsprüngen;

Fig· 15 einen schematischen Längsschnitt durch eine Lenkeinrichtung mit einer erfindungsgemässen Stpssdämpfvorriohtung;

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Pig· 16 eine ochematische, teilweise weggebrochene Draufsicht auf eine Stossstange mit einer erfindungsg em?; ssen St ο ssdämpf vorrichtung»

Ein balgenartiges oder gewelltes rohrförmiges Element ist mit in axialer Richtung im Abstand angeordneten zusammenhängenden Vorsprüngen 1a und im wesentlichen glatten jeylin-driachen Endteilen 1b und 1c versehene Der äussere Durchiiie3ser der Vorsprünge ist grosser als der der Endteile· Ein zylindrisches Element, das als Führungsrohr 2 ausgebildet ist, ist in da3 mit Vfeilen versehene rohrförmige Element 1 eingesetzt und mit einem Ende 1b des Elements 1 durch geeignete Mittel, ζ·Ββ durch Punktschweissen, verbunden. Das Führungsrohr 2 erstreckt sich durch die Vorsprünge 1a unter Bildung eines Spielraums 4 zwischen der äusseren ϊ/and des Rohres 2 und der innersten Fläche der Vorsprünge 1a bis zu dem anderen Endteil 1c, wobei sich der Endteil des Führungsrohres 2 in axialer Richtung verschiebbar gegen die Innenfläche des Teils 1a mittels eines Halteringes 3 legt, der mit dem Ende des Führungsrohres 2 verbunden ist·

Die Vorsprünge 1a können in jeder beliebigen Form hergestellt sein, doch ist ein gewelltes Rohr, dessen Vorsprünge sich über die gesamte Strecke von den ursprünglichen Rohrteilen 1b und 1c erstrecken, vorzuziehen, weil das Rohr sich leicht herstellen lässt und das Führungsrohr 2 ebenfalls

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leicht hergestellt werden kann, ohne dass ein übermässig schlanker Teil erforderlich ist, um die nach innen vorragenden Teile der Vorsprünge unterzubringen·

Das Halteelement 3 ist als zylindrischer Hing ausgebildet, der einen inneren Plansch aufweist, um das Einpassen in das äussere Ende des Führungsrοhrs 2 zu erleichtern· Das Halte-

_ element 3 besteht aus elastischem Material, ζ·Β· Kunststoff

oder Gummi, das mit einer Schicht aus einem Material mit

niedrigem Reibungskoeffizienten, z.B. Teflon, überzogen ist, so dass das Führungsrohr sich in dem gewellten rohrförmigen Element ohne Geräuschentwicklung bei normalem Betrieb des Fahrzeugs leicht unterbringen lässt· Jedoch kann das Halteelement 3 auch fortgelassen werden, wie in Pig· 3 dargestellt, in der ein Führungsrohr 5 mit dem vorstehenden Endteil 5a sich unmittelbar gegen die Innenfläche des Endteils 1c unter Bildung eines erwünschten engen Spielraums zwischen ψ den Eingriffsflächen legt·

Das gewellte rohrförmige Element kann Längsschlit ze in den VorSprüngen 1a aufweisen, um den axialen Stauchwiderstand zu reduzieren·

Sobald eine axiale Druckkraft auf die beiden Enden der Stossdämpfvorrichtung einwirkt, hat ein bekanntes gewelltes rohrförmiges Element ohne Führungsrohr das Bestreben, sich durch-

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BAD ORiQINAl.

zubiegen, wie es in Figo 4 dargestellt ist, und zwar durch das infolge Stauchung des gewellten i'eils verursachte Biegemoment, so dass die Stossdämpfungscharakteristik erheblich verschlechtert wird ο Die erfindurigsgemässe Stoüs dämpfvorrichtung bewirkt keinen solchen Nachteil, da beide Endteile 1b und 1c durch das Führungsrohr 2 ausgerichtet sind und ein ziemlich enger Spielraum 4 zwischen der Innenfläche der Vorsprünge 1a und der Außenfläche des Führungsrohres hin- M reichend verhindert, dass die mittleren, mit Vorsprüngen versehenen Teile 1a sich in einer derartigen Yf eise durchbiegen, so dass das gewellte rohrförmige Element sich, wie^in Figo 2 gezeigt, zusammenfaltet und die ausgeübte Druckkraft bzw ο Aufprallenergie durch plastische Verformung der Vorsprünge 1a gedämpft v/ird.

