DE1985496U

DE1985496U - Sicherheitslenksaeule mit stossdaempfeinrichtung.

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Publication number: DE1985496U
Application number: DEG38609U
Authority: DE
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1966-12-30
Filing date: 1967-12-15
Publication date: 1968-05-16
Also published as: FR1549884A; US3392599A; DE1630005A1; DE1630005C3; GB1159058A; DE1630005B2

Description

RA.-B026544 15.12.67

15ol2o67 General Motors Corporation.;, Detroit, Mich._o ₉ T₀St₀A₀

St ο s s dämpfvo rri chtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Feuerung "bezieht sich auf eine Stossdämpfvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge₉ bei der Rollen zwischen zwei teleskopartig zueinander beweglichen Bauteilen derart angeordnet sind₉ dass die Rollen bei einem ein teleskopartiges Zusammenschieben der Bauteile verursachenden Zusammenstoss die fortschreitende Yerformung des einen Bauteils bewirken,,

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (britisches Patent 604 815) ₉ bei dem die Rollen als Kugeln ausgebildet sind, sind diese durch Federn nur in leichter Anlage gegen die Bauteile gehalten oder lose zwischen diesen angeordnete Hierbei ist nur der eine Bauteil verformbar_s während der andere als G-egenlage

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dient, um die Kugeln unter Keilwirkung mit dem verformbaren Bauteil au halten, und damit die Aufnahme der Zusammen™ stossenergie au bewirken_o

Sin wesentlicher -Nachteil dieser "bekannten Bauart besteht darin, dass die Grosse der aufzunehmenden Zusammenstossenergie sehr starken Änderungen unterliegt, da die Kugeln hierbei zwischen den beiden Bauteilen ver~ ; keilt werden und daher sehr empfindlich gegen Änderungen ] der Bauheit der Oberfläche, längs der sie sich bewegen, ' sindo Bin weiterer Fachteil besteht bei der Anordnung mit lose zwischen den beiden Bauteilen angeordneten Kugeln darin, dass sie im Betrieb unzuverlässig ist, da die "Vernichtung der Zusammenstossenergie erst dann beginnt^ wenn die Kugeln zwischen den beiden Bauteilen verkeilt sindo Der Feuerung liegt die Aufgabe zu Grunde,

die Nachteile dieser bekannten Bauart zu überwinden,, Hierbei soll eine Stossdämpfvorrichtung der erwähnten Art so ausgestaltet vrerden, dass die Energieaufnahme und/oder der Sollwert der Zusammenbruchkraft in weiten Grenzen leicht eingestellt und sehr genau gesteuert werden kann» Hierbei geht die !Teuerung von der Erkenntnis aus_? dass ein Verkeilen der Kugeln verhindert werden muss, dass vielmehr die Kugeln während der Energievernichtung zwischen den beiden Bauteilen rollen müssen,, Die Feuerung löst hierdurch auch die zusätzliche Aufgabe, die Höhe der Energievernichtung im wesentlichen unabhängig von der !

Rauheit del? Oberflache der Bauteile zu machen ₉ wobei ausserdem gewährleistet ist,- dass_? falls eine Kugel sich verklemmen sollte;, dies die Arbeitsweise der anderen Kugeln nicht beeinflusstοDie Feuerung bezweckt"ferner eine grössere Energievernichtung je Wegeinheit der teleskopartigen Bewegung der Bauteile zueinander zu erzielen,, Schliesslich soll durch die erfindungsgemässe Ausbildung eine grössere Zuverlässigkeit bei einfacher und derber Bauart erreicht werden» !Ferner bezweckt die Erfindung eine Vorrichtung zu schaffen,, die unempfindlich gegen störende Umgebungseinflüsse wie beispielsweise Rost ist«

Die Heuerung besteht darin₉ dass die Rollen zwischen den teleskopartig zueinander beweglichen Bauteilen mit Pestsitz angeordnet sind und aus einem härteren e

Werkstoff als die Bauteile bestehen? so dass die Rollen längs ihrer Berührungsflächen mit den Bauteilen rollen und hierbei unter plastischer Verformung der Bauteile in diesen Buten bilden₀

In weiterer Ausgestaltung der !feuerung ist vorgesehen,, dass die Rollen in zwei/Reihen angeordnet sj.nd. die sich kreisförmig um den Umfang der teleskopartig zueinander beweglichen Bauteile in axialem Abstand vonein ander erstrecken,, Hierdurch wird eine grosse Quersteifigkeit erreichts die Schwingungen oder Schütteln in diesem Bereich unterdrückt₀

