DE19537206C2

DE19537206C2 - Stoßdämpfer

Info

Publication number: DE19537206C2
Application number: DE1995137206
Authority: DE
Inventors: Werner Boehmer
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2015-10-07
Also published as: DE19537206A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßdämpfer als Sicherungs element zwischen einer Stoßstange und dem Rahmen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Personenkraftwagens, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.

Das Verformungsrohr des Stoßdämpfers der DE 39 30 137 C2 besteht aus Kunststoff und ist in ein aus zwei geschmie deten metallischen Lagerschalen bestehendes Widerlager axial unverschiebbar eingespannt. Das Widerlager kann beispielsweise an den Rahmen eines Kraftfahrzeugs ge schraubt sein. Das Formglied umfaßt eine Kolbenstange, welche in Gleitführungen des Widerlagers gelagert ist. Die Kolbenstange steht an beiden Stirnseiten über das Wi derlager vor. An einem Ende ist die Kolbenstange mit einem Anschlußflansch versehen, der z. B. an die Stoß stange eines Kraftfahrzeugs lösbar angeschlagen sein kann. Im mittleren Längenabschnitt besitzt die Kolben stange einen Kolben mit einem zentralen Aufweitwulst. Der maximale Durchmesser des Aufweitwulstes ist größer als der Innendurchmesser des Verformungsrohrs. Neben dem Auf weitwulst sind konische Abschnitte vorgesehen, die in zy lindrische Endabschnitte übergehen, deren Durchmesser dem Innendurchmesser des Verformungsrohrs entsprechen. Kol ben, Kolbenstange und Anschlußflansch sind aus Stahl ge fertigt.

Zur Montage des bekannten Stoßdämpfers ist es erforder lich, zunächst den Kolben etwa mittig des Verformungs rohrs zu Positionieren. Anschließend müssen Verformungs rohr sowie Kolbenstange mit Kolben und Anschlußflansch in das Widerlager eingebettet werden. Dazu ist es notwendig, die beiden Lagerschalen des Widerlagers zu öffnen, das Verformungsrohr in die Zentrierungen der Lagerschalen einzubetten und dann die Lagerschalen miteinander zu ver schrauben.

Es liegt auf der Hand, daß ein derartiger Stoßdämpfer aufgrund seiner vielen Einzelteile eine sehr aufwendige Konstruktion darstellt. Da das Verformungsrohr aus Kunst stoff besteht, besitzt es nur eine geringe Verformungs energieaufnahme.

Durch die DE-OS 22 01 952 ist ein Stoßverzehrelement, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bekannt, das einen Hohl dorn und einen rohrförmigen Aufnahmekörper umfaßt. Der Aufnahmekörper ist mit seinem dem konisch ausgebildeten Stirnende des Hohldorns abgewandten Ende mit dem Fahr zeugrahmen verbunden. Der Hohldorn ist an der Stoßstange befestigt. Die Oberfläche des Hohldorns weist im Abstand voneinander Profilierungen mit gleichem unrunden Außenum riß auf, die um 90° zueinander versetzt sind.

Auf seinem Eindringweg werden die einzelnen Querschnitts abschnitte des Hohldorns durch den Aufnahmekörper ver formt und auf diese Weise ein gewünschtes Kraft/Weg-Ver hältnis eingehalten.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Stoßdämpfer als Sicherungselement zwischen einer Stoßstange und dem Rahmen eines Kraftfahr zeugs, insbesondere Personenkraftwagens, zu schaffen, der einfacher herstellbar ist und bei welchem ein eng tole rierbares Kraft/Weg-Verhältnis auch nach längerem Bereit schaftszustand realisierbar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen.