TJm das auf die Stossdämpfvorrichtung ausgeübte Biegemoment auszuhalten, wird die in den Fig. 1 und 3 gezeigte Eingriffslänge 1 vorzugsweise vorzugsweise lang genug gewählt; jedooh muss die Länge 1 so gewählt werden, dass ein Zusammen3toss des Führungsrohres 2 während der St ο ss dämpf ungs bev/ egung mit anderen Bauteilen, z.B. dem Lager der Lenkeinrichtung, verhindert wird, deren Stirnseite in den Zeichnungen als Linie A schematisch dargestellt ist ο

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Stossdämpfvorrichtung muaa entsprechend der gewünschten Stossdämpfungsbewegung einen ziemlich langen Endteil 1c aufweisen» Um diesen Nachteil zu

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beseitigen, kann ein zweites Führungsrohr mit dem Bndteil . 1c verbunden werden, um sich gegen das erste Führungsrohr zu legen. Fig. 5 zeigt ein derartiges erfindungsgemässea Ausführungsbeispiel, und die Stossdämpfvorrichtungweist ebenfalls ein balgenartiges bzw· gewelltes rohrförmigee Element 1 mit in Längsrichtung im Abstand angeordneten Vorsprüngen 1a sowie glatten Endteilen 1b und 1c auf. Bin Führungsrohr 6 ist in den Endteil Tb eingesetzt und mit diesem durch geeignete Mittel, ζ·Β· Punktechweissen, verbunden und erstreckt sinh in Längsrichtung in den gewellten Teil 1a· Ein zweites Führungsrohr 7 ist ferner in den Endteil 1o eingesetzt undA mit diesem durch geeignete Mittel, z.B· duroh Punktschweissen, verbunden und erstreckt sich in Längsrichtung in den gewellten Teil 1a, und zwar in entgegengesetzter Richtung zu dem ersten Führungsrohr 6.

Die äussere Fläche dee zweiten Führungerohres 7 bildet einen gewissen Spielraum 8 zwischen der Innenfläche der Torsprünge 1a, und die Innenfläche des Rohres 7 legt sich in axialer Richtung verschiebbar gegen die Aussenfläche des verjüngten Teils des Führungsrohres 6· Die Eingriffslänge 1 wird vorzugsweise so lang gewählt, dass ein Durchbiegen infolge des beim Dämpfen der Aufprallenergie ausgeübten Biegemoments verhindert wird* Aber die Länge 1 ist wegen der Länge m^ besohränkt (begrenzt), welche die Entfernung zwischen dem Rand

6a des ersten Führungsrohres 6 und der Hindernislinie A darstellt, während die Länge nu, welche die Entfernung zw is oh en

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der Kante Iqfoes zweiten Fahrun g& rohr es 7 und dem Schulter--

teil des ersten Führungsrohres 6 ist, länger aein muss als die Stossdämpfungsbewegung. Figo 6 zeigt den zusammengedrückten Zustand der in Fig» 5 dargestellten Stec-sdämpfvorrichtung·

Die in Fig. 5 gezeigte Stossdämpfvorrichtung kann ferner einen oder mehrere Halteringe aufweisen, um einen festen M Sitz zwischen dem ersten und dem zweiten Führungsrohr zu gewährleisten. Die in Fig· 7 gezeigte Stossdämpfvorrichtung weist ein erstes Führungsrohr 9 mxt einem zweiten verjüngten Teil auf, um zwischen diesem und dem zweiten Führungsrohr 7 Halteringe 10 und 11 unterzubringen. Die Halteringe 10 und 1i bestehen aus elastischem Material, ζ·Β· Kunststoff oder Gummi, das mit einer Schicht aus einem Material mit niedrigem Heibungskoeffizienten, z.B· Teflon, überzogen ist» Fig· 8 zeigt den zusammengedrückten Zustand der in Fig· 7 dargestellten Stossdämpfvorrichtung· Sobald eine Aufprallenergie ™ oder eine axiale Druckkraft auf die beiden Enden der in den Fig. 5 und 7 dargestellten Stossdämpfvorrichtungen ausgeübt wird, verschieben sich das erste und das zweite Führungsrohr gegenseitig zwischen der Innenfläche des zweiten Führungsrohres 7 und der Aussenflache des ersten Führungsrohres 6 hz,;· den auf der Aus senf lache des zweiten verjüngten Teils des ersten Führungsrohres 9 sitzenden Halteringen 10 und 1'· Der gewellte Teil 1a ist durch die beiden Endteile 1b und

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aowie durch den ziemlich en^en Spielraum 4 und 8 tischen dem ersten und dem zweiten Führungsrohr 6 bzw. 9 und 7 ausgerichtet, so dass das Durchbiegen des mittleren gewellten Teils 1a wirksam verhindert ist, wie in den Fig. 6 und 8 dargestellt, so dass die vorbestimmte Stossdämpfungsbewegung ausgeführt wird»