Hierbei ist es zweckmässig, wenn die Rollen der einen Reihe in Umfangsriehtung gestaffelt zu den Rollen der benachbarten Reihe liegen, wodurch gewährleistet ists dass die bei der Aufnahme der Zusammenstossenergie gebildeten Hüten frei voneinander bleiben,,

Bach einem weiteren Torschlag der !Teuerung ist vorgesehen, dass die Rollen in einer sehraubenlinienförmigen Reihe liegen, deren Achse mit denen der "teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile zusammenfällt_o Sine derartige Anordnung ist geeignet, eine Vernichtung der Zusammenstossenergie- nicht nur durch reine teleskopartige Bewegung zu bewirken, sondern auch durch eine Drehbewegung oder eine Bewegung mit einer Komponenten in Umfangsriehtung*

Is ist -vorteilhaft, wenn die Härte der Rollen mindestens 2 1/2 maisο gross wie die der teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile gewälüt wird» Auf diese Weise wird erreicht, dass eine Verformung nur an den. teleskopartig zueinander bewegbaren Teilen nicht jedoch an den Rollen eintritt ο

lach einem weiteren Vorschlag der Neuerung ist vorgesehen, dass die Rollen.an den geschlossenen Enden von zugeordneten, vorgearbeiteten Hüten angeordnet sind, derenfreie Enden alle am freien Ende des einen Bauteils der beiden teleskopartig zueinander bewegbaren. Bauteile liegen. Diiöh diese Anordnung ist die Aufnahme

von Zusammenstossenergie in "beiden axialen Richtungen der teleskopartigen Bewegung mögliche

In abgewandelter Weise ist vorgesehen, dass die Rollen an den geschlossenen Snden von zugeordneten vorgearbeiteten I-förmigen luten in den teleskopartig zueinander "bewegbaren Bauteilen sitzen» line derartige Ausgestaltung der Muten erleichtert den Zusammenbau₉ da die Walzen in vorgeformte geradlinige Eliten eingesetzt werden₉ worauf durch eine anschliessende Yerdrehung der teleskopartig zueinander bewegbaren Teile eine recht= winklige lippe gebildet wird₉ durch die sich die L-lorm der Nuten ergibt„

In weiterer Ausgestaltung der Heuerung ist. vorgesehen₉ dass die teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile j zwischen denen die Rollen angeordnet sind₉ den Mantel einer Sicherheitslenksäule bilden, in dem drehbar eine teleskopartig zusammenschiebbar Lenkwelle gelagert istc Hierdurch wird/eine besonders wirtschaftliche Ausgestaltung einer Sicherheitslenksäule erreicht„

Bs ist vorteilhaft, wenn die Rollen in an sich bekannter Weise als Kugeln ausgebildet sind, da sich hierbei Punktberührung mit den teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteilen ergibt-und die Kugeln eine gros.se Widerstandskraft gegen Yerformung aufweisen und leicht herzustellen sind»

Ebenso ist es zweckmässig, wenn die teleskopartig zueinander "bewegbaren Bauteile im Verformungshereich in an sich "bekannter Weise zylindrische Porm aufweisen« Es ergibt sich hierdurch eine gleichmässige Energieaufnahme je Wegeinheit der teleskopartigen Bewegung»

In der Zeichnung äfed Ausfüteungsheispiele Ton Stοssdämpfvorrichtungen nach der Feuerung dargestellte In der Zeichnung ist

Pig₀ 1 eine zum Teil aufgebrochene Teilseitenansieht eines Kraftfahrzeugs mit einer StossdämpfTorrichtung nach der !Feuerung _s Pigο 2 eine zum Teil geschnittene Seitenansicht nach der Mnie 2-2 der Pig» 1 in Richtung der Pfeile gesehen_s

Pigο 3 ein Querschnitt nach der linie 3-3 der Pig,, 2 in Richtung der Pfeile gesehen? Pigο 4 eine perspektiTische Teilansicht des mittleren Teils der Pigο 2,

Pigo 5 eine Teilseitenansicht einer anderen Ausführungsform einer Stοssdämpfvorrichtung nach der !Teuerung ,·"

Pig« 6 ein Querschnitt nach der linie 6-6 der Pigo 5 in Richtung der Pfeile ge sehen;, Pigo 7 ein SchauMld des Verhaltens einer Arasfpirungsform einer Stossdämpfvorrichtung nach der Feuerungj

8 ein Sehaubild des Verhaltens einer anderen ^! Ausführungsform einer Stossdämpfvorrichtung mach der feuerung und

9 eine Kurvenschar, die verschiedene Bauarten : von Stossdämpfvorrichtungen nach der vieüa- ; rung vergleicht ο '

