DE19538156C2

DE19538156C2 - Impact damping device for motor vehicles

Info

Publication number: DE19538156C2
Application number: DE1995138156
Authority: DE
Inventors: Edison Fatehpour
Original assignee: IBS GES fur INDUSTRIEBETEILIG
Current assignee: IBS GES fur INDUSTRIEBETEILIG
Priority date: 1995-10-13
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1998-04-23
Anticipated expiration: 2015-10-14
Also published as: DE19538156A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer mechanischen Aufprall- Dämpfungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge mit einem zwischen Stoßstange und Längsträger des Kraftfahrzeugs angeordneten, deformierbaren Element, das beim Aufprall relativ zum Längsträger in Stoßrichtung feststehend ist und einen Ver formungsbereich, der beim Aufprall mit einer an der Stoß stange angeordneten Umformungseinrichtung zum gezielten Verformen zusammenwirkt, sowie einen Reservebereich be sitzt, der beim Aufprall außerhalb des Krafteinwirkungs bereichs der Umformungseinrichtung liegt.The invention is concerned with a mechanical impact Damping device for motor vehicles with an intermediate Arranged bumper and side member of the motor vehicle, deformable element that is impacted relative to the Side member is fixed in the direction of impact and a Ver formation area, which when impacted with a shock rod arranged forming device for targeted Deform cooperates, as well as a reserve area sitting outside of the force when impacted area of the forming device.

Um das Ausmaß der Schäden bei Bagatellunfällen gering zu halten, verwendet man bei Kraftfahrzeugen Deformationsele mente, welche die kinetische Energie des Fahrzeuges in Ver formungsenergie umwandeln, ohne daß der Rahmen des Fahrzeu ges oder auch die relativ teure Stoßstange beschädigt wer den.To minimize the extent of damage in minor accidents hold, one uses deformation elements in motor vehicles elements which represent the kinetic energy of the vehicle in ver convert forming energy without the frame of the vehicle ges or the relatively expensive bumper who damaged the.

In der DE 81 36 450 U1 ist ein Stoßfänger für Kfz beschrie ben, bei welchem sich ein Halteteil bei einem Frontalstoß gezielt verbiegt, ohne daß es zu Beschädigungen an den üb rigen Teilen kommt. Da zur Reparatur die Demontage der Stoßstange notwendig ist, fallen trotz des geringen Mate rialschadens hohe Reparaturkosten an, die sich in erhöhten Versicherungsprämien für das jeweilige Fahrzeug nieder schlagen. Wird ein derartiger Unfallschaden nicht repa riert, muß bei einem weiteren Unfall selbst mit sehr ge ringen Geschwindigkeiten mit einer Beschädigung des Fahr zeugrahmens gerechnet werden, die zu unverhältnismäßig hohen Wiederherstellungskosten führt. DE 81 36 450 U1 describes a bumper for motor vehicles ben, in which a holding part in a frontal impact deliberately bent without causing damage to the over other parts. Since the disassembly for repair Bumper is necessary to fall despite the low mate damage caused by high damage, which increased in Insurance premiums for the respective vehicle beat. If such accident damage is not repa riert, must in a further accident even with very ge wrestle speeds with damage to the driving tool frame are considered to be disproportionate leads to high recovery costs.

Aus der US-PS 3 705 741 ist eine Dämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der zwischen einem mit der Stoßstange verbundenen inneren Zylinderrohr und einem mit dem Fahrzeugrahmen verbundenen äußeren Zylinderrohr un ter starker radialer Vorspannung mehrere über den Umfang verteilte, in einem Käfig geführte Kugeln eingespannt sind. Bei einem Aufprall schieben sich die beiden Zylinderrohre ineinander, wobei die Kugeln Längssicken in die Zylinder rohre eindrücken. Nach dem Unfall werden in einem ersten Schritt die Stoßstange und das innere Zylinderrohr unter Zuhilfenahme eines Wagenhebers wieder nach vorn herausgezo gen, und anschließend wird in einem zweiten Arbeitsschritt, ebenfalls mittels des Wagenhebers und eines Hebels das zu vor von der Stoßstange gelöste innere Zylinderrohr relativ zum äußeren Zylinderrohr um einen bestimmten Winkel gedreht und wieder an der Stoßstange befestigt. Die bekannte Kon struktion hat den Nachteil, daß einerseits die beim Ein drücken von Sicken in die Zylinderrohre zu absorbierende Aufprallenergie nur verhältnismäßig klein ist, aber an schließend sehr große Kräfte gebraucht werden, um die Stoß stange wieder in ihre Ausgangsstellung zu ziehen und die Zylinderrohre relativ zu einander zu drehen, denn dabei müssen ebenfalls Sicken in sie eingedrückt werden. Außerdem ist nicht gewährleistet, daß die Kugeln beim Drehen des in neren Zylinderrohrs ihre Umfangslage relativ zu beiden Zy linderrohren ändern. Wenn sie in einer der zuvor erzeugten Längssicken bleiben, bietet die Dämpfungsvorrichtung beim nächsten Aufprall nur noch einen sehr geringen Widerstand.From US-PS 3 705 741 a damping device is the known type, in which between a the bumper connected inner cylinder tube and one outer cylinder tube connected to the vehicle frame ter strong radial preload several over the circumference distributed balls are held in a cage. In the event of an impact, the two cylinder tubes slide into each other, with the balls longitudinal beads in the cylinder press in tubes. After the accident, the first Step under the bumper and inner cylinder tube With the help of a jack pulled back out to the front gen, and then in a second step, also by means of the jack and a lever relative to inner cylinder tube detached from the bumper to the outer cylinder tube rotated by a certain angle and reattached to the bumper. The well-known Kon The disadvantage of construction is that on the one hand the pressing beads into the cylinder tubes to be absorbed Impact energy is only relatively small, but at closing very large forces are needed to impact the pull the rod back to its original position and the Rotate cylinder tubes relative to each other, because doing so beads must also be pressed into them. Furthermore is not guaranteed that the balls when turning the Neren cylinder tube their circumferential position relative to both Zy change linder pipes. If they are in one of the previously created ones The damping device offers longitudinal beads next impact only very little resistance.