Fig· 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Stossdämpfvorrichtung, bei der ein gewelltes rohrförmigen Element 12 mit umfangsmässig im Abstand angeordneten Längsachlitzen 13, die an jedem gewellten Teil 12a vorgesehen aind, als stossdämpfendes Glied an Stelle des einfachen gewellten rohrförmigen Elemente 1, v/ie es in Fig. 1 bia 8 dargestellt ist, verwendet wird· Das in Fig· 9 gezeigte Führungsmittel ist ähnlich wie das in Fig· 7 gezeigte konstruiert und weist doppelte Führungsrohre 14 und 15 auf, die mit der Innenfläche der glatten Endteile 12b bzw· 12c und den auf der Aussenfläche des zweiten verjüngten Teils des ernten Führungsrohrs 14 sitzenden Halteringen 16 und 17 verbunden sind· Das gewellte rohrförmige Element 12 kann jedoch wie irgendein« der in Fig. 1, 3» 5 und 7 gezeigten Auaführungabeispiele konstruiert aein·

Die in Fig· 9 gezeigte Stoasdämpfvorrichtung kann aus jedem beliebigen Blech mit der gewünschten Biegefestigkeit an den glatten Teilen 12b und 12o hergeatellt werden, und zwar zur Aufnahme einer beliebigen Stoasdämpfungacharakteriatik, indem

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Schlitze 13 von gewünschter Länge, Gestaltung und Anordnung vorgesehen sind, so dass die in Pig. 9 gezeigte Stossdämpfvorrichtung besonders geeignet ist, um. verhältnismässig geringe Aufprallkräfte zu dämpfen, wie sie ζ·Β· durch einen menschlichen Körper bei einem Zusammenstoss des Fahrzeugs verursacht werden·

Während des Verlaufs der Stossdämpfungsbewegung stellt der M

Gesamtwiderstand der stossempfangenden Teile des Fahrzeugs, ZoBc des Lenkrades, wenn die tftossdämpfvorrichtung in der Lenkeinrichtung enthalten ist, um die durch den Körper des· Fahrers im Falle eines Zusammenstosses oder dergleichen verursachte Aufprallenergie zu dämpfen, eine kombinierte Kraft aus dem plastischen Verformungswiderstand des gewellten Teils der Stossdämpfvorrichtung und den Reibungswiderständen dar, die durch die sich gegenseitig verschiebenden Teile verursacht v/erden, die an dem Endteil 1b bzw» 1c der Stossdämpfvorrichtung einschliesslich der Führungsrohre angeordnet ™

sind· Im ersten Stadium der Stossdämpfungsbewegung wirken solche Reibungswiderstände eis statische Reibung, und wenn , die zu dämpfende Stosaenergie einen relativ geringen Wert hat, wie die vorerwähnte durch einen menschlichen Körper verursachte Aufprallenergie, spielt die statische Reibung eine wichtige Rolle, die nicht leicht vernachlässigt v/erden kann. Fig» 10 zeigt ein Eelastungs-Dämpfungs-Diagramm in einem solchen Falle, wo A den Reibungswiderstand zeigt, der im ersten Stadium als statische Reibung von hohem Wert wirkt und

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dann auf den viel geringeren dynamischen Reibungswert absinkt; B zeigt den Widerstand des sich plastisch verformenden gewellten Rohres, der zwischen im wesentlichen gleichen Maximal- und Miniraalwerten hin- und herschwankt; C zeigt den kombinierten Widerstand z.B. des Lenkrades, der im ersten Stadium der Dämpfung sehr hoch ist.

Wie in Pig. 10 deutlich gezeigt ist, hat der kombinierte Widerstand bzw. die Belastung O z.B. dea Lenkrades in der ersten bzw. einleitenden Phase der Stossdämpfungsbewegung trotz des im wesentlichen flachen Wertes der Kurve B einen sehr hohen Wert, was sich nachteilig auf den menschlichen Körper auswirkt, besonders dann, wenn die Aufprallenergie verhältnismässig hoch ist und die Dämpfung in ziemlich kurzer Zeit erfolgt.

Um einen solchen Nachteil zu vermeiden, ist erfindungagemäss wenigstens ein Vorsprung des gewellten rohrförmigen Elemente so ausgebildet, dasa er sich im Vergleich zu den anderen Vorsprüngen durch eine ausgeübte Axialkraft leicht verformen lässt· Pig. 11 zeigt ein solches modifiziertes Belaatunga-Dämpfungs-Diagramm, in dem D den Widerstand einer abgeänderten plastisch verformbaren Stossdämpfvorrichtung mit zwei leicht verformbaren Vorsprüngen darstellt, während E den kombinierten Widerstand z.B. des Lenkrades darstellt· Wie in Pig· 11 gezeigt, drücken sich zunächst die leioht verformbaren Vorsprünge D₁ und D₂ anfangs zusammen, so daes der

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kombinierte Widerstand E während der gesamten Stossdämpfungsbevegung im wesentlichen flach verläuft; auf diese Weise wird der oben erwähnte Nachteil beseitigt, und der Körper dea Fahrers wird vor Verletzungen geschützt·