1 zeigt die Verwendung einer StossdämpfvorrichH tung nach der !Teuerung, insbesondere in einem PeEsonenkraft- j fahrzeug, um die Insassen bei einem Zusammenstoss vor Schaden zu bewahreno Der IPahrzeugkörper 10 enthält eine lenksäule 12, i

über die die lenkkraft von einem Handlenkrad 14 im !Fahrgast- [

raum zu einem nicht dargestellten lenkgetriebe über eine j

lenkwelle 16 geleitet wirdo Wie !Figo 2 zeigt, besteht die !

lenkwelle 16 aus zwei teleskopartig zueinander bewegliehen, ^! aber drehfest zueinander angeordneten lenkwellenteilen 18 und 20, die bei einer bestimmten axialen Belastung sich in Richtung dieser Belastung teleskopartig zusammenschieben_o Die lenkwellenteile 18 und 20 sind in ihrer normalen Arbeitslage zueinander durch eingespritzte Eunststoffabscherstifte 22 gehalten, die bei einer bestimmten axialen Belastung abscheren,, Bei normalem Betrieb des !Fahrzeugs ist die lenkwelle 16 drehbar in einem im wesentlichen rohrförmigen \ Mantelrohr 24 gelagert, das aus zwei teleskopartig zueinander ': bewegbaren Bauteilen 26 und 28 bestehtο !

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Eeben dem Handlenkrad 14 ist der obere Bauteil 26 des Mantelrohrs 24 lösbar an einer senkrechten lahrzeugwand 3O₉ beispielsweise dem Instrumentenbrett, durch einen in der einen Richtung abscherbaren Bügel 32 im wesentlichen U-förmiger Gestalt gehaltene Der Bügel enthält einseitig offene Schlitze 34 _s iti denen Lagerbüchsen 36 sitzen,, letztere haben seitliche !Flansche, die den Bügel 32 umfassen und über Abseherstifte 38 aus Kunststoff mit dem Bügel verbunden sind ο Die erwähnten Abscherstifte aus Kunststoff werden durch Spritzen an Ort und Stelle gebildete "Von der Motorhaube des Kraftfahrzeugs reichen Hängebolzen 40 durch Öffnungen in den Büchsen 36, auf die von unten Muttern aufgeschraubt werden₅ wodurch der obere Bauteil 26 des Mantelrohrs in senkrechter Richtung seine Halterung findet» Bei Auftreten einer nach vorn gerichteten axialen Kraft auf den oberen Bauteil 26, die ausreicht, um die Abscherstifte 38 abzuscheren, kann sich der Bügel 32 nach vorn aus den Büchsen 36 bewegen, so dass der Bauteil 26 vom Instrumentenbrett des Fahrzeugs getrennt ist« Bei einer nach rückwärts gerichteten axialen Kraft auf den Bauteil 26 verhindern die Hängebolzen 40 jedoch eine Rückwärtsverlagerung des Bauteils 26 in Bezug zum Instrumentenbrett_o

Der untere Bauteil 28 des Mantelrohrs 24 ist fest über eine Ankerplatte 44 mit dem Brandschott 42 . des Kraftfahrzeugs verbunden, so dass eine axiale Bewegung

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des unteren Bauteils 28 des Mantelrohrs in "beiden axialen Richtungen verhindert ist» Die Ankerplatte 44 enthält einen Bügel, der mit dem unteren Bauteil 28 Yerschweisst ist, während die Ankerplatte selbst über Schrauben mit dem Brandschott verbunden istο

Das Mantelrohr 24 dient ausser der drehbaren lagerung der lenkwelle 16 dazu, eine Stοssdämpfverrichtung zu bilden, die in axialer Richtung bei einem bestimmten Wert einer axialen Belastung zusammenbricht und hierbei die Zusammenstossenergie aufnimmt oäer verteilt»

Wie die S¹Ig₀ 2 und 3 zeigen, sind die beiden Bauteile 26 und 28 des Mantelrohrs 24 einander koaxial überlappend angeordnet, so dass ein Teil des unteren Bauteils 28 geringeren Durchmessers sich in den oberen Bauteil 26 erstreckte Im Bereich der Überlappung sind zwei in axialem Abstand voneinander liegende Reihen von kugelähnlichen Rollen 48 und 50 angeordnet, wobei die Rollen jeder Reihe in Umfangsrichtung gleichen Abstand voneinander haben» Die Rollen der einzelnen Reihen sind hierbei in Umfangsrichtung gesehen zueinander gestaffelt, wie dies !ig» 4 zeigte Die Rollen 48 und jeder Reihe haben eine solche G-rösse, dass sie zwisähian den Bauteilen 26 und 28 mit einem 3?estsitz bestimmter G-rösse sitzen* Mit anderen ¥%>ten heisst das, dass die Durchmesser der Rollen um einen bestimmten Betrag grosser

