DE1780205A1

DE1780205A1 - Stossenergie absorbierender Puffer

Info

Publication number: DE1780205A1
Application number: DE19681780205
Authority: DE
Inventors: Barton David W
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1967-10-16
Filing date: 1968-08-16
Publication date: 1971-11-04
Also published as: US3432200A; GB1219310A

Description

Firma Ford-Werke Aktiengesellschaft, 5 Koln-Deutz 1,
Ottoplatz 2

"Stoßenergie absorbierender Puffer"

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoßenergie absorbierenden Puffer für Kraftfahrzeuge mit einer äußeren Haut aus
flexiblem Werkstoff, die sich bei einem Stoß verformt. An der inneren Seite der äußeren Haut ist hinsichtlich Bewegungen mit dieser Haut ein Stößel¹ festgelegt, der gleitbar und dicht in einer nachgiebigen und verformbaren Buchse angeordnet ist. Der Stößel weist verbreiterte Bereiche zwischen der Buchse und der Haut auf, die durch die Buchse verformt werden, wenn sie an diese Buchse anstoßen,und zwar bei Bewegungen des Stößels aufgrund einer Stoßkraft, die auf die Außenhaut auegeübt wird.

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Es sind zahlreiche Fahrzeugpuffer bekannt geworden, um die Zerstörung der Puffer zu vermeiden oder zumindest zu verringern, die durch kleine Kollisionen bedingt werden, wie sie häufig auftreten, wenn Fahrzeuge in enge Parklücken oder in Garagen eingefahren werden, oder wenn sie bei starkem Verkehr leicht einander berühren. Die Häufigkeit derartiger kleiner Kollisionen im täglichen Gebrauch des Fahrzeuges sind bekannt und die Zerstörungen, die dadurch resultieren, sind häufig recht kostenaufwendig, relativ zu der Schwere des Unfalls und nur umständlich zu reparieren. Derartige bekannte Puffersysteme oder Stoßstangensysteme umfassen häufig einen Puffer mit

einer äußeren Haut verformbaren Materials, die eine begrenzte Menge von Stoßenergie aufnimmt und sich nach Aufnahme dieser Stoßenergie wieder in die TJrsprungslage zurückbewegt, wenn der Anstoß vorbei ist. Die begrenzte Menge von Stoßenergie, die durch eine solche Puffervorrichtung absorbiert wird, schützt häufig nicht vor Übertragung von Stoßkräften durch das verformbare Puffermaterial auf die anliegende oder dahinterliegende Fahrzeugkarosserie· Die Pufferhaltekonstruktionen, die angestrichenen Blechteile und andere Fahrzeugelemente können so während geringfügiger Anstöße zerstört werden, obgleich der nachgiebige, verformbare Puffer selbst nicht verletzt oder zerstört wird.

Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Fahrzeugpuffer mit einer äußeren Haut flexiblen Werkstoffe zu

schaffen, die sich verformt, wenn ein Anstoß erfolgt, um derart die Zerstörung zu verringern und die nach dem Anstoß in die ursprüngliche Form zurückgeht. Der Puffer gemäß der Erfindung soll aber weiterhin in der Lage sein, auch größere Stoßenergiemengen zu absorbieren, um derart zu verhindern, daß Stoßenergien auf die nachfolgenden Fahrzeugteile durch den flexiblen Puffer hindurch übertragen werden. Der Puffer gemäß dieser Erfindung ist nach erfolgtem Anstoß wieder einsatzfähig, außerdem leicht herzustellen und in seiner Funktion zuverlässig.

Ein Energie absorbierender Puffer gemäß der Erfindung kann in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das eine Blechkarosserie aufweist. Der Puffer umfaßt ein starres Tragsystem, das wirksam mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist und eine nachgiebige äußere Pufferhaut, die an den Tragmitteln des Puffers festgelegt ist. Eine elastisch verformbare Buchse, die durch die Tragmittel getragen wird und innerhalb der äußeren Haut und im Abstand davon angeordnet ist, stellt das wesentliche Energie absorbierende Element gemäß der Erfindung dar. Diese Buchse weist eine sich durch die Buchse erstreckende Öffnung auf, die gegenüber der äußeren Haut liegt. Ein Stößel wird gleitbar in der Buchse aufgenommen, wobei das eine Ende an der inneren Fläche der äußeren Haut anliegt. Der Stößel hat einen verbreiterten Bereich, der zwischen

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der Buchse und der äußeren Haut liegt. Der Quersohnittsbereich. des verbreiterten Bereiches des Stößels iBt größer als der Querschnitt der öffnung in der Buchse. Wird die äußere Haut zur Buchse hin durch eine Stoßkraft bewegt, so wird der verbreiterte Bereich des Stößels in die Buchsenöffnung hineingepreßt und die Buchsenöffnung verformt, um derart den verbreiterten Bereich des Stößels aufzunehmen.