Figo 12 zeigt eine Stossdämpfvorrichtung, die mit den vorerwähnten leicht verformbaren Vorsprüngen versehen ist und ein balfienartiges bzw» gewelltes roi rförmiges Element 21 _

mit Vorsprüngen 21a und 21b sowie Endteilen 21c und 21d aufweist, ferner ein erstes Führungsrohr 23 mit einem ersten und einem zweiten verjüngten Teil sowie ein zweites Führungsrohr 22, das eine Innenfläche bildet, die sich gegen die auf der Auί-senflache des zweiten verjüngten Teils dea ersten Führungsrohres 23 befestigten Halteringe 24 und 25 legt· Das dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht der in Fig· 7 gezeigten Stossdämpfvorrichtung mit Ausnahme der leicht verformbaren Vorsprünge 21b, aber die Vorsprünge 21b können auch an jeder anderen Stossdämpfvorrichtung vorgesehen werden, um ([ den kombinierten Widerstand im ersten bzw. anfänglichen Stadium der Stοssdämpfungsbewegung zu verringern· Die Vorsprünge 21b sind in diesem Fall so ausgebildet, dass sie ein hohes Höhe-(L)-zti-Breite~(F)-Verhältnis ergeben im Vergleich zum Höhe-(H)-zu-Breite-(E)-Verhältnis der anderen Vorsprünge 21a, so dass man die gewünschten Eigenschaften einer leichten Verformung erhält· Die Vorsprünge 21b befinden sich am linken Ende der Vorsprünge 21a, doch ist ihre lage nicht auf die dargestellte Anordnung beschränkt und kann zwischen den Endteilen

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21c und 21d beliebig gewählt werden, Auch ist die Anzahl der Vorsprünge nicht auf zwei begrenzt, wie es in Pig. 12 al3 ein bevorzugtes Ausführungsbeiüpiel dargestellt ist.

Wenn eine Aufpralllcraft P auf die in Fig. 12 dargestellte StOosdämpfvorrichtung ausgeübt wird, wird eine zur Längsachse senkrechte Komponente X durch die in Berührung befindlichen Flächen zwischen den Führungsrohron 23 und 24 aufgenommen, wodurch ein bestimmter Betrag an Oberflächendruck erzeugt wird© Das gewellte rohrlörmige Clement 21 verschiebt sich in axialer Richtung zwischen den Endteilen 21c und 21d durch die axiale Komponente Y der Kraft P. In der ersten Phase d r öto3sdämpfun{_sbe./egun^ wirken die Reibungskraft zwischen den Führungsrohr en 22 und 23 und die andere, ourch das Verschieben der an den ündteilen 21c und/oder 21d montierten Teile entstandene ^eibung^krci't ^r/,.3· 'ir.'x ciu3 Lc-nl:r-jd, v;ie durch L in Pig. 11 ^esei^t. Gleichzeitig jedoch·drücken sich die Vorsprünge 21b durch die vorbestimx.ite verminderte ICr α ft zusammen, vie durch D₁ und/D^ der Kurve D in Fiß. 11 dargestellt, so dass der kombinierte /ider^tond, der auf die Lenkeinrichtung wirkt, im ernten Stadium der Sto-^odämpfungs-bewegung, wie es Kurve jfi in Fi.2. 11 zeigt, im Vergleich zur Kurve C in Fig· 1ti wesentlich verringert ist. Da die Vorspränge 21a sich durch höheren, in Fi/> 11 als D., dargestellten Widerstand zusammendrücken und dadurch die Verminderung des Reibungswiderstandes ausgleichen, verläuft der ttecamtwider-stand E im wesentlichen flach und begrenzt so die maximale

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Belastung fui den gewünschten /ert. 1''Ij₁O 13 zeigt den zusammengedrückten Zustand der in 1'¹Ig₀ 12 dargestellten Stoss-d ä oip f vo r r i c h t ung ο

i'igo 14 zeigt ein ,/eiteren AU3fuhrungsbeispiel der ütoö's-d^:Li'-ijpfvorrichtung mit leicht Vcx¹1 ormb^ren Vorcprüngeno In diesem I·¹.-.!"¹. _ iuü ■ He Yor^prün._;e bzv_o gewellt en ^:_^:eile 26a und 2Cb eir.es gei/ellten roLriörmigen IDl em ent s 26 in der .,'eise m

bergest eil"-, d^sy sie die gleiche Dicke und Ausbildung besitzen ..ie das gev/ellte rohrxörmige lileiaent 1, das in den vorerv/ähnten Piguren dtirgeütelit ist« Jedoch v.eisen die ge-■..'elJ-ten iiieile 26b, von denen in diesem AUijführungsbeiüpiel zwei gezeigt sind, umfangcm..rjyig im Abstand angeordnete L^::.ng :schlitise 27 -^n den Jeweilig vorspringenden Teilen auf, so days die 3tossdämpfenfen Eigenschaften der Jeile 26b im Vergleich zu den 'feilen 26a auf einen gewünschten V/ert verringert "/erden» Die sonstige Konstruktion der in Fig» 14 gezeigten öto.-sdämpfvorrichtung ist der Übersichtlichkeit halber ™ die gleiche wie die der in Pig. 12 gezeigten Stossdämpf vorrichtung und v/eist zwei I'ührungsrohre 22· und 23' auf, die jeweils mit der Innenfläche glatter Endteile 26c bzw» 26d verbunden sind, sowie zwei Halteringe 24* und 25'» die auf der Ausaenflache des zweiten verjüngten Teils des ersten itihruiigsrohra 23* befestigt sind· Selbstverständlich kann jedoch auch in diesem Pail die innere Führung in jeder geeig- re.^en ?orm, wie sie-etwa in Mg» 1, 3 oder 5 dargestellt ist, ausgebildet sein·