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sind als der radiale Abstand zwischen den nicht verformten Bauteilen 26 und 28₀ In dem Ausführungsbeispiel, "bei dem die Rollen einer Reine alle die gleiche G-rösse haben, "beträgt deren Durchmesser mehr als 1/2 der Differenzen der Innen- und Äussendurchmesser der sich überlappenden Bauteile 26 und 2S₈,

Der Pestsitz der Rollen zwischen den beiden Bauteilen ist so gewählt, dass die Rollen einen mittleren Berührungsdruck auf die Bauteile ausüben, der oberhalb der Fliessgrenze des Werkstoffes der Bauteile 26 und 28 lüegto Diese Streckgrenze, bei der ein plastisches Fliessen in der Berührungszone eintritt, wird bei gewölbten Berührungsflächen auch Hertz"sehe ELiessgrenze •genannt:-".., die im lalle der "Verwendung von Rollen im allgemeinen einen Wert von 1,1 <, T für Stahl hat, wobei T die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes der Bauteile ist«' Torteilhaft haben die beiden Bauteile 26 und 28 gleiche Härte, wobei der Festsitz zu den Rollen so gewählt ist, dass ein Berührungsdruck in der G-rössenordnung von 1,1 * Y für beide Bauteile herrscht» Die Elastizitätsgrenze T jedes Bauteils ändert sich mit der Art des Werkstoffes, seiner Wärmebehandlung seiner Härtung beim Bearbeiten. Auf jeden Fall ist unabhängig von der angestrebten Energieverteilung durch plastische Verformung in den Bauteilen 26 und 28 die Härte der Rollen grosser als die des weichsten Bauteils zu wählen₀ Wird eine

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plastische Verformung nur in den Bauteilen 26 und 28 angestrebt«, so sohlte die-Härte der Rollen mindestens 2 1/2 mal grosser als die der Bauteile 26 und 28 sein;, die plastisch verformt werden sollen,. Dann ist eine wesentliche Verformung oder ein Bruch der Rollen beim Terf ormnngsVorgang" nicht zu befürchten» Im Ausführungsbeispiel sind für die Rollen 48 und 50 handelsübliche Stahlkugeln von Wälzlagern verwendete Die Bauteile 26 unä 28 bestehen aus handelsüblichen kaltgewalztem weichen Stahl oder Bandstahl mit einer etwa. 1/5 der festigkeit des Rollenwe^kstoffes betragenden festigkeit _o Die Bauteile 26 und 28 werden in zylindrische ]?orm in einem Walzwerk oder einem Stufengesenkwerk geformt und längs der gebildeten Iaht verschweissto In abgewandelter Weise ka,nn die Iaht auch in anderer Weise geschlossen werden oder aber auch eine nahtlose Verformung vorgenommen werden_e Mach der Bildung der zylindrischen !orm werden die Bauteile 26 und 28 über einen Dorn gezogen, um kleinstmög« liehe !Toleranzen der Durchmesser zu erhalten und die Festigkeit zu erhöhen,. In besonderen Pillen kann die letzterwähnte Behandlung indessen auch fortfallen.»

Die Rollen 48 und 50 rollen bei der teleskopartigen Bewegung zwischen den Bauteilen 26 und 28 längs voneinander unabhängiger axialer ¥ege an den Oberflächen der Bauteole und bilden hierbei unter plastischer Yerformung Hüten, in denen die Yerformungsenergie verteilt wirdo

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Die G-rösse der Energieverteilung je Eihheitsweg der Relativbewegung hängt von dem Ausmass oder der Tiefe der plastischen Verformung ab₉ die wiederum γοη dem Berührungsdruclc und damit von der G-rösse des lestsitzes abhängte Soll andererseits die Verformung der Bauteile für verschieden grosse aufzunehmende Energien erzielt werden, ist die relative festigkeit der Bauteile zu der der Rollen entsprechend zu wählen«, Werden die Durchmesser der Bauteile 26 und 28 im Verformungsbereich konstant geha,lten_s so ergibt sich ein konstanter plastischer Pluss für gleiche Ifegeinheiten der teleskopartigen Bewegung,,