Weiterhin sind hydraulische Pralldämpfer bekannt, die zwi schen der Stoßstange des Fahrzeuges und dem Längsträger an geordnet werden. Der Vorteil hydraulischer Dämpfer liegt darin, daß sie nach einem Aufprall wieder selbsttätig ihre ursprüngliche Stellung einnehmen und daher nach Bagatellun fällen kein Werkstattbesuch notwendig ist. Aufgrund des un günstigen Verhältnisses von Fahrzeuggewicht zu vorhandenem Bauraum ergeben sich jedoch bereits bei geringen Geschwin digkeiten in den Hydraulikzylindern sehr hohe Drücke, die aufwendige und teure Dämpfer erforderlich machen. Der Vor teil hydraulischer Pralldämpfer bei den Raparaturkosten von Bagatellunfällen wird somit durch die teure Herstellung und den damit verbundenen höheren Aufpreis des Fahrzeuges auf gehoben.Hydraulic impact absorbers are also known, the zwi the bumper of the vehicle and the side member be ordered. The advantage of hydraulic dampers is in that they automatically return to their own after an impact take original position and therefore after Bagatellun no workshop visit is necessary. Because of the un favorable ratio of vehicle weight to existing However, space is already available at low speeds very high pressures in the hydraulic cylinders require complex and expensive dampers. The before partly hydraulic impact damper at the repair costs of Minor accidents are thus caused by the expensive manufacture and the associated higher surcharge of the vehicle raised.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine mechanische Dämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaf fen, die mit nur geringem Arbeits- und Kraftaufwand für mehrere Unfälle verwendbar ist.The object of the invention is a mechanical Damping device of the type mentioned fen with little effort and effort for multiple accidents can be used.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Reservebereich in Stoßrichtung hinter dem Verformungsbe reich angeordnet und entgegen der Stoßrichtung zur Verfor mungseinrichtung hin nachstellbar ist.According to the invention the object is achieved in that the Reserve area in the direction of impact behind the deformation area richly arranged and against the direction of the verfor tion device is adjustable.

Durch die gezielte Krafteinleitung wird das deformierbare Element bei einem Aufprall nur in seinem vorderen Bereich verformt, wobei die kinetische Energie des Fahrzeugs aufge nommen wird. Durch einfache Nachstellung des Reservebe reichs ohne Kraftaufwand in die potentielle Umformungszone wird die ursprüngliche Lage der Stoßstange zum Längsträger wiederhergestellt, und die mechanische Dämpfungsvorrichtung erlangt wieder ihre Wirksamkeit. Die Dämpfungsvorrichtung ist so ausgelegt, daß durch die Verformung des Verformungs bereichs des deformierbaren Elementes die Ener gie einer Fahrzeuggeschwindigkeit bis ca. 8 bis 15 km/h absorbiert werden kann, ohne daß weitere Schäden am Fahr zeug auftreten. Der Reservebereich besitzt ungefähr die dreifache Länge des Verformungsbereiches, so daß die Dämp fungsvorrichtung den Aufprall von vier Unfällen dämpfen kann, bevor ein Teileaustausch notwendig wird. In der Regel ist dies, bezogen auf ein Fahrzeugleben, ausreichend, zumal bei Stößen mit geringerer Geschwindigkeit auch nur ein kleinerer Teil des Verformungsbereichs deformiert wird.The targeted application of force makes it deformable Element in the event of an impact only in its front area deformed, the kinetic energy of the vehicle being released is taken. By simply adjusting the reserve Reichs effortlessly into the potential forming zone the original position of the bumper becomes the side member restored, and the mechanical damping device regains its effectiveness. The damping device is designed so that the deformation of the deformation area of the deformable element gie a vehicle speed up to about 8 to 15 km / h can be absorbed without further damage to the driving stuff occur. The reserve area has approximately that three times the length of the deformation area, so that the damping cushion the impact of four accidents can be done before parts need to be replaced. Usually in relation to a vehicle's life, this is sufficient, especially in the case of impacts at a lower speed, only one smaller part of the deformation area is deformed.

Zweckmäßigerweise ist die Stoßstange in Fahrzeuglängsrich tung biegesteif zur Querrichtung am Längsträger geführt, um bei eventuellen Querstößen auf die Stoßstange ein unzuläs siges Verformen des deformierbaren Elements zu vermeiden, das zu einer Verminderung der Funktionsfähigkeit des Sy stems führen könnte.The bumper is expediently in the longitudinal direction of the vehicle tion rigidly guided to the transverse direction on the side member to in the event of cross-impacts on the bumper, inadmissible to prevent the deformable element from deforming, that reduces the functionality of the Sy could lead stems.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das defor mierbare Element in Stoßrichtung durch Selbsthemmung am Längsträger arretierbar und sein Reservebereich entgegen der Stoßrichtung mit geringem Widerstand vom Längsträger weg herausziehbar. Im Vergleich zu anderen Nachstellmög lichkeiten, z. B. einer Verschraubung des deformierbaren Elements in verschiedenen Stellungen, kann eine derartige Vorrichtung in kürzester Zeit ohne großen Werkzeugaufwand wieder in ihre ursprüngliche Lage versetzt werden.In a preferred embodiment of the invention, this is defor mable element in the direction of impact by self-locking on Side members lockable and its reserve area counter the direction of impact with little resistance from the side member can be pulled out. Compared to other adjustment options options, e.g. B. a screw connection of the deformable Elements in different positions, such Device in the shortest possible time without a lot of tools to be returned to their original position.