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Die in Pig» 14 gezeigte Stοssdämpfvorrichtung weist einige •Vorteile auf, da ζ·Β· das gewellte rohri'örmige Element aehr leicht hergestellt werden kann, weil alle Vorsprünge 26a und 26b dieselbe Grosse und Dicke haben; ferner lassen sich auch die leicht verformbaren Teile 26b durch einen einfachen Bearbeitungsvorgang bequem herstellen, und ihre Verformungseigenschaften können durch Verändern der Zahl und Tiefe der Schlitze 27 ohne weiteres dem gewünschten V/ert angepasst werden·

Während des Betriebs, wenn eine Stosskraft auf die in Pig· 14 gezeigte Stοssdämpfvorrichtung ausgeübt wird, verformen sich die gewellten Teile 26b mit den Schlitzen 27 plastisch durch die vorbestimmte verminderte Kraft, wie D₁ und D₂ in Pig· 11 zeigen, und gleichen auf diese 7/eise die statische Reibungskraft aus, die durch die sich gegenseitig verschiebenden Elemente im ersten Stadium des Stossdämpfungsprozesses verursacht wird· Anschliessend verformen sich die gewellten Teile 26a nacheinander und dämpfen dadurch die ausgeübte Aufprallkraft ·

Sin weiteres (nicht dargestelltes) Ausführungsbeispiel einer Stossdämpfvorrichtung mit leicht verformbaren Vorsprüngen ist wie die in Pig· 9 gezeigte Stοssdämpfvorrichtung ausgebildet mit an allen Vorsprüngen umfangemässig im Abstand angeordneten längseohlitzen 13· Durch Erhöhen der Anzahl und/oder Tiefe der

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Schlitze, die an einem gewünschten Vorsprung bzw. gewünschten Vorsprungen im Vergleich zu anderen Vorsprüngen angeordnet wind, wird der ersterwähnte Vorsprung bzw. werden die ersterwähnten Vorsprünge die gewünschten verminderten atossdämpfenden Eigenschaften haben· Auf diese j/eise hat die Stοοsdämpfvorrichtung ebenfalls die gewünschte Stossdämpfungs-clmrakteristik, ./ie Kurve D in Fig. 11 zeigt·

Figo 15 zeigt eine beispielhafte Anwendungsmöglichkeit für die in Fig. 1 bis 13 dargestellte plastisch verformbare Stossdämpfvorrichtung, die in eine Lenkanordnung 30 eines Fahrzeugs eingebaut ist, um die durch den menschlichen Körper verursachte Aufprallenergie zu dämpfen, falls bei einem Zus|ammenutof.^;s oder dergleichen des Fahrzeugs der Körper des Fahrers nach vorne gegen das Lenkrad 31 geschleudert wirde

Das Lenkrad 31 ist mit einer oberen Lenksäulenwelle 32 verbunden, die einen innen riffelverzahnten "eil 33 aufweist, der axial verschiebbar mit einem au sr; en riffelverzahnten Teil einer unteren Lenksäulen./el χ e 35 in Eingriff steht· Letztere ist nit dem Lenkgetriebe in einem Lenkgetriebegehäuse 36 verbunden, das in üblicher Weise an einer F. hrzeugkarosserie befestigt ist·

Die obere Lenksäulenwelle 32 ist über Lager 38 und 39 sowie über einen Haltering 40 drehbar in einem oberen Mantelrohr 37 gela. ert. 2>m obere Mantelrohr ist mittels einer oberen

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Klemmvorrichtung 41 gehalten, die an einem verhältnisnu.fjuig starren x'ragaarm 42 befestigt ict, der v/iederum mit einem verhältnism^seig starren Fahrzeugteil verbunden ist· Die Halterung zwischen dem oberen Hüllrohr 37 und der oberen Klemmvorrichtung 41 ermöglicht eine axiale Verschiebung des oberen Mantelrohres 37 nach links oder unten und kann eine Buchse aufweisen, um die Verschiebung zu erleichtern.