Bei der Sieherheitslenksäule 12 wird jede axiale Zusammenstosskraft "beispielsweise vom Handlenkrad 14 nachirorn von dem Bauteil 26 über die Rollen 48 und 50 und den Bauteil 28 auf die Ankerplatte 44 übertragene Die Abstüzung am Brandschott 42 und am Lenkgetriebe des !Fahrzeugs verhindert eine Vorwärtsbewegung des Bauteils und des unteren Lenkwellenteils 18» Ist die Zusammenstosskraft genügend grosse,- um die Befestigung des Bügels 32 zu lösen_s so beginnen die Rollen 48 und 50 längs ihrer Berührungsflächen mit den Bauteilen 26 und 28 abzurollen, wobei sich der obere Bauteil 26 geleskopartig nahh vorn über den unteren Bauteil 28 schiebt. Dies wird dadurch gestattet _? dass die Äbscherstifte 22 zwischen den Lenkwellenteilen 18 und 20 abscheren,, Bei dem Abrollen der Rollen

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und 50 bilden sieh unter plastischer Yerformung der Bauteile 26 und 28 axial liegende Futen, wodurch die Ziisannnenstossenergie allmählich mit fortschreitendem Zusaminensibhieben der Bauteile 26 und 28 verteilt ifird Ms die Relativbewegung zwischen den beiden Bauteilen endet ο

Die beim Aufnehmen der Zusammenstοssenergie gebildeten Hüten ähneln den in Pig« 4 dargestellten Unten· In I¹Ig₀ 4 sind die Bauteile 26 und 28 in ihrer ursprünglichen Anordnung dargestellt» Pur den Zusammenbau kann ein zylindrisches !Futter benutzt we^den₉ dessen G-rösse und Wandstärke so bemessen ist-, dass es zwischen die Bauteile 26 und 28 passt_o Das Putter hat ferner Schlitze zur Halterung der zwei Reihen von Rollen 48 und 50 in der richtigen Zuordnung,, Das Putter wird dann in den Bauteil 26 grösseren Durchmessers eingefügt und mit diesem zusammen auf den Bauteil 28 kleineren Durchmessers gedrückt 9 wobei sieh durch die abwälzenden Rollen luten 48a und 50a in dem innenliegenden Bauteil 28 bilden« Die Rollen 48 und 50 sind dann bei Aufnahme von Zusammenstossenergie in der lage, Port Setzungen der Fetten 48a und 50a in dem Bauteil 28 und entsprechende luten in dem Bauteil 26 zu bilden„

Die Aufnahme der Zusammenstossenergie

über die Rollen 48 und 50 ist auch bei rückwärts gerichteter Zusammenstοsskraft vom lenkgetriebe her₉ wobei

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eine Verformung des Brandschotts 42 eintritt, mögliche In diesem PaIIe wird der Bauteil 28 nach hinten "bewegt und in den oberen Bauteil 26 teleskopartig geschoben, das seinerseits über den Bügel 32 gegen das Armaturen-

brett 30 des Kraftfahrzeugs abgestützt isto ;

I Die Verwendung zweier axialen Abstand vonein- j

ander habenden Reihen von Rollen gemäss dem Ausführungs- ,

beispiel ist besonders nützlich für Sicherheitslenksäulen \ 12, da die Bauteile 26 und 28 an einer relativen Querbewegung zueinander gehindert sind_o Diese verhältnismässig grosse Steifigkeit in Querrichtung vermindert den Einfluss von Schwingungen und damit verknüpfte Ermüdungserscheinungen, die durch vom Rahmen auf die lenksäule übertragene Kräfte bedingt sein können₀ Da die Reihen der Rollen 48 '· und 50 die Bauteile 26 und 28 in Abstand voneinander hai- f

■< ι.

ten, können diese bei der teleskopartigen Bewegung nicht ■ zusammenhaften, selbst wenn diese durch Querkräfte an ihrei Enden durchgebogen werden« Der zweckmässige axiale Ab= stand der Reihen der Rollen voneinander wird am besten auf Grund von Erfahrungen gewählte Die Rollen können in abgewandelter Weise auch in anderer axialer Verteilung als in zwei ausgeprägten Kreisen angeordnet werden*

Die Verwandung der Rollen 48 und 50 ermöglicht auch eine genau bestimmbare Energievernichtung bei Anwesen· heit von Rost oder Zunder, die aus Umgebungseinflüssen oder anderen G-ründen vorliegen können₀ Jede RpUe bewegt

— J. ρ —

sich unabhängig von den benachbarten Rollen ihrer Reihe, so dass irgendwelche makorskopisehen Oberfläehenschäden das Abwälzen der anderen Rollen nicht stören,,