Um nach einem Bagatellunfall auf einen Werkstattbesuch ver zichten zu können, ist in weiterer bevorzugter Ausgestal tung der Erfindung vorgesehen, daß die mechanische Dämp fungsvorrichtung selbstnachstellend ist, indem unmittelbar oder mittelbar zwischen Stoßstange und Längsträger, paral lel zum Verformungsbereich des deformierbaren Elements ein elastisches Element angeordnet ist, das die Stoßstange mit Vorbelastung gegen einen Anschlag schiebt, der den maxima len Abstand der Stoßstange vom Längsträgerende bestimmt. Bei einem Aufprall wird das zum Längsträger arretierte, de formierbare Element in seinem Verformungsbereich verformt und gleichzeitig das elastische Element komprimiert. Nach dem Aufprall übt das elastische Element eine Kraft entgegen der Stoßrichtung auf die Stoßstange aus, so daß infolge der wegfallenden Selbsthemmung des deformierbaren Elements sich die Stoßstange wieder in ihre Ausgangslage bewegt.To visit a workshop after a minor accident To be able to do without is another preferred form device of the invention provided that the mechanical damper is self-adjusting by immediately or indirectly between bumper and side member, parallel lel to the deformation area of the deformable element Elastic element is arranged which the bumper with Preload against a stop that pushes the maxima len distance of the bumper from the side member end determined. In the event of an impact, the side member, de deformable element deformed in its deformation area and at the same time compresses the elastic element. After the elastic element exerts a force against the impact the direction of impact on the bumper, so that as a result of self-locking of the deformable element disappears the bumper moved back to its original position.

Die Umformungseinrichtung lenkt beim Aufprall das defor mierbare Element beispielsweise um ca 90° quer zur Fahrt richtung um. Der bereits verformte Bereich des deformier baren Elements benötigt dann keinen Raum in Längsrichtung, so daß die Vorrichtung insgesamt kürzer baut. Eine alter native Umformungseinrichtung lenkt das deformierbare Ele ment um 180°, wieder in den Längsträger hinein, um. Eine solche Umformungseinrichtung ist unempfindlicher gegen Querkräfte bei seitlichen Stößen, da sowohl der Reservebe reich als auch der bereits deformierte Bereich am Längsträ ger geführt sind.The deformation device guides the defor in the event of an impact mable element, for example, about 90 ° transversely to the journey direction around. The already deformed area of the deformier baren Elements then does not require any space in the longitudinal direction, so that the device builds shorter overall. An old one native shaping device directs the deformable ele ment by 180 °, back into the side member to. A such a forming device is less sensitive to Lateral forces in the event of side impacts, since both the reserve rich as well as the already deformed area on the longitudinal tract are led.

Im Vergleich zu hydraulischen Pralldämpfern läßt sich eine erfindungsgemäße, mechanische Dämpfungsvorrichtung durch Verwendung von Blechteilen kostengünstig herstellen. Eine Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugarten ist durch Ver änderungen des deformierbaren Elements auf einfache Weise möglich.In comparison to hydraulic impact absorbers, one can mechanical damping device according to the invention Manufacture inexpensively using sheet metal parts. A Adaptation to different vehicle types is possible through Ver Changes to the deformable element in a simple manner possible.

Nachstehend wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher auf Ausführungsbeispiele der Erfindung eingegangen. Es zei gen: In the following, reference will be made to the attached drawings discussed embodiments of the invention. It shows gene:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Dämpfungsvor richtung; Fig. 1 is a schematic diagram of a Dämpfungsvor direction;

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung einer Dämp fungsvorrichtung mit einem um 90° um zubiegenden deformierbaren Element in Schrägansicht; Figure 2 is an exploded view of a damping device with a 90 ° to bend deformable element in an oblique view.

Fig. 3 eine Schrägansicht einer Dämpfungsvor richtung mit einer 180° Umformung; Figure 3 is an oblique view of a Dämpfungsvor direction with a 180 ° deformation.

Fig. 4 einen Schnitt der Dämpfungsvorrichtung nach Fig. 3. Fig. 4 shows a section of the damping device of FIG. 3.

In Fig. 1 ist eine mechanische Dämpfungsvorrichtung 10 ge zeigt, die eine an der Stoßstange (gestrichelt skizziert) angeordnete Umformungseinrichtung 12, eine am Längsträger des Fahrzeugs befestigte Halteeinrichtung 14 und ein zwi schen der Umformungseinrichtung 12, der Halteeinrichtung 14 und dem Längsträger des Fahrzeuges (nicht gezeigt) aufge nommenes deformierbares Element 16 aufweist. Zur Umfor mungseinrichtung 12 gehört ein Führungsblech 18 mit einer viertelkreisförmigen Führungsbahn 20, in die Führungskugeln 22 eingelassen sind, um die Reibung zwischen der Führungs bahn 20 und dem deformierbaren Element 16 gering zu halten. Das Führungsblech 18 ist in Fahrzeuglängsrichtung über eine Abstützung 24 in einer Durchbrechung 25 in der Halteein richtung 14 geführt. Die sehr biegesteife Abstützung 24 hat u. a. die Aufgabe, an der Stoßstange seitlich angreifende Querkräfte unmittelbar an die Halteeinrichtung 14 und damit den Längsträger weiterzugeben, um eine unzulässige Verfor mung des deformierbaren Elements 16 bei diesem Belastungs fall auszuschließen. Am Ende der Abstützung 24 ist ein An schlag 26 vorgesehen, der ein Herausgleiten der Abstützung 24 aus der Durchbrechung 25 der Halteeinrichtung 14 verhin dert und die Verschieblichkeit von Umformungseinrichtung 12 und Stoßstange auf einen maximalen Abstand zum Längsträger begrenzt. Die Abstützung 24 und das Führungsglied mit dem Anschlag 26 können auch baulich getrennt voneinander ausge führt sein.In Fig. 1, a mechanical damping device 10 displays ge, one on the bumper (dashed outlines) are arranged shaping device 12, attached to the longitudinal beam of the vehicle support means 14 and a Zvi the shaping device 12, the holding device 14 and the longitudinal support rule of the vehicle ( not shown) has taken up deformable element 16 . To Umfor tion device 12 includes a guide plate 18 with a quarter-circular guideway 20 , in the guide balls 22 are inserted to keep the friction between the guide track 20 and the deformable element 16 low. The guide plate 18 is guided in the vehicle longitudinal direction via a support 24 in an opening 25 in the holding device 14 . The very rigid support 24 has, inter alia, the task of passing lateral forces acting on the bumper directly to the holding device 14 and thus to the longitudinal member in order to rule out an impermissible deformation of the deformable element 16 in this load case. At the end of the support 24 a to 26 is provided beat, the verhin changed from sliding out of the support 24 from the opening 25 of the retainer 14 and limits the displaceability of transforming means 12 and bumper to a maximum distance from the longitudinal member. The support 24 and the guide member with the stop 26 can also be structurally separate from each other leads.