Ein unteres Mantelrohr 43 weiat einen oberen Teil 44 auf, der mit dem oberen Mantelrohr 37 auf übliche ./eise, z.B. durch (nicht dargestellte) Schrauben, verbunden ist und einen Schulterteil bildet, der r-jich gegen die obere Klemmvorrichtung 41 anlegt, um ein Verschieben des oberen Teils dor Lenkeinrichtung 30 nach oben oder rechts zu verhindern. Der untere Teil des unteren Mantelrohrs 43 bildet einen Flansch 45, der mit dem Armaturenbrett 47 der Fahrzeugkaroseerie verbunden ist, und ist mit einem Lager 46 versehen, um die untere Lenksäulenwelle 35 zu halten»

Eine Stoasdämpfvorrichtung 50, wie in den Fig. 1 bis 14 gezeigt, ist zwischen dem oberen und dem unteren Teil des unteren Mantelrohrs 43 befestigt· Jedes in Fig. 1, 3, 5» 7, 9, 12 und 14 gezeigte Ausführungsbeispiel kann als Stossdämpfvorrichtung 50 verwendet werden. Die in Fig. 15 gezeigten Linien A und B stellen die gleichen Begrenzungslinien dar, v/ie sie in den Fig· 1 bi3 14 gezeigt sind·

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Bei normalem Betrieb steuert die Lenkeinrichtung das Fahrzeug in derselben Weise v/ie ein konventionelles Lenkrad, da die Lenkkraft vom Lenkrad 31 über die obere Lenksäulenwelle 32 und die Riffelzahn-Verbindung 33, 34 zur unteren Lenksäulenwelle 35 "bertragen wird· Im Falle eines Zusammenstosses oder dergleichen, wenn der Körper des Fahrers infolge der durch den Zusammenstoss verursachten Trägheitskraft naoh vorn gegen das Lenkrad 31 geschleudert v/ird, drückt die ausgeübte Stosskraft das Lenkrad 31 zwangsläufig nach links oder unten, wobei eine axiale Relativverschiebung zwisehen den riffelverzahnten Teilen 33 und 34 der oberen und der unteren Lenksäulenwellen 32 und 35 sowie auch zwischen de» oberen Mantelrohr 37 und der oberen Klemmvorrichtung 41 bewirkt wird, die sich beide v/ie vorbeschrieben leicht verschieben lassen. Auf diese tfeise wird die Stosskraft auf den oberen Endteil 44 des unteren Mantelrohres 43 ausgeübt, das mit dem Armaturenbrett 47 durch den Flansch 45 verbunden ist, so dass die darin enthaltene Stοssdämpfvorrichtung 50 sich plastisch verformt und die ausgeübte Stossenergie dämpfte i/ährend der Verformung der St ο ssdämpf vorrichtung 50 hat die radiale Komponente der ausgeübten Stosskraft das Bestreben, die 3to ssdämpf vor richtung v/ie in Fig» 4 dargestellt zu verbiegen, so dass die V/irkaamkeit der Stossdämpfung erheblich verscülechtert würde» Die erfindungsgemüsse Stossdampfvorrichtung weist jedoch Führungsmittel wie z.B. 51 und 52 auf, welche die Ausrichtung der gewellten Teile 1a aufrechterhalten, so dass die gewellten Teile sioh in der gewünschten Weise

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zusammendrücken und der vorerwähnte Nachteil beseitigt wird·

Wenn daa Lenkrad 31 sich nach linka verschiebt, wirkt darüber hinaus der Reibungswiderstand zwischen den sich bewegenden Elementen, wie zwischen der Aussenfläche des oberen Mantelrohrs 37 und der Innenfläche der oberen Klemmvorrichtung 41 sowie zwischen den Führungsmitteln 51 und 52, im Anfangsstadium einer solchen Verschiebung als statischer Reibungswiderstand auf das Lenkrad 31· Der Keibungswiderstand kann, wie in Pig· 10 gezeigt, verhältnismässig hoch sein im Vergleich zu der verhältnismi ssig schwachen Stoasdämpfvorrichtung 50, die für die Dämpfung der durch einen menschlichen. Körper verursachten Stossenergie konstruiert ist· Daher weist die Lenkeinrichtung 30 vorzugsweise die in Fig· 12 oder 14 gezeigte Stossdämpfvorrichtung mit leicht verformbaren Vorsprüngen, ζ·Β. 21b, auf, wie in Fig· 12 gezeigt, ao dass der statische Reibungswiderstand im ersten Stadium der Verschiebung des oberen Teils der Lenkeinrichtung 30 durch den schwachen Widerstand der leicht verformbaren Vorsprünge kompensiert v/ird, wie in Fig· 11 gezeigt, und der auf das Lenkrad ausgeübte kombinierte Widerstand auf den vorbestimmten gewünschten Wert begrenzt wird·

Im Falle eines Zusammenstosses oder dergleichen, wenn der vordere Teil dea Fahrzeugs zerstört ist und dadurch eine Verschiebung des Lenkgetriebegehäuses 36 nach reohts in die Richtung des Lenkrades 31 verursacht wird, verschieben sich