Die Stossdämpfvorrichtung zur Aufnahme kinetischer Energie ist nicht an die teleskopartige Bewegung zwischen den Bauteilen 26 und 28 gebunden,, Bei der abgewandelten Bauform nach den S¹Ig₀ 5 und 6 Z₀Bo sind zwei zueinander bewegliche Bauteile 52 und 54 vorgesehen_s zwischen denen mit ]?estsitz eine schraubenlinienförmige Reihe von Rollen 56 vorgesehen ist» In diesem Palle kann Zusammenstossenergie durch axiale Bewegung in beiden Richtungen und in Umfangsriehtung aufgenommen werden,, Wird einer der beiden Bauteile 52 oder 54 festgehalten, so bewirkt eine schraubenlinienförmige Bewegung des anderen Bauteile beispielsweise längs einer schraubenförmigen Achse senkrecht zur Mittelachse der Schraubenlinie der Rollenreihe 56 das Bilden von schraubenförmigen Nuten durch die abwälzenden Rollen,, Diese Bauform ist auch dann geeignet., wenn die Zusammenstossenergie in Umfangsriehtung zwischen den Zylindern aufzunehmen isto In diesem Palle bilden die einzelnen Rollen vollständige Ringnuten in den beiden Bauteilen, wenn diese zwei volle Umdrehungen zueinander ausgeführt haben«' Bei reiner axialer Belastung entstehen in den beiden Bauteilen axiale Hüten ähnlich wie bei der Bauform nach den !Figo 1 bis 4»

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dem Schaltbild gemäss Mg» 7 ist über der Abweichung in mm die Belastung in kg aufgetragene Das Sehaubild gilt für eine Stοssdämpfvorrichtung gemäss den Pig. 1 bis 4 mit axial zueinander beweglichen zylindrischen Bauteilen folgender Abmessungen⁰

Bauteil 28s Aussendurchmesser 50,95 mm, Wandstärke I₉65 mm_o

Bauteil 26t Innendurchmesser 56_s92 mm, Wandstärke I₅65 mm»

Werkstoff beider Bauteile SAl=IOlO kaltgewalzter aluminiumgesehreckter Bandstahl mit einer Härte R-. 55-60.

Die Bauteile wurden mit geschweisster Naht gebildet und auf die angegebenen Innen·=· und Aussendurchmesser über den Dorn gezogen, wobei eine Zunahme der Härte auf etwa 70 Rockwell B erreicht wurdeο Die Kugeln liaben einen Durchmesser von 3,10 mm und sind in zwei kreisförmigen Reihen zu je 8 Kugeln vorgesehen^ Der ι lestsitz zeigte also eine Toleranz von 0,105 mm_o Die j Kugeln bestehen aus Stahl SAl-IOlO und haben eine Härte j

von 60 Rockwell C₀ Aus Pigo 7 ergibt sich, dass bei dieser j Ausbildung eine Zusammenbruchkraft von etwa 115 kg er- j forderlich ist bevor die Kugeln sich abzuwälzen beginnen ι und dass die Belastung zur !Fortsetzung unter Verformung ^; der Bauteile 26 und 28 im wesentlichen konstant bleibt, bis die Zusammenstossenergie vollständig aufgenommen isto

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Das SchauMld gemäss Pig ο 8 zeigt die

Verhältnisse "bei einer ähnlichen Bauart „ In diesem lalle sind Kugeln τοη 3?12 mm Durehmesser verwendet worden, wobei die Bauteile 26 und 28 in gleicher Weise ausgebildet sind* Zum Einleiten der Abwälzbewegung der Kugeln ist hier eine Last τοη etwa 180 kg erforderlich, die während der Aufnahme der Zusammenstossenergie im wesentlichen konstant bleibtο Diese beiden Beispiele zeigen, dass ein weiter Bereich τοη Möglichkeiten durch die Feuerung gegeben ist» Dier aufgezeigten Unterschiede sind allein durch Inderung des Pestsitzes der Kugeln zwischen den beiden Bauteilen erzielt₀ Ein ähnlich welter Bereich kann durch Inderungen der Materialeigenschaften der Bauteile 26 und 28 erzielt werden«=

In dem Schaubild nach Pig₀ 9 sind mehrere Zurren zum Vergleich verschiedener Bauformen τοη Stos-sdämpfTorrichtungen nach der Neuerung dargestellte Diese sind entsprechend der Bauform nach den I¹Ig₀ 1-4 ausgebildet, wobei ,jeweils zwei Reihen τοη Tier bzw« fünf bzw« sechs bzw» acht Kugeln Terwendet sindo Die zugeordneten Bauteile 26 und 28 entsprechen den oben erwähnten Angaben, während die Kugeldurchmesser Teränderlich sind, so dass sich verschiedene Toleranzen des Pestsitzes ergebene In dem Schaubild nach Pig„ 9 sind über der Toleranz des Pestsitzes die axialen Kräfte in kg aufgetragen» Die Bau%t.