Die Umformungseinrichtung 12 besitzt weiterhin eine im Mit telpunkt der Führungsbahn 20 drehbar gelagerte Führungsrol le 28. Ihre Aufgabe besteht darin, für eine sichere Anlage des deformierbaren Elements 16 an der Führungsbahn 20 zu sorgen, damit keine unzulässigen Verformungen des defor mierbaren Elements 16 auftreten können. Dieses hat im ge zeigten Ausführungsbeispiel einen U-förmigen Querschnitt (siehe Fig. 2), in welchen die Führungsrolle 28 eingreift. Grundsätzlich können die verschiedensten Querschnittsprofi le in offener und geschlossener Form verwendet werden. Im Drehpunkt der Führungsrolle 28 liegt auch der gelenkige Be festigungspunkt der Stoßstange. Durch ihre drehbare Befe stigung werden Verspannungen bei versetzten Unfällen ver mieden, welche die Funktion der Vorrichtung, die später noch genauer erläutert wird, und eine Demontage der Stoß stange erschweren können.The forming device 12 also has a guide roller le 28 which is rotatably mounted in the center point of the guide track 20 . Your task is to ensure a secure contact of the deformable element 16 on the guideway 20 so that no unacceptable deformations of the deformable element 16 can occur. In the exemplary embodiment shown, this has a U-shaped cross section (see FIG. 2) in which the guide roller 28 engages. In principle, a wide variety of cross-sectional profiles can be used in open and closed form. At the pivot point of the guide roller 28 is also the articulated attachment point of the bumper. Due to their rotatable fastening, tensions are avoided in the case of displaced accidents, which can complicate the function of the device, which will be explained in more detail later, and disassembly of the bumper.

Die Umformungseinrichtung 12 stützt sich mit einem an ihr befestigten Stützbügel 30 an einem elastischen Element 32 ab, das auf der plattenförmigen Haltevorrichtung 14 sitzt. Im Bereich des z. B. aus Gummi bestehenden elastischen Ele ments 32 ist die Platte der Halteeinrichtung 14 nach hinten in Richtung des deformierbaren Elements 16 aufgebogen, wo bei sich das elastische Element 32 entlang der Ausbiegung 34 bis in die Nähe des deformierbaren Elements 16 fort setzt. Zwischen diesem Element und dem Gummipuffer 32 liegt ein an diesem befestigter Klemmbügel 36. Zum deformierbaren Element 16 hin ist er mit einer Sägeverzahnung 38 versehen, die mit einer Sägeverzahnung 40 am deformierbaren Element 16 zusammenwirkt. Die Zähne der Sägeverzahnung 38 des Klem mbügels 36 fallen nach hinten hin ab, die Zähne der Säge verzahnung 40 des deformierbaren Elements 16 steigen nach hinten hin an.The shaping device 12 is supported by a support bracket 30 attached to it on an elastic element 32 which sits on the plate-shaped holding device 14 . In the area of z. B. made of rubber elastic elements 32 , the plate of the holding device 14 is bent backwards in the direction of the deformable element 16 , where the elastic element 32 continues along the bend 34 up to the vicinity of the deformable element 16 . Between this element and the rubber buffer 32 there is a clamp 36 attached to it. Towards the deformable element 16 , it is provided with a saw toothing 38 which interacts with a saw toothing 40 on the deformable element 16 . The teeth of the saw toothing 38 of the clamping bracket 36 fall off towards the rear, the teeth of the saw toothing 40 of the deformable element 16 rise towards the rear.

Das elastische Element 32 übernimmt neben der Funktion ei ner Rückstellfeder zusammen mit dem Klemmbügel 36 auch die Funktion einer Klemmeinrichtung, um für die notwendige Selbsthemmung des deformierbaren Elements 16 bei einer Stoßbelastung zu sorgen. Es ist ohne weiteres denkbar, statt des elastischen Elements 32 beispielsweise eine her kömmliche Schraubenfeder zwischen der Halteeinrichtung 14 und dem Stützbügel 30 anzuordnen und eine separate Klemm vorrichtung oder Verschraubung zwischen der Halteeinrich tung 14 und dem deformierbaren Element 16 vorzusehen.The elastic element 32 takes over in addition to the function egg ner return spring together with the clamping bracket 36 also the function of a clamping device to ensure the necessary self-locking of the deformable element 16 in the event of an impact. It is readily conceivable, for example, to arrange a conventional coil spring between the holding device 14 and the support bracket 30 instead of the elastic element 32 and to provide a separate clamping device or screw connection between the holding device 14 and the deformable element 16 .