Weitere"Vorteile und Merkaale der erfindungsgemäßen Einrichtung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnung eines Ausführungsbeispieles der Erfindung hervor. In den Zeichnungen zeigt

Pig. 1 einen Querschnitt durch den Energie absorbierenden Puffer eines Kraftfahrzeuges gemäß der Erfindung im Ruhezustand und in

Pig. 2 eine Ansicht gemäß Pig. 1, wobei jedoch der Puffer _ nach einem Anstoß dargestellt ist.

In der Zeichnung ist mit 1o ein Energie absorbierender Puffer gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Der Puffer Io ist an den Pufferhaltebügeln 12 und H festgelegt, die mit der Bodenkonstruktion der Fahrzeugkarosserie aus einem Teil bestehen können, oder an dieser Bodenkarosserie festgelegt eind. Eine Vielzahl von öffnungen 16 erstreckt sich durch den oberen Bügel 12.

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.Ein C-förmig ausgebildeter Träger 18 ist an den Bügeln 12 und 14 festgelegt und trägt an seinen Armen einen C-förmig ausgebildeten äußeren Träger 22. In den Trägern 18 und 22 sind Öffnungen 2o und 24 vorgesehen und diese Öffnungen koinzidieren miteinander. Eine Hülse 26 ist in den Öffnungen 2ο und 24 festgelegt und weist einen Plansch 28 auf, der sich radial vom äußeren Teil der Hülse weg erstreckt.

Eine aus nachgiebigem Material bestehende Außenhaut 3o, wie beispielsweise aus Urethan, weist Flansche 32 und 34 auf, die gegen die äußere Fläche des äußeren Trägers 22 anliegen. Die Haut 3o wird in ihrer Ausrichtung durch ein Befestigungselement 36 festgelegt, das mit dem Flansch 28 der Hülse 26 zusammenarbeitet.

Eine elastisch verformbare Buchse 38, die aus einem Energie absorbierenden Material, wie beispielsweise Urethan oder Gummi bestehen kann, ist in der Hülse 26 angeordnet. Eine Schulter ist am äußeren Ende der Buchse 38 angeordnet und stößt gegen den Flansch 28 der Hülse 26, so daß dadurch Bewegungen der Buchse gegenüber der Hülse vermieden werden. Ein Stößel 42 erstreckt sich durch die zentrale Bohrung der Büchse 38 und ist an seinem äußeren Ende mit einem Stößelkopf 44 ausgerüstet. Die Kontur der äußeren Fläche des Stößelkopfes 44 ist derart gewählt, daß sie unmittelbar an der inneren gewölbten

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Fläche der Haut 3o anliegt. Der Stößelkopf 44 kann auch an der inneren Fläche der Haut 3o fest anliegen, oder die Haut 3o kann, wie bei 46 dargestellt, so geformt sein, daß dadurch der Stößelkopf 44 festgelegt wird.

Das vom Stößelkopf 44 entfernte Ende des Stößels 42 weist eine Verbreiterung 48 auf, die verhindert, daß nach außen gerichtete Bewegungen des Stößels 42 aufgrund von Vibrationen und bei der normalen Bewegung des Fahrzeuges möglich sind. Ein Paar von sich radial erstreckenden Verbreiterungen 5o und 52 sind über die Länge des Stößels 42 zwischen der Buchse 38 und dem Stößelkopf 44 vorgesehen. Wie dies aus der Zeichnung erkennbar ist, ist der Querschnitt, der durch den Außenumfang dieser Verbreiterung geschaffen wird, größer als der Querschnittsbereich der Öffnung, die sich durch die Buchse 38 erstreckt.

Die Wirkungsweise der oben stehend beschriebenen Vorrichtung kann deutlicher unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Zeichnungen erläutert werden:

Bei einem auf die äußere Haut dea Puffers 3o aufgebrachten Stoß, der in der Zeichnung durch den Pfeil 53 dargestellt ist, wird die Haut 3o, wie in Fig. 2 dargestellt, verformt. Die Kraft 53 wird über den Stößelkopf 44 übertragen, so daß dadurch eine nach innen gerichtete Bewegung de.s Stößels 42 be-

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dingt vrird. Eine solche Bewegung des Stößels 42 zwingt die Verbreiterung 5o gegen die Endwandung der Buchse 38 und bewirkt somit eine Verformung der Buchse in Anpassung an die Form des Vorsprungs 5o innerhalb der öffnung der Buchse. Wenn die Stoßkraft 53 von ausreichender Größe ist, bewirkt die Verbreiterung 52 eine Verformung der Buchse 38, wenn diese Verbreiterung in die Öffnung der Buchse eintritt. Um den Y/iderstand, der durch die Buchse 38 geschaffen wird, gegenüber den nach innen gerichteten Bewegungen des Stößels 42 zu vergrößern, kann die Verbreiterung 52 einen etwas größeren Querschnitt als die Verbreiterung 5o aufweisen.