Die Erfindung sieht nunmehr lediglich zwei Stahlrohre in Form eines Verformungsrohrs und eines Formglieds vor, von denen ein Stahlrohr an der Stoßstange und das andere Stahlrohr am Rahmen eines Kraftfahrzeugs festgelegt und bei einem Crash teleskopartig ineinandergeschoben werden. Dazu besitzt das Formglied einen aus seiner Wandung span los geformten Wulst. Dieser durch Stauchen, Hydroformen, Fließpressen oder Hämmern gebildete Wulst kann punktuell vorgesehen sein. Denkbar sind auch mehrere über den Um fang verteilte Wulste. Ferner kann es sich um einen sich umfangsseitig linienförmig erstreckenden Wulst handeln. Dieser kann über die gesamte oder nur über einen Teil der Umfangslänge des Formglieds verlaufen. Vorstellbar sind auch zwei oder mehrere sich in derselben Quer schnittsebene erstreckende linienförmige Wulste. Die ko nische Aufweitung des der freien Stirnseite des Form glieds zugewandten Einführendes des Verformungsrohrs dient dem zentrierenden Einführen des Formglieds in das Verformungsrohr. Hierbei kann sich an den konisch aufge weiteten Längenabschnitt noch ein kurzer zylindrischer Endabschnitt anschließen, welcher dann der örtlichen Festlegung des Verformungsrohrs dient. Sowohl das Form glied als auch das Verformungsrohr sind auf ihren einan der zugewandten Oberflächen mindestens bereichsweise mit einem wärmebeständigen Langzeitfett versehen. Ein solches Langzeitfett wird insbesondere im Bereich eines Wulstes angebracht, wodurch eine Korrosionsbeständigkeit und Langlebigkeit in diesem Verformungsbereich erzielt wird.

Bei einem Crash dringt mithin das Formglied in das Ver formungsrohr ein, wobei der Wulst das Verformungsrohr weitet, umformt und dadurch gleichmäßig Aufprallenergie absorbiert wird.

Vorteilhaft ist es beim erfindungsgemäßen Stoßdämpfer, daß er einfach und kostengünstig herzustellen ist, in der Bereitschaftsposition im Prinzip unbegrenzt seine ge wünschte Funktionalität beibehält und insbesondere durch eine Abstimmung des Wulstes auf das Verformungsrohr ein äußerst eng tolerierbares Kraft/Weg-Verhältnis verwirk licht werden kann.

Da der Wulst durch Hydroformen mit axialem Nachschicken der Wand des Formglieds hergestellt wird, ist nur ein sehr niedriger Innendruck notwendig, wobei die Fertigung ohne weiteres mit Hilfe einer Formpresse automatisierbar ist.

Nach Anspruch 2 ist der Wulst in einem Abstand zur freien Stirnseite des Formglieds angeordnet, der etwa der Breite des Wulstes entspricht. Dadurch kann bei der ersten Mon tage des Stoßdämpfers das Formglied bereits bis zum Wulst in das Verformungsrohr zentrierend eingeführt werden. Hierbei kann die Stirnseite des Formglieds leicht konisch oder bogenförmig eingezogen oder mit einer umfangsseiti gen Einschubfase versehen sein.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 3. Danach sind mindestens zwei im Abstand von der Stirnseite des Form glieds und auch voneinander angeordnete Wulste vorgese hen, wobei der näher zur Stirnseite liegende Wulst im Querschnitt geringer als der zur Stirnseite entferntere Wulst aufgeweitet ist. Auf diese Weise erfolgt beim Crash eine stufenweise Aufweitung des Verformungsrohrs. Auch wird durch die beiden hintereinander liegenden Wulste das Verformungsrohr stabiler gegen seitliche Kräfte in axi aler Richtung geführt.

Dabei ist es entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 4 von Vorteil, daß die Wulste einen ovalen Querschnitt auf weisen und die kleinen Querschnittsachsen der Wulste län ger als der Außendurchmesser des Formglieds in den zylin drischen Längenbereichen neben den Wulsten bemessen ist.

Weiterhin wird es im Rahmen des Anspruchs 5 als zweck mäßig erachtet, daß im Längsschnitt gesehen jeder Wulst eine bogenförmige Kontur aufweist.

Nach Anspruch 6 können die Wulste gleich breit bemessen sein.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 ist es vorteilhaft, wenn der Abstand zwischen den Wulsten etwa der Breite der Wulste entspricht.

Werden gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 die Wulste mit einem ovalen Querschnitt aufgeweitet und bezüglich ihrer großen Querschnittsachsen um 90° zueinander versetzt an geordnet, ergibt sich der zusätzliche Vorteil einer Ver drehsicherung, verbunden mit einer Ausreißsicherung.

