DE19904530A1 - Impact absorber for vehicle bumper etc. has differential cylinder connected to pressure system for applying variable force with controllable force-distance characteristic - Google Patents

Impact absorber for vehicle bumper etc. has differential cylinder connected to pressure system for applying variable force with controllable force-distance characteristic

Info

Publication number
DE19904530A1
DE19904530A1 DE1999104530 DE19904530A DE19904530A1 DE 19904530 A1 DE19904530 A1 DE 19904530A1 DE 1999104530 DE1999104530 DE 1999104530 DE 19904530 A DE19904530 A DE 19904530A DE 19904530 A1 DE19904530 A1 DE 19904530A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
force
shock absorber
pressure
pressure system
force element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1999104530
Other languages
German (de)
Inventor
Frank Schroeter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE1999104530 priority Critical patent/DE19904530A1/en
Publication of DE19904530A1 publication Critical patent/DE19904530A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F13/00Units comprising springs of the non-fluid type as well as vibration-dampers, shock-absorbers, or fluid springs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/50Special means providing automatic damping adjustment, i.e. self-adjustment of damping by particular sliding movements of a valve element, other than flexions or displacement of valve discs; Special means providing self-adjustment of spring characteristics
    • F16F9/512Means responsive to load action, i.e. static load on the damper or dynamic fluid pressure changes in the damper, e.g. due to changes in velocity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

The impact absorber includes a first force element (1) with an effective surface (11) which is displaced in accordance with a preset force-distance characteristic in response to an external force (Fwirk). A second force element (2) is fixed to the effective surface (11) and exerts a variable force (Fvar) upon the effective surface in accordance with a controllable force-distance characteristic. The second force element includes a differential cylinder (21) connected to a pressure system (3) for exerting a working pressure in the cylinder sections (24,25) adjoining a piston (22).

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßabsorber mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a shock absorber with the features according to the preamble of claim 1.

Stoßabsorber sind als Einrichtungen zur Aufnahme kurzzeitiger Kraftstöße zum Schutz aufeinanderprallender Gegenstände bei­ spielsweise in der Automobiltechnik als Lenksäulenvorverlage­ rung, Knieschutz oder anderweitiger Stoßfänger allgemein be­ kannt. Ein erster Typ eines herkömmlichen Stoßabsorbers nimmt die bei Ausübung einer äußeren Wirkkraft übertragene Energie mit einem Deformationselement (z. B. Rollblech, Wellrohr oder dgl.), einem Verdrängungselement oder zerstörenden Elementen (z. B. Reißlasche) auf. Derartige Stoßabsorber sind durch einen einmaligen, irreversiblen Arbeitshub mit einer vorbestimmten Kraft-Weg-Kennlinie gekennzeichnet. Die äußere Wirkkraft wird auf eine Wirkfläche ausgeübt, die sich in Abhängigkeit von der vom Stoßabsorber ausgebildeten Gegenkraft verschiebt. Bei einem zweiten Typ herkömmlicher Stoßabsorber sind aktiv wir­ kende Hydraulikeinrichtungen vorgesehen, bei denen die Ener­ gieaufnahme dadurch erfolgt, daß die äußere Wirkkraft an einem Druckfluid Arbeit verrichtet.Shock absorbers are short-term as devices for recording Power surges to protect colliding objects for example in automotive engineering as a steering column advance general, knee protection or other bumpers knows. A first type of conventional shock absorber takes the energy transferred when exercising an external force with a deformation element (e.g. roll plate, corrugated pipe or Like.), A displacement element or destructive elements (e.g. pull tab). Such shock absorbers are by one unique, irreversible stroke with a predetermined Force-displacement characteristic marked. The external power is exerted on an active surface which is dependent on the counterforce trained by the shock absorber. At We are active in a second type of conventional shock absorber kende hydraulic devices provided in which the Ener Gi recording takes place in that the external active force on one Pressurized fluid does work.