Wie dies leicht festgestellt werden kann, ist Energie erforderlich, um eine Verformung der Buchse 38 in Anpassung an die Verbreiterungen 5o und 52 innerhalb der Buchse zu schaffen. Die Kraft, die erforderlich ist, um die Verformung der Buchse 38 zu erreichen, entspricht dem Teil der Stoßenergie, die absorbiert wird. Außerdem wird Stoßenergie aufgrund der Kraft absorbiert, die erforderlich ist, um die äußere Haut 3ο zu verformen.

Nach einem Anstoß des Puffers 1o kann der Puffer wieder in seine ursprüngliche Lage für eine weitere Benutzung dadurch geführt werden, daß im eine der im Bügel 12 vorgesehenen öffnungen 16 ein Stemeisen 54 eingesetzt wird. Das Stemm-

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eisen 54 kann auf diese Weise in Kontakt mit dem inneren Ende des Stößels 42 gebracht werden und in einer Richtung, wie diese durch den Pfeil 56 angezeigt ist, gedreht werden, um damit den Stößel 42 in die in Pig. 1 dargestellte Lage zu bringen. Als Stemmeisen 54 ka,nn jedes an sich hierfür bekannte Element benutzt werden.

Es ist offensichtlich, daß durch die Erfindung ein Energie absorbierender Puffer für ein Kraftfahrzeug geschaffen wird, der nicht nur Zerstörungen des Puffers verringert und vermeidet, die aufgrund kleiner Kollisionen zwischen Kraftfahrzeugen auftreten, sondern auch in der Lage ist, eine große Energiemenge zu absorbieren, um damit die den Puffer umgebenden Konstruktionsteile vor Beschädigungen zu bewahren. Der Energie absorbierende Puffer gemäß der vorliegenden Erfindung ist leicht herzustellen und kann auch leicht in Fahrzeuge eingesetzt werden, die bereits hergestellt sind. Der Puffer ist in einer unendlichen Zahl von Fällen wieder benutzbar.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es sind demgegenüber Abänderungen möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüche;

— Q —

I U 9 8 4 5 / 0 4 5 3 SAD Oft

Claims

• Patentansprüche:

1. Energie absorbierender Puffer für Kraftfahrzeuge mit einer aus Metall bestehenden I'ahrzeugkarosserie, dadurch gekennzeichnet, daß der Puffer (1o) ein starres Tragsystem aufweist mit einer sich dadurch erstreckenden Öffnung, flexiblen stoßaufnehmenden Vorrichtungen, die außerhalb der Tragvorrichtung angeordnet, aber mit dieser verbunden sind, einen Stößel (42), der sich durch die Öffnung erstreckt und mit seinem einen Ende an den stoßaufnehmenden Teilen hinsichtlich nach innen gerichteter Bewegungen anliegt, nachgiebig verformbare Mittel, die an der Tragvorrichtung angeordnet sind und den Stößel (42) umgeben und Schultereinrichtungen an dem Stößel (42) außerhalb der nachgiebig verformbaren Mittel, wobei diese Schulterteile gegen die nachgiebig verformbaren Mittel anstoßen und die letzteren bei einer nach innen gerichteten Bewegung des Stößels (42) aufgrund einer Stoßenergie, die auf die Vorrichtung aufgebracht wird, verformen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Buchse (38) mit einer Öffnung, die sich quer durch die Buchse (38) erstreckt, und eine Vielzahl von sich radial erstreckenden Verbreiterungen (5o, 52) an dem Stößel (42),

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wobei der Querschnitt dieser Verbreiterungen (5o, 52) größer als der Querschnitt der Öffnung in der Buchse (38) isto

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Stößel (42) durch die Buchse (38) erstreckt und in der Bohrung derselben dicht anliegt und an seinem rückwärtigen Ende mit einer Verbreiterung (48) ausgerüstet isto

4· Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (42) mit einem der Kontur der Haut (3o) des Puffers (io) angepaßten Stößelkopf (44) versehen ist.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche;, dadurch gekennzeichnet, daß die Buchse (38) aus Urethan besteht.

6ο Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterungen (5o, 52) des Stößels (42) aus einem Teil mit dem Stößel bestehen.

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