DE19623449A1

DE19623449A1 - Stoßenergie absorbierendes Rohrelement

Info

Publication number: DE19623449A1
Application number: DE1996123449
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Dipl Ing Bayer; Herbert Dipl Ing Mehren; Matthias Dr Ing Nohr
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1996-06-12
Filing date: 1996-06-12
Publication date: 1998-01-02

Description

Die Erfindung betrifft ein Stoßenergie absorbierendes Rohre lement aus einem faserverstärkten Verbundmaterial, insbeson dere zum Abbau von Stoßenergie bei einem Fahrzeugaufprall.

Derartige Rohrelemente sind aus FR 2 698 034 A1 und US 4,829,979 bekannt. Die dortigen Rohrelemente sind beispiels weise mit einem Ende derart in Längsrichtung eines Fahrzeuges an einer Stoßstange gelagert, daß bei einem auf die Stoßstan ge erfolgenden Aufprall ein radiales Aufreißen des Verbundma terials des Rohrelementes an der vorderen Stirnseite erfolgt. Durch diese Auftrennung der Verbundstruktur des Verbundmate rials wird Stoßenergie in äußerst wirksamer Weise und in ei nem hohen Grade absorbiert.

Hiervon ausgehend beschäftigt sich die Erfindung mit dem Pro blem, den Grad der Energieabsorption noch weiter zu steigern und darüber hinaus eine Verbindung zwischen dem Rohrelement und dem Bauteil, an dem sich das Rohrelement im Falle eines Aufpralles mit seinem aufreißenden Ende abstützt, zu schaf fen, die auch nach erfolgtem Aufreißen noch in gewissem Um fang Bestand hat.

Eine Lösung dieses Problems stellt ein gattungsgemäßes Rohre lement mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 dar.

Diese Lösung beruht auf dem Gedanken, das aufreißende Ver bundmaterial des Rohrelementes in dem Lager, in dem das Auf reißen erfolgt, gezielt durch in dem Lager vorgesehene Öff nungen austreten zu lassen. Hierdurch muß zusätzliche Reibung überwunden werden, was den energieabsorbierenden Wirkungsgrad erhöht. Darüber hinaus dienen die Öffnungen dazu, auch bei aufgerissenem Verbundmaterial noch eine Verbindung zwischen dem Rohrelement und dem Lager zu gewährleisten. Eine solche Verbindung wird bei Kraftfahrzeugen gewünscht, um die Fahr zeuge nach einem Aufprall noch abschleppen zu können. Durch die erfindungsgemäßen Lager sind die energieabsorbierenden Rohrelemente insbesondere mit Kraftfahrzeugteilen verbunden, an denen die Fahrzeuge in der Regel abgeschleppt werden.

Um zu Beginn eines Aufpralles, dem ein erfindungsgemäßes Roh relement ausgesetzt ist, in diesem Rohrelement einen üblichen kurzzeitig hohen Verformungswiderstand zu vermeiden, werden an dem zum Aufreißen vorgesehenen Ende des Rohrelementes Auf reißhilfen in dem Verbundmaterial vorgesehen. Diese Aufreiß hilfen können beispielsweise auf dem Umfang des Rohres ver teilte stirnseitige Kerben sein, die dazu dienen, das Ver bundmaterial bevorzugt in die Öffnungen des Lagers beim Auf reißen hineinzuführen.

Die erfindungsgemäßen Rohrelemente können jeweils einzeln in Lagern abgestützt sein. Es ist aber auch möglich, mehrere parallel nebeneinander liegende Rohrelemente in einer gemein samen die erfindungsgemäßen Merkmale aufweisenden Lager abzu stützen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Es zeigen

Fig. 1 das Ende eines sich in einem Lager abstützenden ener gieabsorbierenden Rohrelementes in Ansicht,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Rohrelement nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch das Lager mit dem energieabsor bierenden Rohrelement nach Linie III-III,

Fig. 4 eine Rohrelement-Lagerverbindung in der Darstellung nach Fig. 2 mit einem aufgerissenen Ende des Rohrele mentes,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4 durch die La ger-Rohrelementverbindung bei aufgerissenem Rohrele mentende,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch ein Paar Energie absorbie rende Rohrelemente in einem Doppel-Lager,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII durch das Rohrele mentepaar in Fig. 6,

Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VIII-VIII durch das Doppel- Lager in Fig. 6,

Fig. 9 einen Schnitt nach Linie IX-IX durch die Lagerung ei nes Rohrelementes in dem Doppel-Lager nach Fig. 8.