Die herkömmlichen Stoßabsorber sind aus den folgenden Gründen nachteilig. Beim ersten Stoßabsorbertyp kann ein einmal ge­ starteter Arbeitshub weder gesteuert noch angehalten werden. Der Arbeitshub ist irreversibel, so daß der Stoßabsorber nach Einsatz ersetzt oder aufwendig neu eingerichtet werden muß. Der Arbeitshub wird durch die voreingestellte Kraft-Weg- Kennlinie bestimmt. Diese Kennlinie ist für einen gegebenen Stoßabsorber unveränderlich, so daß z. B. die Bedingungen einer realen Stoßkrafteinwirkung (Schwere des Aufpralls bei einem realen Unfall, Größe oder Gewicht der zu schützenden Fahr­ zeuginsassen oder dgl.) nicht berücksichtigt werden. Falls die Wirkkraft beispielsweise kleiner als die voreingestellte Gegenkraft des Stoßabsorbers ist, so kann dieser seine Funktion nicht erfüllen. Daher stellen die in der Praxis rea­ lisierten Absorberkennlinien in der Regel einen Kompromiß aus verschiedenen, gegebenenfalls gegenläufigen Anforderungen dar. In jedem Fall basieren die voreingestellten Kennlinien auf früheren Entwicklungsergebnissen. Neue Erkenntnisse zur Wir­ kung bestimmter biomechanischer Belastungen bei einem Unfall lassen sich lediglich durch Einbau neuer Stoßabsorber mit ent­ sprechend angepaßten Kennlinien berücksichtigen. Der entschei­ dende Nachteil des zweiten Stoßabsorbertyps besteht darin, daß die Hydraulikeinheiten mit Reaktionszeiten wirksam werden, die für die meisten Anwendungsfälle unannehmbar lang sind. Außer­ dem sind Hydraulikeinrichtungen verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und störanfällig, so daß der zweite Stoßabsorbertyp lediglich eine eingeschränkte Funktionssicherheit besitzt.The conventional shock absorbers are for the following reasons disadvantageous. In the first type of shock absorber, a single ge started working stroke are neither controlled nor stopped. The working stroke is irreversible, so that the shock absorber after Insert must be replaced or laboriously set up again. The working stroke is determined by the preset force-travel Characteristic curve determined. This characteristic is for a given Shock absorber invariable, so that, for. B. the conditions of a real impact force (severity of impact at a  real accident, size or weight of the driver to be protected inmates or the like) are not taken into account. if the Effective, for example, less than the preset Is counter force of the shock absorber, this can be his Do not perform function. Therefore, in practice they are rea absorber characteristics usually compromise different, possibly conflicting requirements. In any case, the preset characteristics are based on previous development results. New knowledge about us of certain biomechanical loads in an accident can only be achieved by installing new shock absorbers take into account the correspondingly adapted characteristics. The decision The disadvantage of the second type of shock absorber is that the hydraulic units take effect with response times that are unacceptably long for most applications. Except hydraulic systems are relatively complicated built up and prone to failure, so that the second shock absorber type only has limited functional reliability.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Stoßab­ sorber anzugeben, mit dem die Nachteile der herkömmlichen Stoßabsorber überwunden werden und der insbesondere die Aus­ übung anwendungsabhängig steuerbarer Gegenkräfte, d. h. eine veränderliche Kraft-Weg-Kennlinie, ermöglichen soll.The object of the invention is to provide an improved shock absorber sorber specify the disadvantages of conventional Shock absorbers can be overcome and especially the off Exercise counter-controllable application forces, d. H. a variable force-displacement characteristic, should enable.

Diese Aufgabe wird durch einen Stoßabsorber mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An­ sprüchen.This task is carried out by a shock absorber with the characteristics solved according to claim 1. Advantageous embodiments and Applications of the invention result from the dependent An sayings.

Die Grundidee der Erfindung besteht in der Ausbildung eines Stoßabsorbers als parallele Schaltung von einem ersten Kraft­ element mit einer vorbestimmten, fest voreingestellten Kraft- Weg-Kennlinie und einem zweiten Kraftelement mit einer varia­ blen Kraft-Weg-Kennlinie. Das erste Kraftelement ist zur Aus­ bildung einer fixen Kraft als Gegenkraft zur äußeren Wirkkraft eingerichtet. Der Aufbau des ersten Kraftelements entspricht im wesentlichen dem eines an sich bekannten mechanischen Stoß­ absorbers vom oben angegebenen ersten Typ. Das zweite Kraft­ element ist als aktiver Stoßabsorber mit variabler oder steuerbarer Kraft-Weg-Kennlinie aufgebaut. Gemäß einer bevor­ zugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt das zweite Kraft­ element einen beidseitig wirkenden Hydraulikzylinder in Ver­ bindung mit einem Drucksystem, das vier Ventile aufweist, die betriebszustandsabhängig die Zylinderabschnitte des Hydrau­ likzylinders mit einem einstellbaren Arbeitsdruck beaufschla­ gen oder druckfrei lassen. Die vom zweiten Kraftelement ausge­ übte variable Kraft wird anwendungsabhängig eingestellt. Die variable Kraft kann ebenfalls eine Gegenkraft zur äußeren Wirkkraft oder eine Zusatzkraft zur äußeren Wirkkraft ausbil­ den.The basic idea of the invention is the formation of a Shock absorber as a parallel circuit from a first force element with a predetermined, pre-set force Path characteristic curve and a second force element with a varia blen force-displacement characteristic. The first force element is out  formation of a fixed force as a counterforce to the external active force set up. The structure of the first force element corresponds essentially that of a mechanical shock known per se absorbers of the first type specified above. The second force element is as an active shock absorber with variable or controllable force-displacement curve built. According to one before preferred embodiment of the invention comprises the second force element a double-acting hydraulic cylinder in Ver binding to a pressure system that has four valves that The cylinder sections of the Hydrau depending on the operating status Apply an adjustable working pressure to the likzylinders or pressureless. From the second force element The variable force used is set depending on the application. The variable force can also be a counterforce to the outside Active power or an additional force to the external active power train the.