Zur Bereitstellung einer einbaufertigen Einheit ist ent sprechend den Merkmalen des Anspruchs 9 an dem Ein führende des Verformungsrohrs ein Fixierflansch vorgese hen. Dieser z. B. als Blech gestaltete Flansch kann mit dem zylindrischen Endabschnitt des Verformungsrohrs ver schweißt sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 in der Ansicht, teilweise im Schnitt, einen Stoßdämpfer für einen Personenkraftwagen;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 1 entlang der Linien II-II;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 1 entlang der Linie III-III und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Darstellung der Fig. 1 entlang der Linie IV-IV.

Mit 1 ist in der Fig. 1 ein Stoßdämpfer als Sicherungs element zwischen einer nicht näher dargestellten Stoß stange und dem ebenfalls nicht näher dargestellten Rahmen eines Personenkraftwagens bezeichnet.

Der Stoßdämpfer 1 umfaßt ein stählernes Verformungsrohr 2 mit einem kreisförmigen Querschnitt. Der Außendurchmesser AD des Verformungsrohrs 2 beträgt 36 mm und der Innen durchmesser ID 32,2 mm. An den zylindrischen Längenab schnitt 3 des Verformungsrohrs 2 schließt sich ein koni scher Längenabschnitt 4 an. Der Öffnungswinkel α des ko nischen Längenabschnitts 4 beträgt 50°. An den konischen Längenabschnitt 4 schließt sich ein kurzer zylindrischer Endabschnitt 5 an. Dieser weist einen Innendurchmesser ID1 von 40 mm und einen Außendurchmesser AD1 von 45 mm auf.

Das Verhältnis der Längen L, L1, L2 des zylindrischen Längenabschnitts 3, des konischen Längenabschnitts 4 und des Endabschnitts 5 beträgt 8,8 : 1 : 1.

Der zylindrische Endabschnitt 5 durchfaßt eine Bohrung 6 in einem Fixierflansch 7, welcher der Festlegung des Ver formungsrohrs 2 am Rahmen des Personenkraftwagens dient.

Bestandteil des Stoßdämpfers 1 bildet ferner ein aus einem Stahlrohr gebildetes Formglied 8. Das Formglied 8 ist in nicht näher veranschaulichter Weise über ein eben falls nicht näher dargestelltes Ende mit der Stoßstange des Personenkraftwagens verbunden.

Es besitzt über den überwiegenden Teil seiner Länge einen zylindrischen Querschnitt (siehe auch Fig. 2) mit einem Innendurchmesser ID2 von 24 mm und einem Außendurchmesser AD2 von 30 mm.

Die Längsachsen 9 und 10 des Formglieds 8 und des Verfor mungsrohrs 2 verlaufen koaxial zueinander.

An dem dem Einführende 11 des Verformungsrohrs 2 zuge wandten Längenbereich 12 ist das Formglied 8 durch Hydro formen mit axialem Nachschicken der Wandung 13 des Form glieds 8 wulstartig verformt. Es sind zwei im Längs schnitt bogenförmig ausgebildete Wulste 14, 15 im Abstand von der freien Stirnseite 16 des Formglieds 8 vorgesehen. Die Wulste 14, 15 weisen etwa die gleiche Breite B, B1 auf. Der Abstand A zwischen den Wulsten 14, 15 entspricht etwa der Breite B, B1 der Wulste 14, 15. Der der Stirn seite 16 des Formglieds 8 benachbarte Wulst 14 ist in einem Abstand Al von der Stirnseite 16 vorgesehen, die etwa der Breite B des Wulstes 14 entspricht.

Beide Wulste 14, 15 sind im Querschnitt oval verformt. Dabei sind die kleinen Querschnittsachsen QA, QA1 der Wulste 14, 15 größer als der Außendurchmesser AD2 des Formglieds 8 in den zylindrischen Längenbereichen 17, 18 neben den Wulsten 14, 15 bemessen. Die kleine Quer schnittsachse QA des Wulstes 14 beträgt 31 mm, die große Querschnittsachse QA2 33 mm, wohingegen die kleine Quer schnittsachse QA1 des Wulstes 15 31 mm und die große Querschnittsachse QA3 36 mm beträgt.