Ausführungsbeispiel nach Fig. 1-5

Ein Stoßenergie absorbierendes Rohrelement 1 aus faserver stärktem Kunststoff-Verbundmaterial ist an einem seiner Enden in einem Lager 2 befestigt. Über dieses Lager 2 kann das Roh relement beispielsweise mit der Stoßstange eines Kraftfahr zeuges verbunden sein.

In dem Lager 2 liegt das Rohrelement 1 mit seiner Stirnfläche flächenschlüssig in einem Flanschbereich 3 an. An diesem Flanschbereich 3 schließt sich koaxial zu dem Rohrelement ein das Rohrelement 1 fest umschließender Ringsteg 4 an. Die ser Ringsteg 4 besitzt radiale Öffnungen 5, die axial direkt an den Flanschbereich 3 angrenzen. Umfangsmäßig zwischen den Öffnungen 4 verbleiben Längsstege 6.

Im Falle eines Aufpralles auf das von dem Rohrelement 1 abge wandte Ende des Lagers 2 kommt es zu einem energieabsorbie renden Aufreißen des Verbundmaterials des Rohrelementes 1. Bei einem solchen Aufreißen tritt das Verbundmaterial durch die Öffnungen 5 aus dem Ringsteg 4 aus, wie dies aus den Fig. 4 und 5 deutlich erkennbar ist.

Bei einem derart aufgerissenen Ende des Rohrelementes 1 bleibt eine axial kraftübertragende Verbindung zwischen dem Lager 2 und dem Rohrelement 1 erhalten.

Ausführungsbeispiel nach Fig. 6-9

Zwei Stoßenergie absorbierende Rohrelemente 1 sind gemeinsam in einem Doppellager 7 gelagert. Das Doppellager 7 ist fest mit einer Stoßstange 8 eines Kraftfahrzeuges verbunden. Die beiden Lageraufnahmen des Doppellagers 7 zur Aufnahme des je weils zugeordneten Rohrelementes 1 sind entsprechend dem bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzel-Lager 2 ausgebildet. Die Rohrelemente 1 befinden sich außerhalb des Doppellagers 7 in einem Tragteil 9, das jedes der beiden Roh relemente 1 mit jeweils einer Art Hülse 10 umfaßt, wobei die se beiden Hülsen 10 noch über einen Steg 11 miteinander ver bunden sind. Im Falle eines Aufpralles zerlegen sich die bei den Rohrelemente 1 in der gleichen Weise wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Das Tragteil 9 verformt sich dabei, ohne das Zerlegen der Rohrelemente 1 zu beeinflussen.

Claims

1. Stoßenergie absorbierbares Rohrelement aus einem faser verstärkten Verbundmaterial, insbesondere zum Abbau von Sto ßenergie bei einem Fahrzeugaufprall mit längskraftübertragen den Lagern an seinen Enden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines dieser Lager (2, 7) Öffnungen (4) auf weist, durch die aufprallbedingt aufgerissenes Verbundmateri al in vorgebbaren Richtungen austreten kann.

2. Rohrelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Lager (2, 7) das Rohrelement (1) an dessen Umfang mit einem umlaufenden radiale Öffnungen (5) aufweisenden Steg (4) umfaßt, wobei die axial außen liegenden Ränder dieser Öffnungen (5) etwa fluchtend gegenüber den je weils angrenzenden Stirnflächenbereichen des betreffenden Rohrelementes (1) angebracht sind.

3. Rohrelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundmaterial mit einer ein gezieltes auf die Öff nungen (5) der Lager (2) ausgerichtetes Aufreißen ermögli chenden Aufreißhilfe versehen ist.

4. Rohrelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufreißhilfe Sollbruchstellen sind.

5. Rohrelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstellen an der Stirnseite des Rohrelementes (1) angebrachte Kerben sind.

6. Rohrelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere dieser Rohrelemente (1) in Mehrfachlagern (7) zu sammengefaßt sind.