Ein erfindungsgemäßer Stoßabsorber besitzt die folgenden Vor­ teile. Die Kennlinie des Stoßabsorbers ist eine Überlagerung der Kennlinien der Kraftelemente. Die Steuerbarkeit der varia­ blen Kraft (Kennlinie des zweiten Kraftelements) ermöglicht eine anwendungsabhängige Anpassung der Stoßabsorbercharakteri­ stik und insbesondere eine Reaktion auf unterschiedliche Auf­ prallbedingungen (Crashschwere und Insassenparameter). Damit lassen sich geringere biomechanische Belastungen von Fahr­ zeuginsassen im Rahmen der physikalischen Grenzen erzielen. Bei Einsatz einer geeigneten Steuereinrichtung sind beliebige variable Kraft-Weg-Kennlinien erzielbar. Damit lassen sich ohne Systemausbau auch neue Erkenntnisse zu den Aufprallbe­ lastungen durch eine Änderung der Ansteuerung berücksichtigen. Im Einsatzfall kann ein Teil der erforderlichen Gegenkräfte zur Wirkkraft durch die fixe Kraft übernommen werden. Dies er­ möglicht eine Reduzierung der variablen Kraft und damit einen vereinfachten Aufbau des Drucksystems des zweiten Kraftele­ ments. A shock absorber according to the invention has the following advantages parts. The characteristic of the shock absorber is an overlay the characteristics of the force elements. The controllability of the varia blen force (characteristic of the second force element) an application-dependent adaptation of the shock absorber characteristics stik and in particular a reaction to different orders impact conditions (crash severity and occupant parameters). In order to lower biomechanical loads from driving achieve tool occupants within the physical limits. Any suitable control device is used variable force-displacement characteristics can be achieved. With that you can without system expansion also new insights into the impact impact Take into account loads by changing the control. In the event of an application, some of the counterforce required to be taken over by the fixed force. This he possible a reduction of the variable force and thus one simplified structure of the pressure system of the second Kraftele mentions.  

Das zweite Kraftelement kann neben der Stoßabsorberfunktion auch eine Regenerationsfunktion für den gesamten Stoßabsorber erfüllen, falls das erste Kraftelement eine Regeneration z. B. durch Umkehrung einer Deformation erlaubt. Schließlich stellt der erfindungsgemäße Stoßabsorber selbst bei Systemausfall (Ausfall des zweiten Kraftelements) mit dem ersten Kraftele­ ment eine Minimalfunktion sicher.The second force element can be used in addition to the shock absorber function also a regeneration function for the entire shock absorber meet if the first force element regeneration z. B. allowed by reversing a deformation. Finally poses the shock absorber according to the invention even in the event of a system failure (Failure of the second force element) with the first force element minimum function for sure.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden aus den im folgenden beschriebenen Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be apparent from the the drawings described below can be seen. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungs­ beispiels eines erfindungsgemäßen Stoßabsorbers, und Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment example of a shock absorber according to the invention, and

Fig. 2 bis 4 Illustrationen verschiedener Betriebszustände des Stoßabsorbers gemäß Fig. 1. Fig. 2 to 4 illustrations of various operating states of the shock absorber of FIG. 1.

Ein erfindungsgemäßer Stoß- oder Schockabsorber umfaßt gemäß der Prinzipdarstellung in Fig. 1 ein erstes Kraftelement 1 und ein zweites Kraftelement 2, das mit einem Drucksystem 3 ver­ bunden ist. Das erste Kraftelement 1 wird wegen der voreinge­ stellten Kennlinie auch als fixes Kraftelement bezeichnet. Dementsprechend wird das zweite Kraftelement 2 mit der varia­ blen oder steuerbaren Kennlinie auch als variables Kraftele­ ment bezeichnet. Der Stoßabsorber ist allgemein dazu einge­ richtet, die beim Aufprall zweier Gegenstände freiwerdende Energie aufzunehmen und in unschädliche Formen umzuwandeln. Dieses grundsätzliche Funktionsprinzip und die Möglichkeiten des Einsatzes oder der Anbringung eines Stoßabsorbers sind an sich von herkömmlichen Stoßabsorbern bekannt, so daß Einzel­ heiten der aufeinanderprallenden Gegenstände (z. B. Fahrzeug­ bauteil im Innenraum/Körperteil eines Insassen) nicht darge­ stellt sind. A shock or shock absorber according to the invention comprises a first force element 1 and a second force element 2 , which is connected to a pressure system 3, according to the basic illustration in FIG. 1. The first force element 1 is also referred to as a fixed force element because of the preset characteristic. Accordingly, the second force element 2 with the variable or controllable characteristic is also referred to as a variable force element. The shock absorber is generally designed to absorb the energy released when two objects impact and convert it into harmless forms. This basic functional principle and the possibilities of using or attaching a shock absorber are known per se from conventional shock absorbers, so that individual units of the colliding objects (e.g. vehicle component in the interior / body part of an occupant) are not illustrated.