Es ist ferner zu sehen, daß in der Fig. 1 der Wulst 15 gegenüber dem Wulst 14 um 90° zueinander versetzt ge zeichnet ist. D.h., daß die Wulste 14, 15 bezüglich ihrer großen Querschnittsachsen QA2 und QA3 um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.

Bezugszeichenliste

1

Stoßdämpfer

2

Verformungsrohr

3

zylindrischer Längenabschnitt v.

2

4

konischer Längenabschnitt v.

2

5

Endabschnitt v.

2

6

Bohrung in

7

Fixierflansch

8

Formglied

9

Längsachse v.

8

10

Längsachse v.

2

11

Einführende v.

2

12

Längenbereich v.

8

13

Wandung v.

8

14

Wulst

15

Wulst

16

Stirnseite v.

8

17

Längenbereich v.

8

18

Längenbereich v.

8

A Abstand zw.

14

u.

15

A1 Abstand zw.

16

u.

14

AD Außendurchmesser v.

2

AD1 Außendurchmesser v.

5

AD2 Außendurchmesser v.

8

B Breite v.

14

B1 Breite v.

15

ID Innendurchmesser v.

2

ID1 Innendurchmesser v.

5

ID2 Innendurchmesser v.

8

L Länge v.

3

L1 Länge v.

4

L2 Länge v.

5

QA kleine Querschnittsachse v.

14

QA1 kleine Querschnittsachse v.

15

QA2 große Querschnittsachse v.

14

QA3 große Querschnittsachse v.

15

α Öffnungswinkel v.

4

.

Claims

1. Stoßdämpfer als Sicherungselement zwischen einer Stoß stange und dem Rahmen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Personenkraftwagens, der ein zylindrisches Verformungs rohr und ein in Längsrichtung des Verformungsrohrs verla gerbares, an einem Ende örtlich fixierbares Formglied aus einem zylindrischen Rohr umfaßt, das in dem seiner freien Stirnseite benachbarten Längenbereich auf mindestens einem Teil seines Umfangs wenigstens einen über seine äußere Oberfläche radial vorkragenden Wulst aufweist, dessen Breite um ein Mehrfaches kleiner als die Länge des Verformungsrohrs bemessen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser (AD2) des stählernen Formglieds (8) kleiner als der In nendurchmesser (ID) des am Einführende (11) konisch auf geweiteten und hier örtlich positionierbaren Verformungs rohrs (2) bemessen ist, wobei der wenigstens eine Wulst (14, 15) durch Hydroformen mit axialem Nachschicken der Wandung (13) des Formglieds (8) gebildet ist, und wobei sowohl das Formglied (8) als auch das Verformungsrohr (2) auf ihren einander zugewandten Oberflächen mindestens be reichsweise mit einem wärmebeständigen Langzeitfett be schichtet sind.

2. Stoßdämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (14, 15) in einem Abstand (A1) zur freien Stirnseite (16) des Formglieds (8) angeordnet ist, der etwa der Breite (B, B1) des Wulstes (14, 15) entspricht.

3. Stoßdämpfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Wul ste (14, 15) im Abstand (A) zueinander vorgesehen sind, wobei der näher zur Stirnseite (16) des Form glieds (8) liegende Wulst (14) im Querschnitt gerin ger als der zur Stirnseite (16) entferntere Wulst (15) aufgeweitet ist.

4. Stoßdämpfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulste (14, 15) einen ovalen Querschnitt aufweisen und die kleinen Querschnittsachsen (QA, QA1) der Wulste (14, 15) größer als der Außendurchmesser (AD2) des Formglieds (8) in den zylindrischen Längenbereichen (17, 18) ne ben den Wulsten (14, 15) bemessen sind.

5. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Längsschnitt gesehen jeder Wulst (14, 15) eine bogen förmige Kontur besitzt.

6. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulste (14, 15) gleich breit bemessen sind.

7. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (A) zwischen den Wulsten (14, 15) etwa der Breite (B, B1) der Wulste (14, 15) entspricht.

8. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulste (14, 15) bezüglich ihrer großen Quer schnittsachsen (QA2, QA3) um 90° zueinander versetzt angeordnet sind.

9. Stoßdämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Einführende (11) des Verformungsrohrs (2) ein Fixier flansch (7) vorgesehen ist.