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mit kleinerer Anzahl von Kugeln je Reihe gibt einen grösseren loleranzbereieh für den Pestsitz "bei einem gegebenen schmalen Bereich der Zusammenbruchkraft. Eine grössere Energieaufnahme ist erreichbar, wenn eine grössere | Anzahl von Kugeln je Reihe Torgesehen wird, also in den j 'Bauteilen zusätzliche örtliche Verformungen entstehen»

Durch die Feuerung wird somit eine äusserst wirksame und einfach aufgebaute Stossdämpfvorrichtung geschaffen, die für die verschiedenartigsten Zwecke ausgelegt werden kann und die G-rösse der Zusammenbruchkraft lediglich durch geeignete Wahl der Toleranzen des Pestsitzes und der Materialeigenschaften zu wählen gestattete Die durch das Abwälzen der Rollen bedingte Energieaufnahme erfordert keineswegs eine tiefgehende plastische Verformung

wie sie in Pig„ 4 angedeutet ist, da beträchtliche Energie- j mengen auch dann verteilt werden können, wenn ein mittlerer j Berührungsdruck eingestellt wird, der oberhalb oder nahe der Pliessgrenze von 1.1 « T liegt und eine bleibende plastische Verformung geringerer Tiefe bedingt» Sollen tiefe Hüten in den"Bauteilen gebildet werden, so ist ein mittlerer Berührungsdruck der Rollen in der G-rössenordnung von 3 ο X und mehr zu wählen,,

Die zu verformenden Bauteile müssen nicht notwendigerweise zylindrische Porm aufweisen, sie könne unterschiedliche Querschnitte erhalten, also beispielsweise

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dreieckig oder Tiereckig sein, in denen durch Rollen o.dgl« ebenfalls Futen eingegraben werden können₀ Die Rollen ■brauchen nicht notwendigerweise kugelförmige Gestalt zu haben, sie können kurze zylindrische Walzen oder tonnenförmige Walzen oder Scheiben usw* sein, sofern sie nur geeignet sind, die Bauteile zu verformen und ungehindert bei der Yerformung abzuwälzen,,

Es ist ferner möglich, die Verwendung einer Stossdämpfeinrichtung nach der Feuerung nicht auf einen einmaligen Zusammenstoss zu beschränken, vielmehr ist sie mehrfach einsetzbar» Bei der Bauform nach öen 5¹Ig₀ 1-4 beispielsweise können die Bauteile 26 und 28 nach der ersten Energievernichtung etwas zueinander verdreht erneut zusammengebaut werden, wobei die Rollen 48 und 50 so eingesetzt werden, dass weitere in Achsrichtung liegende Hut en la den Bauteilen bei einem späteren Zusammenstoss gebildet werden können* Palis gewünscht;, können die Bauteile 26 und 28 zueinander gedreht werden, nachdem die Rollen 48 und 50 in der ursprünglichen Art und Weise eingesetzt worden sind* Die Anordnung kann auch so getroffen werden, dass eine Energieaufnahme auch dann erfolgt, wenn die beiden Bauteile sich teleskopartig voneinander fortbewegen-

Ähnliche Abwandlungen sind auch bei der zweiten Bauform nach den Pig_o 5 und 6 möglich« Weiterhin ist es auch möglich, die Rollen zwischen die Zylinder in anderer Weise einzubringen So können die Rollen frei in

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gestanzte oder in anderer Weise vorgeformt kurze Unten der Bauteile eingesetzt werden, worauf eine Relativverdrehung der Bauteile zueinander vorgenommen wird, um die Rollen mit dem gewünschten Eestsitz zwischen den Zylindern anzuordnen, worauf sie zur Aufnahme von Zusammenstossenergie "bereit sind,,

Wird eine Stossdämpfvorrichtung gewünscht, "bei der die Anfangsbelastung, "bei der das Zusammenschieben der Bauteile 26 und 28 erfolgt, verhältnismässig gering ist und dann während der fortschreitenden teleskopartigen Bewegung ansteigt, so kann dies auf verschiedene Weise ermöglicht werden. Beispielsweise kann an einem oder "beiden Bauteilen 26 mnd 28 der mit dem anderen Bauteil zusammenarbeitende Durchmesser veränderlich, sein, so dass die !Toleranz des !Festsitzes der Rollen zwischen den "beiden Bauteilen sich während der teleskopartigen Bewegung der Bauteile zueinander ändert» ]?emer kann die Wandstärke der Bauteile veränderlich sein, so dass sich ein veränderlicher Widerstand gegen die plastische Yerformung ergibtο

In bestimmten !Fallen kann es günstig sein, eine verhältnismässig flache Kurve der axialen Kraft entsprechend den Schaubildern nach den 5¹Ig₀ 7 und 8 vorzuziehen, wobei jedoch eine geringere axiale last zu Beginn der teleskopartigen Bewegung erwünscht ist- In diesem '!Falle kann bei dem Zusammenbau der Stossdämpfvorrichtung wie an Hand der Pig»4 beschrieben vorgegangen