Das erste Kraftelement 1 besteht aus einem Bauteil mit einer Wirkfläche 11, die über ein Deformationselement 12 mit einer Gegenfläche 13 verbunden ist. Die Wirkfläche 11 ist dazu ein­ gerichtet, eine äußere Wirkkraft Fwirk eines aufprallenden Gegenstandes aufzunehmen. Die Gegenfläche 13 ist an einem (nicht dargestellten) Teil angebracht, gegenüber dem der Stoß des aufprallenden Gegenstands gedämpft oder absorbiert werden soll. Das Deformationselement 12 ist ein verformbares Bauteil, das unter Wirkung der äußeren Wirkkraft Fwirk dieser als fixe Kraft Ffix die Kraft entgegensetzt, die zur elastischen oder plastischen Deformation des Bauteils erforderlich ist. Beim dargestellten Beispiel ist das Deformationselement 12 ein hohles Wellrohr, wie es an sich von herkömmlichen Stoßabsor­ bern bekannt ist. Das Wellrohr besitzt eine voreingestellte Kraft-Weg-Kennlinie, die den Zusammenhang zwischen dem Ver­ schiebeweg der Wirkfläche 11 und der fixen Kraft Ffix dar­ stellt.The first force element 1 consists of a component with an active surface 11 , which is connected to a counter surface 13 via a deformation element 12 . The active surface 11 is directed to absorb an external active force F active of an impacting object. The counter surface 13 is attached to a part (not shown) against which the impact of the impacting object is to be dampened or absorbed. The deformation element 12 is a deformable component which, under the action of the external active force F acting, counteracts this as a fixed force F fix the force which is required for the elastic or plastic deformation of the component. In the example shown, the deformation element 12 is a hollow corrugated tube, as is known per se from conventional shock absorbers. The corrugated tube has a preset force-displacement characteristic, which represents the relationship between the displacement path of the active surface 11 and the fixed force F fix .

Im Inneren des rohrförmigen Deformationselements 12 sind ein Differentialzylinder 21 mit einem Kolben 22 und einer Kolben­ stange 23 angeordnet, die zum zweiten Kraftelement 2 gehören. Der Kolben 22 ist über die Kolbenstange 23 fest mit der Wirkfläche 11 auf deren zum Ort der äußeren Krafteinwirkung entgegengesetzten Seite verbunden. Der Kolben 22 teilt das Innere des Differentialzylinders 21 in zwei Zylinderabschnitte 24, 25, die jeweils über Hydraulikleitungen 33 mit dem Druck­ system 3 verbunden sind. Der Differentialzylinder 21 bildet einen doppelt oder beidseitig wirkenden Hydraulikzylinder. Je nach den Druckverhältnissen im ersten bzw. zweiten Zylinderab­ schnitt 24, 25 wird über den Kolben 22 und die Kolbenstange 23 eine variable Kraft Fvar ausgeübt, die zu Fwirk oder Ffix gleich­ sinnig ausgerichtet ist (s. Fig. 2-4). Inside the tubular deformation element 12 , a differential cylinder 21 with a piston 22 and a piston rod 23 are arranged, which belong to the second force element 2 . The piston 22 is fixedly connected via the piston rod 23 to the active surface 11 on its side opposite the location of the external force. The piston 22 divides the interior of the differential cylinder 21 into two cylinder sections 24 , 25 , each of which is connected to the pressure system 3 via hydraulic lines 33 . The differential cylinder 21 forms a double or double-acting hydraulic cylinder. Depending on the pressure conditions in the first or second cylinder section 24 , 25 , a variable force F var is exerted via the piston 22 and the piston rod 23 , which is oriented in the same sense to F acting or F fixed (see FIGS . 2-4) .