Das deformierbare Element 16 hat einen Verformungsbereich 42, der bei einer Krafteinleitung in die Stoßstange in Längsrichtung des Fahrzeugs mit der Umformungseinrichtung 12 zusammenwirkt, und einen Reservebereich 44, in welchem keine Biegemomente angreifen. Am Ende des Reservebereichs 44 ist ein Führungskolben 46 angeordnet, der dem deformier baren Element 16 in einer dem Kolben entsprechenden Führung im Längsträger Halt in Querrichtung gibt.The deformable element 16 has a deformation area 42 , which cooperates with the shaping device 12 in the longitudinal direction of the vehicle when force is introduced into the bumper, and a reserve area 44 , in which no bending moments act. At the end of the reserve area 44 , a guide piston 46 is arranged, which gives the deformable element 16 in a guide corresponding to the piston in the longitudinal support in the transverse direction.

Aus Fig. 2 wird insbesondere der Aufbau der Umformungsein richtung 12 und deren Befestigung an dem Träger 48 der Stoßstange ersichtlich, die mit einer koaxial zur Drehachse der Führungsrolle 28 liegenden Schraube 50 erfolgt.From Fig. 2 in particular the structure of the Umformungsein device 12 and its attachment to the carrier 48 of the bumper can be seen, which is done with a coaxial to the axis of rotation of the guide roller 28 screw 50 .

Die mechanische Dämpfungsvorrichtung 10 ist zur Aufnahme der Bewegungsenergien bei sog. Bagatellunfällen vorgesehen, die meistens Auffahrunfälle aus niedriger Geschwindigkeit sind, wie sie beispielsweise beim Einparken oder an Ampeln vorkommen. Die dabei an der Stoßstange 48 des Fahrzeugs an greifenden Längskräfte werden zunächst über die Schrauben 50 an die Umformungseinrichtung 12 weitergegeben. Sobald diese über den Stützbügel 30 auf das elastische Element 32 wirkt, legt sich infolge dessen gezielter Verformung der Klemmbügel 36 mit der Sägeverzahnung 38 an die Sägeverzah nung 40 am deformierbaren Element 16 an. Somit wird dieses durch die Halteeinrichtung 14 am axialen Eintauchen in den Längsträger des Fahrzeuges gehindert. Der Klemmbügel 36 sollte dabei axial abgestützt sein, damit die nun nahezu vollständig über das deformierbare Element 16 in die Halte einrichtung 14 eingeleitete Aufprallkraft nicht das elasti sche Element 32 überbeansprucht.The mechanical damping device 10 is provided to absorb the kinetic energies in the case of so-called minor accidents, which are mostly rear-end collisions from low speeds, such as occur, for example, when parking or at traffic lights. The longitudinal forces acting on the bumper 48 of the vehicle are first passed on to the shaping device 12 via the screws 50 . Once these acts via the support bracket 30 to the elastic member 32 places as a result of targeted deformation of the clamp 36 with the saw teeth 38 at the Sägeverzah voltage 40 on the deformable element sixteenth This is prevented by the holding device 14 from axially immersing into the longitudinal member of the vehicle. The clamping bracket 36 should be axially supported so that the now almost completely introduced via the deformable element 16 into the holding device 14 impact force does not overstress the elastic element 32 .

Infolge der speziellen Ausbildung der Umformungseinrichtung 12 werden über die Führungsbahnen 20 und die Führungskugeln 22 Querkräfte auf das deformierbare Element 16 ausgeübt, die zur gezielten Entstehung von Biegemomenten und damit einer gezielten Umformung des U-förmigen Profils führen. Dabei bewegt sich die Stoßstange mit der Umformungseinrich tung 12 und der Abstützung 24 in Richtung der Halteeinrich tung 14, wobei der umgeformte Bereich des deformierbaren Elements 16 in Querrichtung aus der Umformungseinrichtung 12 herausgeführt wird. Die Bewegungsenergie des Fahrzeuges wird durch die erforderliche Verformungsarbeit aufgenommen. Die mechanische Dämpfungsvorrichtung 10 ist dabei für die Aufnahme einer bestimmten Maximalenergie vorgesehen, die sich nach der Fahrzeugmasse und der Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt. Bei Geschwindigkeiten bis 15 km/h sorgt sie dafür, daß ausschließlich das deformierbare Ele ment 16 in seinem Verformungsbereich 42 gezielt verformt wird, ohne daß Stoßstange, Umformungseinrichtung 12, Halte einrichtung 14 oder der Längsträger beschädigt werden.As a result of the special design of the shaping device 12 , transverse forces are exerted on the deformable element 16 via the guideways 20 and the guide balls 22 , which lead to the targeted creation of bending moments and thus a targeted shaping of the U-shaped profile. The bumper moves with the Umformungseinrich device 12 and the support 24 in the direction of the holding device 14 , the deformed region of the deformable element 16 being led out in the transverse direction from the shaping device 12 . The kinetic energy of the vehicle is absorbed by the required deformation work. The mechanical damping device 10 is provided for the absorption of a certain maximum energy, which is determined by the vehicle mass and the speed of the vehicle. At speeds up to 15 km / h, it ensures that only the deformable element 16 is deliberately deformed in its deformation region 42 without the bumper, conversion device 12 , holding device 14 or the longitudinal member being damaged.