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die riffelverzahnten Verbindungen 33 und 34 leicht gegenseitig, um die untere Lenksäulenwelle 35 in den in der oberen Lenksäulenwelle vorgesehenen Hohlraum hineinzuschieben, so dass auf den oberen "eil der Lenkeinrichtung keine schädliche Wirkung ausgeübt wirdο Auch falls das Armaturenbrett 47 sich nach rechts verschiebt, drückt sich die Stossdämpfvorrichtung 5^ zwischen dem Flansch 45 und dem Schulterteil des oberen Endes 44 des unteren Mantelrohres 43 zusammen, ^ das an das linke Ende der oberen Klemmvorrichtung 41 angrenzt, um eine axiale Aufwärtsbewegung der Mantelrohre 37 und 43 zu verhindern» Das Zusammendrücken der Stossdämpfvorrichtung ^::hnelt in diesem Fall dem oben erwähnten Stossdämpfungsprozess, jedoch ist die Stossenergie, welche das Armaturenbrett 47 verschiebt, weitaus grosser als die durch einen menschlichen Körper verursachte Stossenergie; die Stossdämpfvorrichtung 50 bezweckt nicht, eine solche otossenergie vollständig zu dämpfen und wirkt lediglich als Sicherheitsvorrichtung, um eine Aufv/ärtsverschiebung des oberen Teils der Lenk- ™ einrichtung 30 auszuschalten, was für den Fahrer des Fahrzeugs schädlich sein kann,

Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der in Fig» bis 14 gezeigten Stossdämpfvorrichtung, die hier als Stossstangenhalterung eines Fahrzeugs verwendet wird, um die im Falle eines Zusaminenstosses oder dergleichen auf das Fahrzeug ausgeübte Aufprallenergie zu dämpfen.

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Die Stossdämpfvorrichtungen 60 und 61 sind zwischen dem vorderen und/oder hinteren Teil 62 des Fahrzeugs und der Stossstange 63 eingefügt. Die Stossdämpfvorrichtungen 60 und 61 sind stabiler als die in Fig. 15 dargestellte Vorrichtung 50 und können Endflansche aufweisen, um relativ starre Fahrzeugteile 64 und 65 nii der Stoßstange 63 durch geeignete MIttel v/ie 'Jchrsubenbolzen 66 und 67 zu verbinden.

Y/enn im Falle eines Zusammen st ο εεβ« oder dergleichen die vordere oder hintere Stossstange C^;3 gegen ein Hindernis prallt, v/ird die Stosskraft durch die iitobudämpfvorrichtungen 60 und/oder 61 auf die J¹· hrzeugkurosfcerie 62 übertragen. Lie 'ausgeübte, ^toBE^-nergie wird zumindest teilweise durch die plastische Verformung der Storsdumxfvorrichtungen CO und/oder 61 gedämpft» Die Aufprallkraft konn unter einem schieferen Vinkel - verglichen mit der oben ermähnten Lenkeinrichtung auf die »ito3adämpfvorrichtun^en 60, C1 ausgeübt v/erden, so dass andere Sto^sdämpfvorrichtun^en ohne Führungsrohr ba;· -rohre sich leicht durchbiegen, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, wodurch die v/irksamkeit der ütotsdlinpfvorrichtung erheblich verschlechtert würde» Die erfindun£.-j..;eii s..en Jtostdeupfvor richtungen 60 und 61 dämpfen die aus^eV.bte btoor.energie v/irk^- sam, da die Stoi.sdämpfvorrichtungen 60 und 61 ein Führungsrohr bzw. -rohre aufweisen, um die gewellten Vorsprünge v/ie z.B. 1a auszurichten und zu führen·

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Ein v/eiterer Vorteil der in Jig· 16 gezeigten Stosadämpf-vorrichtung besteht darin, dass die Stossdämpfvorrichtung die Verwendung eines Y/agenhebers unter der Stosastange gestattet, um das Fahrzeug hochzuwinden* Da das Eührungarohr bzw» die lührungarohre eingesetzt sind, um zusammen die aeitliche Verschiebung der ütosadämpfvorrichtungen unabhängig von den gewellten Teilen zu verhindern, kann die Konstruktion die seitlich wirkende Kraft beim Hochwinden des Fahrzeugea leicht aushalten»

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Claims

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1» Plaatiaoh verformbar· Stoeadämpfvorrichtung für fahrzeuge, gekennzeichnet durch ein fealgenartigea bzw* gewelltea rohrförmigen Element (1), das axial im Abstand angeordnete YörBprünge (1a) bildet und im wesentlichen glatte zylindrische Endteile (1b, 1o) aufweist, Wöbt! ein zylindrisches iührungaelement (5) in das rohrförmige BlÄiöent eingesetzt und das Zylindrische Führungselement (5) an einem finde Mt dem einen Bndteil (1b) des rohrförmigen Elemente (1) Yerbin.den ist und sich am anderen Side verschiebbar gegen den anderen Bndteil (ic) des rohrförmigen ilements legt_# um ein Durchbiegen dea röhrförmigen Blementa au verhindern» wenn das rohrförmige Element sich infolge einer axial wirkenden Stosakraft plastisch verförmt»

2h StössdafflpfvorriehtUi^l naeh Ahopruoh 1, dadurch ^kennzeichnet» dans die Yorapriüiße (1a) von den Endteilen ( Ve) über die ßteaatate i>treoke vorstehen·

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3· StOGsdämpfvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch v/enigetens einen Haltering (3)» der mit einem Material von niedrigem Reibungskoeffizienten überzogen und mit der Au^ enflache des tich verschiebbar anlegenden Endteils ds Führungselements (2) verbunden i3t.

4» StOGsdünpfvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, ge- A kennzeichnet durch ein zweites Führungselement (7), das mit dem anderen Ende des gewellten rohrförmigen Elements (1) verbunden ist und sich verschiebbar gegen das ersterwähnte Führungselement (2_f 5» 6) legen kann (Pig· 5)·

5. Sto^sdämpfvorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch venigstens einen Haltering (10, 11), der mit einem Material von niedrigem Reibungskoeffizienten überzogen und mit jeder verschiebbar sich anlegenden Oberfläche des ersten (1) oder zweiten Führungselements (9) verbunden ™ i*t (Fig. 1).

6. StossdämpfVorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gewellte rohrförmige Element (12) an den Vorsprüngen (12a) umfangsmi-issig im Abstand angeordnete längs schlitze (13) aufweist (Fig· 9)·

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7. Stossdämpfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das gewellte rohrförmige Element (21) wenigstens einen Vorsprung (21b) aufweist, der so ausgebildet ist, dass er im Vergleich zu den anderen Vorsprüngen (21a) leicht verformbar ist, wodurch die statische Reibungslast im anfänglichen Stadtium der Stossdämpfbewegung ausgeglichen wird, so dass man eine im \/esentlichen gleiche resultierende Last während der Stossdämpfbewegung erhält (Figo 11, 12).

8„ Stossdämpfvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein leicht verformbarer Vorsprung (21b) vorgesehen ist, der im Vergleich zu den anderen Vorsprüngen (21a) ein grösseres Höhe-zu-Breite-Verhältnis hat»

9. Stossdämpfvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein leicht verformbarer Vorsprung (26b) gebildet -vird, indem an dem vorspringenden Teil umfangsmässig im Abstand angeordnete Längsschlitze (2t) vorgesehen sind (Pig· 14)·

10, Stοssdämpfvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass alle Vorsprünge des gewellten rohrförmigen Elements (26) umfangsmässig im Abstand angeordnete Längs-schlitze (21) aufweisen, wobei wenigstens ein leicht

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verformbarer Vorsprung mit einer erhöhten Zahl und/oder Tiefe der ochlitze versehen ist.

11o Anv/endung der Stο ssdämpfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei einer Lenkeinrichtung zur Dämpfung der durch einen menschlichen Körper verursaohten stoHskraft, dadurch gekennzeichnet, daaa eine Lenk— öäulenvorrichtung eine obere und eine untere Lenksäulen- (f welle (32, 35), die axial verschiebbar ineinandergreifen, aufweist, dass die untere Lenksäulenwelle (35) mit einem Teil der Fahrzeugkarosj erie verbunden ist, dass die obere Lenksäulenwelle (32) mit einer Handhabe (31) zum Lenken verbunden und an einem Teil der Fahrzeugkarosserie (41) axial verschiebbar gelagert ist, dass eine Stosadämpfvorrichtung (50) zwischen der oberen Lenksäulenwelle (32) und einem Teil der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, dass diese Stossdämpfvorrichtung ein balgen- ^ artiges bzw. gewelltes rohrförmiges Element (1a) mit axial im Abstand angeordneten Vorsprüngen und im wesentlichen glatten zylindrischen Endteilen (1c, 1d) aufweist, dass ein zylindrisches Führungselement (51, 52) in daa rohrförmige Element eingesetzt ist und dass das zylindrische Führungselement (51) an einem Ende mit dem einen Endteil (ld) des rohrförmigen Elementes verbunden ist ui"id sich am and ren Ende verschiebbar gegen den anderen Endteil (ic) des rohrförmigen Elementes legt (]?ig· 15)#

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12· Anwendung der Stosadämpfrorrlohtung nach eine« der

Ansprüche 1 bis 10 bei einer Stoaastange zwecks Dämpfung der Aufprallenergie und zwecks Ermögliohuiig des Hochwindena des Wagens mittels der Stoasstange, dadurch gele ennz ei ohnet, dass die Stoasdimpfvorriohtung (6O₉ 61) zwischen der Stoasatange (63) und einem 'Jeil (62) der Pahrzeugkarosserie angeordnet ist (Fig· 16)·

MB/fcf

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BAD ORIGHNAi.

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