Das Drucksystem 3 ist über die Hydraulikleitungen 33 mit jedem der Zylinderabschnitte 24, 25 verbunden und umfaßt eine Ventilanordnung zur Ausbildung der anwendungsabhängigen Ar­ beitsdrucke in den Zylinderabschnitten 24, 25. Die Ventil­ anordnung besteht aus vier Ventilen 31a, 31b, 32a, 32b, die als Vollbrücke (Ventilgruppen 31a, 31b bzw. 32a, 32b) geschal­ tet sind. Es ist eine Druckerzeugungseinrichtung 34 vorgese­ hen, die aus einem Vorratsbehälter 35 gespeist wird und beide Zweige der Ventilanordnung mit dem erforderlichen Arbeitsdruck beaufschlagt. Je nach dem Betriebszustand der Ventile (Erläu­ terung s. unten) erfolgt ein Druckaufbau in den Zylinderab­ schnitten 24, 25 bzw. ein Druckfluidabfluß in den Vorratsbe­ hälter 35.The pressure system 3 is connected to each of the cylinder sections 24 , 25 via the hydraulic lines 33 and comprises a valve arrangement for forming the application-dependent working pressures in the cylinder sections 24 , 25 . The valve arrangement consists of four valves 31 a, 31 b, 32 a, 32 b, which are switched as a full bridge (valve groups 31 a, 31 b or 32 a, 32 b). There is a pressure generating device 34 , which is fed from a storage container 35 and acts on both branches of the valve arrangement with the required working pressure. Depending on the operating state of the valves (for explanation see below), pressure builds up in the cylinder sections 24 , 25 or a pressure fluid drain into the reservoir 35 .

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Druck- oder Hydraulikfluid eine elektro- oder magnetorheologi­ sche Flüssigkeit eingesetzt. Dies ermöglicht einen vereinfach­ ten Ventilaufbau z. B. mit einem Spalt zwischen Kondensator­ platten oder einer Durchtrittsöffnung einer Magnetspule. Zur Ventilbetätigung müssen keine mechanischen Elemente verstellt werden. Dies ermöglicht extrem kurze Reaktionszeiten (z. B. rd. 3 ms). Außerdem ist bei Systemausfall (Spannungsausfall) sichergestellt, daß in den Ventilen keine Kräfte auf das Druckfluid wirken, d. h. die Ventile offen sind.According to a preferred embodiment of the invention, as Pressure or hydraulic fluid an electro or magnetorheologi cal liquid used. This enables a simplified ten valve structure z. B. with a gap between the capacitor plates or a passage opening of a magnetic coil. For Valve actuation does not have to adjust any mechanical elements become. This enables extremely short reaction times (e.g. approx. 3 ms). In addition, in the event of a system failure (power failure) ensures that no forces act on the valve Pressure fluid act, d. H. the valves are open.

Im inaktiven Zustand des erfindungsgemäßen Stoßabsorbers sind alle Ventile je nach Systemauslegung geöffnet oder geschlos­ sen. Bei Systemausfall sind sämtliche Ventile geöffnet.Are in the inactive state of the shock absorber according to the invention All valves opened or closed depending on the system design sen. In the event of a system failure, all valves are open.

Das zweite Kraftelement 2 besitzt eine variable Kennlinie, da der Druckaufbau in den Zylinderabschnitten 24, 25 vom Be­ triebszustand der Ventile abhängig ist, die einzeln ansteuer­ bar sind. Die Kennlinien der ersten und zweiten Kraftelemente 1, 2 überlagern sich wie folgt. The second force element 2 has a variable characteristic curve, since the pressure build-up in the cylinder sections 24 , 25 is dependent on the operating state of the valves, which can be controlled individually. The characteristics of the first and second force elements 1 , 2 overlap as follows.

Im Normalbetrieb des erfindungsgemäßen Stoßabsorbers überla­ gern sich die fixe Kraft Ffix und die variable Kraft Fvar als Gegenkraft gegen die Wirkkraft Fwirk (Fwirk < Ffix). Hierzu wird die Ventilgruppe 32a, 32b geöffnet und die Ventilgruppe 31a, 31b so gesteuert, daß die fehlende Kraftkomponente Fvar gebil­ det wird. Dies ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Mit Druck beaufschlagte Hydraulikleitungen sind mit einer Punkt­ linie versehen. Die angesteuerten Ventile (geschlossen oder teilweise geschlossen) sind mit einem Pfeil gekennzeichnet. Durch die Öffnung der Ventilgruppe 32a, 32b wird der Arbeits­ druck der Druckerzeugungseinrichtung 34 auf den ersten Zylin­ derabschnitt 24 übertragen, während der zweite Zylinderab­ schnitt 25 druckfrei ist. Die Übertragung des Arbeitsdrucks hängt zusätzlich von der Ansteuerung der Ventilgruppe 31a, 31b ab, die durch zeitweilige und/oder geringfügige Öffnung einen vorbestimmten Druckabfall gegenüber dem Arbeitsdruck erzeugt und damit den wirkenden Druck im ersten Zylinderabschnitt 24 einstellt.In normal operation of the shock absorber according to the invention, the fixed force F fix and the variable force F var are superimposed as a counterforce against the active force F acting (F eff <F fix ). For this purpose, the valve group 32 a, 32 b is opened and the valve group 31 a, 31 b is controlled so that the missing force component F var is formed. This is shown schematically in FIG. 2. Hydraulic lines pressurized are provided with a dot line. The activated valves (closed or partially closed) are marked with an arrow. By opening the valve group 32 a, 32 b, the working pressure of the pressure generating device 34 is transferred to the first cylinder section 24 , while the second section 25 is pressure-free. The transmission of the working pressure also depends on the actuation of the valve group 31 a, 31 b, which generates a predetermined pressure drop compared to the working pressure by temporary and / or slight opening and thus adjusts the effective pressure in the first cylinder section 24 .