Nach dem Ende der Krafteinleitung übt das elastische Ele ment 32 über den Stützbügel 30 auf die Umformungseinrich tung 12 eine Kraft in entgegengesetzter Richtung aus. Die dabei in dem deformierbaren Element 16 entstehende Zugkraft führt zu einem Abgleiten der Sägeverzahnungen 38, 40. Da durch verschiebt sich der Reservebereich 44 des deformier baren Elements 16 nach vorne und bildet bei einem eventuell vorkommenden zweiten Unfall den Verformungsbereich 42. Die Länge des Reservebereichs 44 entspricht im Ausgangszustand ungefähr der dreifachen Länge des Verformungsbereichs 42, womit man die normalerweise auftretende Zahl von Bagatell unfällen während eines Autolebens abdeckt.After the end of the application of force, the elastic element 32 exercises a force in the opposite direction via the support bracket 30 on the device 12 Umformungseinrich. The tensile force that arises in the deformable element 16 causes the saw teeth 38 , 40 to slide. As a result, the reserve area 44 of the deformable element 16 moves forward and forms the deformation area 42 in the event of a possible second accident. The length of the reserve area 44 corresponds in the initial state to approximately three times the length of the deformation area 42 , which covers the normally occurring number of minor accidents during a car's life.

Sobald die Umformungseinrichtung 12 wieder die ursprüngli che Lage erreicht hat, legt sich der Anschlag 26 der Ab stützung 24 an die plattenförmige Halteeinrichtung 14 an, so daß ein exakter Abstand zwischen Stoßstange und Längs träger des Fahrzeuges eingehalten wird. Damit ist die Funk tionsbereitschaft der mechanischen Dämpfungsvorrichtung 10 wiederhergestellt, und diese kann bei einem Unfall erneut die vorgesehene maximale kinetische Bewegungsenergie des Fahrzeuges aufnehmen.As soon as the shaping device 12 has reached the original position, the stop 26 of the support 24 is placed on the plate-shaped holding device 14 , so that an exact distance between the bumper and the longitudinal member of the vehicle is maintained. The radio readiness for operation of the mechanical damping device 10 is thus restored, and in the event of an accident it can again take up the intended maximum kinetic kinetic energy of the vehicle.

Bei versetzten Unfällen, bei welchen eine Umformungsein richtung 12 auf einer Seite des Fahrzeuges die gesamte Be wegungsenergie absorbieren muß, sorgt die drehbare Lagerung der Stoßstange dafür, daß es infolge der einseitigen Umfor mungen nicht zu Verspannungen kommt, die das selbsttätige Herausziehen des deformierbaren Elements 16 aus dem Reser vebereich 44 behindern könnten. Bei derartigen einseitigen Unfällen heben sich auch nicht die Querkräfte in den Um formungseinrichtungen 12 gegenseitig auf, die durch die Um biegung des deformierbaren Elements 16 zur Fahrzeugmitte hin entstehen. Damit wirkt auf die Stoßstange 48 eine Quer kraft, die ebenso wie äußere Querkräfte von der Abstützung 24 an die Halteeinrichtung 14 weitergegeben wird. Durch die biegesteife Abstützung 24 wird verhindert, daß das defor mierbare Element 16 vor der Umformungseinrichtung 12 in Querrichtung verbogen wird, wodurch sich die Lage der Stoß stange 48 in Querrichtung zum Längsträger dauerhaft ändern und eine Reparatur durch die Werkstatt erforderlich würde.In offset accidents, in which a Umformungsein device 12 on one side of the vehicle must absorb the entire movement energy Be, the rotatable mounting of the bumper ensures that there are no stresses due to the one-sided Umfor tensions that the automatic pulling out of the deformable element 16th from the reserve area 44 could hinder. In such unilateral accidents, the lateral forces in the order forming devices 12 do not cancel each other out, which arise due to the bending of the deformable element 16 toward the center of the vehicle. This acts on the bumper 48, a transverse force that is passed on to the holding device 14 , as well as external transverse forces from the support 24 . The rigid support 24 prevents the deformable element 16 from being bent in the transverse direction in front of the shaping device 12 , as a result of which the position of the push rod 48 changes permanently in the transverse direction to the side member and would require a repair by the workshop.

Fig. 3 zeigt eine vom Prinzip her ähnliche mechanische Dämpfungvorrichtung 110, die ebenfalls über eine mit der Stoßstange verbundene Umformungseinrichtung 112 und eine am Längsträger befestigte Halteeinrichtung 114 verfügt. Der wesentliche Unterschied im Vergleich zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Dämpfungsvorrichtung liegt darin, daß ein deformierbares Element 116 um 180° umgebogen wird und die Umformungseinrichtung 112 dementsprechend eine halbkreis förmige Führungsbahn 120 aufweist. Die Umformungseinrich tung 112 könnte das deformierbare Element 116 auch oben und unten umgreifen, um ein Aufbiegen der Schenkel des U-förmi gen Profils zu vermeiden oder auf eine bestimmte Schräg stellung zu begrenzen. Zu diesem Zweck wären zusätzlich zur Führungsbahn 120 oben und unten sich radial nach einwärts erstreckende Führungsflächen vorzusehen, die z. B. eine solche Form haben können, daß sich die oberen und unteren Stege des Elements 116 mit zunehmender Biegung nach oben bzw. unten ausspreizen können und nach der 180° Biegung wieder in eine im wesentlichen horizontale Lage gebracht werden. FIG. 3 shows a mechanical damping device 110 which is similar in principle and which likewise has a reshaping device 112 connected to the bumper and a holding device 114 fastened to the side member. The main difference compared to the damping device shown in FIGS. 1 and 2 is that a deformable element 116 is bent through 180 ° and the shaping device 112 accordingly has a semicircular guideway 120 . The Umformungseinrich device 112 could also encompass the deformable element 116 above and below, in order to avoid bending the legs of the U-shaped profile or to limit them to a certain inclined position. For this purpose, in addition to the guideway 120 above and below, radially inwardly extending guide surfaces would be provided which, for. B. can have such a shape that the upper and lower webs of the element 116 can spread with increasing bending upwards and downwards and after the 180 ° bend are brought back into a substantially horizontal position.