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werden,, so dass durch plastische Verformung Furten gebildet werden,, worauf die Rollen um einen bestimmten Weg zurückgezogen werden,, In diesem lalle bewegen sich, die Rollen zu Beginn des Zusammenschiebens der Bauteile 26 und 28 zunächst längs der vorgeformten Hüten bevor sie unter plastischer Verformung der beiden Bauteile die Fortsetzung dieser Hüten "bewirken,

Stοssdämpfvorrichtungen nach der Neuerung können nicht nur in Sicherheitslenksäulen von Kraftfahrzeugen Verwendung finden,, sondern auch als Stossdämpfer für Kraftfahrzeuge und andere der Sicherheit des !Fahrzeugs dienende Einrichtungen,, Ebenso ist ein Einsatz im Haushaltsbetrieb oder in luftfahrzeugen möglicho

Stossdämpfvorrichtungen nach der feuerung können mit einer sehr genau bestimmten Energieaufnahme ausgelegt werden und einer Vielzahl von Zusammenbruch,-kräften angepasst werden? wobei diese Anpassung in einfachster Weise vorzunehmen isto Trotzdem ergibt sich eine kompakte Bauart, die verhältnismässig wenig von Umgebungseinflüssen abhängig isto Perner ist der Aufbau einfach und die Herstellung im Rahmen der Massen·^ fertigung billige

Claims

Io Stossdämpfvorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge 5 bei der Rollen zwischen zwei teleskopartig zueinander "bewegbaren Bauteilen derart eingesetzt sind, dass die Rollen "bei einem ein teleskopartiges Zusammenschieben der Bauteile verursachenden Zusammenstoss die fortschreitende Verformung des einen Bauteils bewirken, dadurch gekennzeichnet;, dass die Rollen ('48,5Oj56) zwischen den teleskopartig zueinander beweglichen Bauteilen (26,28° 54s52) mit Pestsitz angeordnet sind und aus einem härteren Werkstoff als die Bauteile bestehen₉ so dass die Rollen längs ihrer Berührungsflächen mit den Bauteilen rollen und hierbei unter plastischer Verformung der Bauteile in diesen Hüten bilden,,

2„ Stοssdämpfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (48?50) in zwei Reihen angeordnet sind, die sich kreisförmig um den Umfang der teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile (26,28) in axialem Abstand voneinander erstrecken (]?igo 4)# 3» Stossdämpfvorrichtung nach Anspruch 2₉

dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (48) der einen Reihe in Umfangsrichtung gestaffelt zu den Rollen (50) der benachbarten Reihe liegen.,

4o StossdämpfTorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet., dass die Rollen (56) in einer sehra,ubenlinienf ormigen Reihe liegen₉ deren Achse mit denen der teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile (52₉54) zusammenfällt (3?ig<, 5) ο

5c StossdämpfTorrichtung nach einem der

Ansprüche 1 "bis 4₉ dadurch gekennzeichnet₉ dass die Härte der Rollen (4S₉5Oj56) mindestens 2₉5 mal so gross wie die der teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile (26₉285545 52) ist.

60 StossdämpfTorrichtung nach- einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5_S dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4S₉50) an den Enden τοη zügeordneten₉ vorgearbeitet en Hut en (4Sa₉ 5Oa) angeordnet sind₉ deren freie Enden alle am freien Ende des einen Bauteils (28) der beiden teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile (26₉ 28) liegen.-

70 StossdämpfTorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5₉ dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (4S₉50) an den geschlossenen Enden τοη zugeordneten Torgearbeiteten I-förmigen Faten in den teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteilen (26₉23) sitzen₀

80 StossdämpfTffirrichtung nach einem der Torhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet₉ dass die teleskopartig zueinander bewegbaren Bauteile (26₉28)

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54_?52)₅ zwischen denen die Rollen (48_?50_s°56) angeordnet

sind5 den Mantel einer Sicherheitslenksäule MIden, in ι

der drehbar eine teleskopartig zusammenschiebbare lenk= ^!

welle (16) gelagert ist» !

9ο Stossdämpfvorrichtung nach einem der ^! vorhergehenden Ansprüche., dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (48,50|56) in an sieh bekannter Weise als Kugelnj;

a,usgeMldet sind«

10. Stοssdämpfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die teleskopartig zueinander "bewegbaren Bauteile (26₉28j 54s52) in an sich bekannter Weise im Yerformungsbereich zylindrische IPorni aufweisen,,