Falls die Wirkkraft Fwirk kleiner als die fixe Kraft Ffix sein sollte (beispielsweise bei einem leichten aufprallenden Gegen­ stand), so wird das zweite Kraftelement 2 zur Ausbildung einer Kraftkomponente Fvar entgegen der fixen Kraft Ffix angesteuert. Diese Situation ist in Fig. 3 dargestellt. Die Ventilgruppe 31a, 31b ist geöffnet und die Ventilgruppe 32a, 32b wird so angesteuert, daß sich die variable Kraft Fvar parallel zur Fwirk einstellt.If the acting force F more smaller should be fixed as the fixed force F (for example, a light impacting object), the second power element 2 is driven to form a force component F var fix opposite to the fixed force F. This situation is shown in Fig. 3. The valve group 31 a, 31 b is open and the valve group 32 a, 32 b is controlled so that the variable force F var occurs parallel to the F effect .

Bei Systemausfall herrscht im Differentialzylinder 21 ein Druckgleichgewicht. Bei Vernachlässigung der Strömungswider­ stände wirkt somit nur die fixe Kraft Ffix wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. In dieser Situation erfüllt der erfindungsge­ mäße Stoßabsorber seine Minimalfunktion, bei der die Notkenn­ linie oder "fail safe"-Kennlinie der Kraft-Weg-Kennlinie des ersten Kraftelements 1 entspricht. If the system fails, there is a pressure equilibrium in the differential cylinder 21 . If the flow resistance is neglected, only the fixed force F fixed acts as shown in FIG. 4. In this situation, the shock absorber according to the invention fulfills its minimal function, in which the emergency characteristic or "fail safe" characteristic corresponds to the force-displacement characteristic of the first force element 1 .

Beim erfindungsgemäßen Stoßabsorber kann eine Regeneration oder eine Rück-Deformation des ersten Kraftelements vorgesehen sein. Hierzu werden die Ventile analog zur Situation in Fig. 2 so angesteuert, daß mit der variablen Kraft Fvar die Wirkfläche 11 wieder in die Ausgangsposition zurückgeschoben wird (Fwirk = 0).In the shock absorber according to the invention, regeneration or back-deformation of the first force element can be provided. For this purpose, the valves are controlled analogously to the situation in FIG. 2 in such a way that the active surface 11 is pushed back into the starting position with the variable force F var (F effective = 0).

Das erfindungsgemäße Grundprinzip der Parallelschaltung eines Kraftelements mit voreingestellter Kennlinie mit einem Kraft­ element mit variabler Kennlinie kann auch mit Anordnungen im­ plementiert werden, die abweichend vom in den Figuren darge­ stellten Ausführungsbeispiel aufgebaut sind. Es ist beispiels­ weise möglich, das Wellrohr des ersten Kraftelements auf der Kolbenstange des zweiten Kraftelements oder ein Schälelement an der Kolbenstange des zweiten Kraftelements anzuordnen. Fer­ ner kann vom integralen, ineinandergesetzten Aufbau zu einem Parallelaufbau mit nebeneinander angeordneten Kraftelementen übergegangen werden, die gemeinsam mit der Wirkfläche verbun­ den sind. The basic principle of parallel connection of a Force element with a preset characteristic curve with a force element with variable characteristic curve can also be arranged in be implemented, which differ from that shown in the figures presented embodiment are constructed. It is exemplary as possible, the corrugated tube of the first force element on the Piston rod of the second force element or a peeling element to be arranged on the piston rod of the second force element. Fer ner can go from an integral, nested structure to one Parallel construction with juxtaposed force elements that are combined with the active surface they are.  

BezugszeichenlisteReference list

11

erstes Kraftelement
first force element

1111

Wirkfläche
Effective area

1212th

Deformationselement
Deformation element

1313

Gegenfläche
Counter surface

22nd

zweites Kraftelement
second force element

2121

Differentialzylinder
Differential cylinder

2222

Kolben
piston

2323

Kolbenstange
Piston rod

2424th

erster Zylinderabschnitt
first cylinder section

2424th

zweiter Zylinderabschnitt
second cylinder section

33rd

Drucksystem
Printing system

3131

a, a,

3131

b, b,

3232

a, a,

3232

b Ventile
b valves

3333

Hydraulikleitungen
Hydraulic lines

3434

Druckerzeugungseinrichtung
Pressure generating device

3535

Vorratsbehälter
Storage container

Claims (6)