Die Umbiegung um 180° ermöglicht es, neben dem noch zu ver formenden Bereich des deformierbaren Elements 16 auch den bereits deformierten Bereich am Längsträger zu führen und so für eine zusätzliche Abstützung in Querrichtung zu sor gen. Schließlich bietet die Umbiegung des Elements 116 um 180° den Vorteil, daß bei einem einseitigen Stoß von vorn, bei welchem nur die Dämpfungsvorrichtung auf einer Fahr zeugseite beansprucht wird, keine Querkräfte entstehen, die über das deformierbare Element 116 und den Stützbügel 130 am Längsträger abgestützt werden müßten.The bend by 180 ° makes it possible, in addition to the region of the deformable element 16 which is still to be formed, to also guide the region which has already been deformed on the side member and thus to provide additional support in the transverse direction. Finally, the bend of the element 116 offers 180 ° the advantage that in a one-sided impact from the front, in which only the damping device on a vehicle side is claimed, no transverse forces arise which would have to be supported on the deformable element 116 and the support bracket 130 on the side member.

Verbessert wird die Führung bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform noch durch eine Befestigungsplatte 115, die an der plattenförmigen Halteeinrichtung 114 angebracht ist und in bestimmtem Längsabstand parallel zu dieser verläuft. Durch die doppelte Führung des deformierbaren Elements 116, die in entsprechender Weise auch bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 vorgesehen sein kann, sowohl in der Halteein richtung 114 als auch in der Befestigungsplatte 115 ist die gesamte mechanische Dämpfungsvorrichtung 110 wesentlich un empfindlicher gegen seitliche oder senkrechte Kräfte und Kippmomente, wie sie beispielsweise bei einem Seitenauf prall entstehen.In the embodiment shown in FIG. 3, the guidance is further improved by a fastening plate 115 , which is attached to the plate-shaped holding device 114 and runs parallel to it at a certain longitudinal distance. Due to the double guidance of the deformable element 116 , which can also be provided in a corresponding manner in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, both in the holding device 114 and in the fastening plate 115 , the entire mechanical damping device 110 is significantly less sensitive to lateral or vertical forces and tilting moments, such as those that occur during a side impact.

Die Umformungseinrichtung 112 stützt sich über einen mit ihr durch Schraubenbolzen 150 gelenkig verbundenen Stützbü gel 130 an einem elastischen Element 132 ab, das axial fest auf der Befestigungsplatte 115 sitzt. Im Unterschied zu der Dämpfungsvorrichtung 10 ist der Stützbügel 130 in der Befe stigunsplatte 115 in Längsrichtung beweglich geführt, was ihm zusätzliche Stabilität verleiht und ein seitliches Aus weichen verhindert.The reshaping device 112 is supported by a support bracket 130 , which is connected to it in an articulated manner by means of screw bolts 150, on an elastic element 132 which is axially fixed on the fastening plate 115 . In contrast to the damping device 10 , the support bracket 130 is movably guided in the stigunsplatte 115 in the longitudinal direction, which gives it additional stability and prevents lateral deflection.

Die Arretierung des deformierbaren Elements 116, die bei einem Unfall dessen Eintauchen in den Längsträger verhin dert, besteht bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform aus einem schräg gestellten plattenförmigen Arretierglied 136, das in der Halteeinrichtung 114 (siehe Fig. 4) an sei ner Hinterkante lose schwenkbar gelagert ist. Das Arretier glied 136 ist zwischen der Befestigungsplatte 115 und der Halteeinrichtung 114 angeordnet, und das elastische Element 132 erstreckt sich mit einem hinteren Teil durch eine Aus nehmung 134 in der Befestigungsplatte 115 und drückt damit das Arretierglied 136 gegen eine Sägeverzahnung 140 am de formierbaren Element 116. Das Arretierglied 136 rastet nach dem Unfall leichter aus der Sägeverzahnung 140 aus als der in Fig. 1 und 2 dargestellte Klemmbügel 36.The locking of the deformable element 116 , which prevents its immersion in the longitudinal member in the event of an accident, consists in the embodiment shown in FIG. 3 of an obliquely positioned plate-shaped locking member 136 which is in the holding device 114 (see FIG. 4) The rear edge is loosely pivoted. The locking member 136 is arranged between the mounting plate 115 and the holding device 114 , and the elastic element 132 extends with a rear part through a recess 134 in the mounting plate 115 and thus presses the locking member 136 against a serration 140 on the deformable element 116th . After the accident, the locking member 136 disengages from the saw toothing 140 more easily than the clamping bracket 36 shown in FIGS . 1 and 2.

Das deformierbare Element verfügt an seinem hinteren Ende über einen Anschlag 146, der verhindert, daß es nach einer Reihe von Unfällen und dem völligen Aufbrauchen des Reser vebereichs aus seiner Führung rutscht.The deformable element has at its rear end a stop 146 which prevents it from slipping out of its guide after a series of accidents and the complete use of the reserve area.

Die Funktion der Halterung der Dämpfungsvorrichtung 110 wird bei der Ausführung nach Fig. 3 und 4 von dem in der Befestigungsplatte 115 geführten Stützbügel 130 mit über nommen. Dieser besitzt am hinteren Ende einen Anschlag 126, der verhindert, daß das elastische Element 132 die Stoß stange zu weit vom Längsträger wegdrückt. Da sich der Stützbügel 130 im Falle eines Aufpralls mit der Stoßstange zusammen in Fahrzeuglängsrichtung verschiebt, ist in der Halteeinrichtung 114 eine Ausnehmung 131 vorgesehen, durch welche der Anschlag 126 ohne Beschädigung hindurchtauchen kann. Alternativ könnte die Halteeinrichtung 114 auch den Weg des Stützbügels 130 nach hinten begrenzen.The function of the holder of the damping device 110 is in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 from the guided in the mounting plate 115 support bracket 130 with over. This has a stop 126 at the rear end, which prevents the elastic element 132 from pushing the push rod too far away from the side member. Since the support bracket 130 moves together with the bumper in the longitudinal direction of the vehicle in the event of an impact, a recess 131 is provided in the holding device 114 , through which the stop 126 can penetrate without damage. Alternatively, the holding device 114 could also limit the path of the support bracket 130 to the rear.