1. Stoßabsorber mit einem ersten Kraftelement (1), das eine Wirkfläche (11) aufweist, die bei Einwirkung einer äußeren Wirkkraft (Fwirk) entsprechend einer voreingestellten Kraft-Weg- Kennlinie verschiebbar ist, gekennzeichnet durch ein zweites Kraftelement (2), das mit der Wirkfläche (11) fest verbunden und zur Ausübung einer variablen Kraft (Fvar) ent­ sprechend einer steuerbaren Kraft-Weg-Kennlinie auf die Wirkfläche (11) eingerichtet ist.1. Shock absorber with a first force element ( 1 ) which has an active surface ( 11 ) which is displaceable under the action of an external active force (F effective ) according to a preset force-displacement characteristic, characterized by a second force element ( 2 ) which with the active surface ( 11 ) and is set up to exert a variable force (F var ) accordingly a controllable force-displacement curve on the active surface ( 11 ). 2. Stoßabsorber gemäß Anspruch 1, bei dem das zweite Kraftele­ ment (2) einen Differentialzylinder (21) umfaßt, dessen Kolben (22) über eine Kolbenstange (23) mit der Wirkfläche (11) ver­ bunden ist und der mit einem Drucksystem (3) zur Ausbildung eines Arbeitsdruckes in einem der an den Kolben (22) angren­ zenden Zylinderabschnitte (24, 25) verbunden ist.2. Shock absorber according to claim 1, in which the second Kraftele element ( 2 ) comprises a differential cylinder ( 21 ), the piston ( 22 ) of which is connected via a piston rod ( 23 ) to the active surface ( 11 ) and which is connected to a pressure system ( 3 ) to form a working pressure in one of the pistons ( 22 ) adjoining cylinder sections ( 24 , 25 ) is connected. 3. Stoßabsorber gemäß Anspruch 2, bei dem das Drucksystem (3) eine Ventilanordnung (31a, 31b, 32a, 32b) aufweist, die als Vollbrücke zur Druckausbildung in den Zylinderabschnitten (24, 25) angeordnet ist.3. Shock absorber according to claim 2, wherein the pressure system ( 3 ) has a valve arrangement ( 31 a, 31 b, 32 a, 32 b) which is arranged as a full bridge for pressure formation in the cylinder sections ( 24 , 25 ). 4. Stoßabsorber gemäß Anspruch 3, bei dem im Drucksystem (3) ein elektro- oder magnetorheologisches Druckfluid vorgesehen ist und die Ventile (31a, 31b, 32a, 32b) entsprechend Konden­ sator- oder Spulenventile sind.4. Shock absorber according to claim 3, in which an electro- or magnetorheological pressure fluid is provided in the pressure system ( 3 ) and the valves ( 31 a, 31 b, 32 a, 32 b) are capacitor or coil valves corresponding to condensers. 5. Stoßabsorber gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Kraftelement (1) ein rohrförmiges Defor­ mationselement (12) umfaßt, in dessen Inneren der Differen­ tialzylinder (21) des zweiten Kraftelements (2) angeordnet ist.5. Shock absorber according to one of the preceding claims, wherein the first force element ( 1 ) comprises a tubular deformation element ( 12 ), inside the differential cylinder ( 21 ) of the second force element ( 2 ) is arranged. 6. Verwendung eines Stoßabsorbers gemäß einem der vorhergehen­ den Ansprüche zur Stoßabsorption beim Aufprall von Gegenstän­ den in einem Kraftfahrzeug.6. Use a shock absorber according to one of the preceding the requirements for shock absorption when objects hit in a motor vehicle.
DE1999104530 1999-02-04 1999-02-04 Impact absorber for vehicle bumper etc. has differential cylinder connected to pressure system for applying variable force with controllable force-distance characteristic Withdrawn DE19904530A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999104530 DE19904530A1 (en) 1999-02-04 1999-02-04 Impact absorber for vehicle bumper etc. has differential cylinder connected to pressure system for applying variable force with controllable force-distance characteristic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1999104530 DE19904530A1 (en) 1999-02-04 1999-02-04 Impact absorber for vehicle bumper etc. has differential cylinder connected to pressure system for applying variable force with controllable force-distance characteristic

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19904530A1 true DE19904530A1 (en) 2000-08-10

Family

ID=7896430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1999104530 Withdrawn DE19904530A1 (en) 1999-02-04 1999-02-04 Impact absorber for vehicle bumper etc. has differential cylinder connected to pressure system for applying variable force with controllable force-distance characteristic

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19904530A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004010532A1 (en) * 2004-03-04 2005-12-15 Fludicon Gmbh Valve control of hydraulic actuators based on electrorheological fluids
EP1896312A1 (en) * 2005-06-30 2008-03-12 Inventus Engineering GmbH Steering column with impact energy absorbing device
CN109159793A (en) * 2018-09-14 2019-01-08 湖北时瑞达重型工程机械有限公司 A kind of engineering truck self steering bogie

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1503566A (en) * 1966-06-21 1967-12-01 Movable bumpers for all kinds of vehicles especially motor cars
US3968862A (en) * 1974-03-20 1976-07-13 Menasco Manufacturing Company Kinetic energy absorbing value assembly
EP0183039A1 (en) * 1984-11-27 1986-06-04 Robert Bosch Gmbh Method of and device for controlling the damping force of a vehicle shock absorber
DE3709447A1 (en) * 1987-03-23 1988-10-13 Bilstein August Gmbh Co Kg Controllable shock absorber, particularly for motor vehicles
DE3902384A1 (en) * 1989-01-27 1990-08-02 Bayerische Motoren Werke Ag Impact absorber for motor vehicles
DE4024966A1 (en) * 1990-08-07 1992-02-13 Bosch Gmbh Robert Wheel suspension with piston and spring in parallel - has system for increasing passive stiffness of spring
US5181589A (en) * 1990-09-07 1993-01-26 Suspa Compart Ag Reversible impact damper, in particular for vehicles
DE19522911A1 (en) * 1995-06-23 1997-01-02 Suspa Compart Ag Impact damper with reversible rebound damper for piston rods
DE19717691A1 (en) * 1997-04-26 1998-10-29 Schenck Ag Carl Actuator, esp. of linear or rotational type

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1503566A (en) * 1966-06-21 1967-12-01 Movable bumpers for all kinds of vehicles especially motor cars
US3968862A (en) * 1974-03-20 1976-07-13 Menasco Manufacturing Company Kinetic energy absorbing value assembly
EP0183039A1 (en) * 1984-11-27 1986-06-04 Robert Bosch Gmbh Method of and device for controlling the damping force of a vehicle shock absorber
DE3709447A1 (en) * 1987-03-23 1988-10-13 Bilstein August Gmbh Co Kg Controllable shock absorber, particularly for motor vehicles
DE3902384A1 (en) * 1989-01-27 1990-08-02 Bayerische Motoren Werke Ag Impact absorber for motor vehicles
DE4024966A1 (en) * 1990-08-07 1992-02-13 Bosch Gmbh Robert Wheel suspension with piston and spring in parallel - has system for increasing passive stiffness of spring
US5181589A (en) * 1990-09-07 1993-01-26 Suspa Compart Ag Reversible impact damper, in particular for vehicles
DE19522911A1 (en) * 1995-06-23 1997-01-02 Suspa Compart Ag Impact damper with reversible rebound damper for piston rods
DE19717691A1 (en) * 1997-04-26 1998-10-29 Schenck Ag Carl Actuator, esp. of linear or rotational type

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004010532A1 (en) * 2004-03-04 2005-12-15 Fludicon Gmbh Valve control of hydraulic actuators based on electrorheological fluids
EP1896312A1 (en) * 2005-06-30 2008-03-12 Inventus Engineering GmbH Steering column with impact energy absorbing device
CN109159793A (en) * 2018-09-14 2019-01-08 湖北时瑞达重型工程机械有限公司 A kind of engineering truck self steering bogie

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0909681B1 (en) Shock absorber for motor vehicle
EP2013067B1 (en) Steering column for a motor vehicle
DE60210652T2 (en) SHOCK ABSORBER WITH FREQUENCY DEPENDENT CUSHIONING
DE1963334C3 (en) Energy absorption member
EP2550168B1 (en) Air spring assembly with integrated control valve
EP2129538A1 (en) Spring assembly with adjustable spring rate, and spring strut with such a spring assembly
DE112012000621T5 (en) Suspension control device
DE112013004595B4 (en) suspension device
EP1601562B1 (en) Brake power generator for a hydraulic motor vehicle brake system, and hydraulic motor vehicle brake system
DE10301401B4 (en) Lifting device, its use and motor vehicle with a pedestrian protection device
DE10240646A1 (en) Device for protecting the legs of a vehicle occupant
DE102008004192A1 (en) Steering column assembly for motor vehicles
EP4248105A1 (en) Hydraulic shock absorber
EP0953492A2 (en) Hydraulic actuator for a steering system of a motor vehicle
EP1584502B1 (en) Suspension and damping device for motor vehicles
DE19904530A1 (en) Impact absorber for vehicle bumper etc. has differential cylinder connected to pressure system for applying variable force with controllable force-distance characteristic
EP2404078B1 (en) Damping system for impact damping
DE102004052352B3 (en) Brake circuit
WO2006024407A1 (en) Crash-protected steering device of a vehicle
DE102017125468A1 (en) Crash absorber for a motor vehicle and motor vehicle
DE102020119230A1 (en) Drive arrangement for a flap of a motor vehicle
DE102014208682A1 (en) Body of a motor vehicle with a longitudinal member
DE19959124B4 (en) Steering column for a motor vehicle
DE102004040940A1 (en) Module for a drive stabilizing system for a vehicle, has a fluid pressure actuator which is disconnected from the fluid supply by a locking unit
EP1616771B1 (en) Buffer for railway vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8141 Disposal/no request for examination