Claims

1. Mechanical impact damping device for motor vehicles with a deformable element ( 16 , 116 ) arranged between the bumper ( 48 ) and the longitudinal beam of the motor vehicle, which element is fixed in the impact direction relative to the longitudinal beam upon impact and has a deformation area ( 42 ), which, in the event of an impact, interacts with a shaping device ( 12 , 20 , 112 , 120 ) arranged on the bumper ( 48 ) for targeted shaping, and has a reserve area ( 44 ) which, during the impact, lies outside the area of action of the shaping device ( 12 , 112 ) , characterized in that the reserve area ( 44 ) is arranged in the direction of impact behind the deformation area ( 42 ) and can be adjusted against the direction of impact towards the deformation device ( 12 , 112 ).

2. Mechanical damping device according to claim 1, characterized in that the bumper ( 48 ) in the longitudinal direction of the tool is rigidly guided to the transverse direction on the longitudinal support.

3. Damping device according to claim 1 or 2, characterized in that the deformable element ( 16 , 116 ) in the direction of impact by self-locking on the side member ( 14 , 114 ) can be locked and its reserve area ( 44 ) against the direction of impact with little resistance from the longitudinal member ( 14 , 114 ) can be pulled out.

4. Damping device according to claim 3, characterized in that the extractability of the deformable element ( 16 , 116 ) from a stop ( 26 , 126 ) be limited, which determines the maximum distance of the bumper ( 48 ) from the side member end.

5. Damping device according to claim 4, characterized in that directly or indirectly between the push rod ( 48 , 12 , 30 , 112 , 130 ) and side members ( 14 , 114 ), parallel to the deformation region ( 42 ) of the deformable element ( 16 , 116 ) an elastic element ( 32 , 132 ) is arranged which pushes the bumper ( 48 ) against the stop ( 26 , 126 ) with a preload.

6. Damping device according to claim 5, characterized in that the elastic element is a rubber buffer attached to the side member ( 32 , 132 ).

7. Damping device according to claim 6, characterized in that the rubber buffer ( 32 , 132 ) the deformable element ( 16 , 116 ) with a clamping or locking device ( 38 , 40 , 136 ) braced, which it is immersed in Side member ( 14 ) prevents.

8. Damping device according to one of the preceding claims, characterized in that between the de formable element ( 16 , 116 ) and the side member ( 14 ) or an associated part ( 32 , 36 , 136 ) a pre-loadable saw toothing ( 38 , 40 ) is provided.

9. Damping device according to one of the preceding claims, characterized in that the Umformungsein direction ( 12 , 112 ) deflects the deformable element ( 16 , 116 ) upon impact by substantially 90 ° transversely to the direction of travel or by 180 °.

10. Damping device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformable element ( 16 , 116 ) has a U-shaped cross section.

11. Damping device according to claim 10, characterized in that the shaping device ( 12 , 112 ) essentially from a corresponding to the profile of the de formable element ( 16 , 116 ) shaped, quarter-circular path ( 18 , 20 ) at a deformation by 90th ° or semicircular path 120 with 180 ° deformation.

12. Damping device according to claim 10 or 11, characterized in that the U-shaped, deformable ele element ( 16 , 116 ) in the shaping device ( 12 , 112 ) between a quarter-circular or semicircular shaped raceway ( 20 , 120 ) and one in the track means Point rotatably mounted guide roller ( 28 ) is guided.

13. Damping device according to one of claims 10 to 12, characterized in that the Umformungseinrich device ( 12 , 112 ) is rotatably connected to the bumper ( 48 ) about the center of the path.

14. Damping device according to any one of claims 10 to 13, characterized in that the deformable Ele ment (16) and the forming means (12) are guided through a rigid support (24) respectively in the openings of a fixed to the longitudinal member holding device (14) in the longitudinal direction , wherein the support ( 24 ) leads transverse forces from the bumper ( 48 ) directly into the holding device ( 14 ).

15. Damping device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the rubber buffer ( 32 ) is arranged in an inclined region ( 34 ) of the holding device ( 14 ), which is open away from the bumper in the direction of the deformable element ( 16 ) extends, the rubber buffer ( 32 ) being braced against the deformable element ( 16 ) on impact.

16. Damping device according to one of the preceding claims, characterized in that the end of the re serving area ( 44 ) is provided with a piston ( 46 ) which is guided in a correspondingly shaped track in the longitudinal carrier.

17. Damping device according to one of the preceding claims, characterized in that the deformable element ( 16 , 116 ) with one or both ends at two spaced apart one behind the other, transverse to the element ( 116 ), attached to the longitudinal member holding plates ( 114 , 115 ) is performed.

18. Damping device according to claim 17, characterized in that the rubber buffer ( 132 ) on the front holding plate ( 115 ) is mounted and extends with an extension therethrough, which on the rear holding plate ( 114 ) pivotally mounted pawl ( 136 ) biased towards locking the deformable element ( 116 ).

19. Damping device according to one of claims 11 to 18, characterized in that on the quarter or semicircular path ( 20 , 120 ) upper and lower guide surfaces for guiding the webs of the U-shaped de formable element ( 16 , 116 ) are attached .