DE19947245B4 - Device for absorbing impact energy - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
    • F16F7/121—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members the members having a cellular, e.g. honeycomb, structure

Abstract

Vorrichtung für die Absorption von Stoßenergie, welche Vorrichtung eines bestimmte Höhe aufweist und bei der sich auf einer Grundplatte eine Mehrzahl von vereinzelten, stoßabsorbierenden, hohlen Elementen (51–58) erhebt, die einer Verformung durch Stoß Widerstand entgegensetzen und die im wesentlichen konisch geformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element (51–58) eine bestimmte Wandstärke (EI, E2) aufweist und daß sich die Wandstärke wenigstens einiger der Elemente (51–58) unterscheidet, so daß jedes einzelne Element einen maximalen Deformationswiderstand, der einer bestimmten Deformationshöhe entspricht, aufweist, wobei diese Deformationshöhe zwischen wenigstens einigen Elementen unterschiedlich ist, um die gesamte maximale Widerstandskraft zu reduzieren.An impact energy absorbing device comprising a certain height device and having a plurality of isolated, shock absorbing, hollow elements (51-58) on a base plate which resist resistance to shock deformation and which are substantially conically shaped , characterized in that each element (51-58) has a certain wall thickness (EI, E2) and that the wall thickness of at least some of the elements (51-58) differs, so that each individual element has a maximum deformation resistance of a certain deformation height This deformation height is different between at least some elements to reduce the total maximum resistance force.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absorption von Stoßenergie.The The present invention relates to a device for the absorption of Impact energy.

Diese Vorrichtung findet ihre Anwendung insbesondere im Kraftfahrzeugbereich. Sie wird vorzugsweise in den Fahrzeugtüren eingebaut, kann aber gleichermaßen in anderen Fahrzeugteilen angeordnet werden, wo sie die energieabsorbierende Kraft des Fahrzeuggerüsts (Armaturenbrett, Mittelkonsole) ergänzt.These Device finds its application, especially in the automotive field. It is preferably installed in the vehicle doors, but can be used equally in others Vehicle parts are placed where they have the energy absorbing force of the vehicle frame (Dashboard, center console) added.

Aus der EP 0 863 056 A1 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, die eine bestimmte Dicke aufweist und aus einer Grundplatte besteht, auf der sich mehrere hohle stoßabsorbierende Elemente erheben, die der Verformung durch Stoß Widerstand entgegensetzen und die konisch geformt sind.From the EP 0 863 056 A1 Such a device is known, which has a certain thickness and consists of a base plate on which rise a plurality of hollow shock absorbing elements which resist the deformation by impact and which are conically shaped.

Diese bekannte Vorrichtung kann jedoch nicht die gesamte Energie absorbieren, mit der zu rechnen ist. Insbesondere ist es nicht vorgesehen, die Gesamtwiderstandskraft zu verringern und diese Druckschrift lehrt auch nicht, welche Mittel die Stoßabsorption angesichts der damit verbundenen Kraftkurve optimieren könnten.These however, a known device can not absorb all the energy is to be expected. In particular, it is not intended that To reduce overall resistance and this document teaches Also, which means the shock absorption in the face of could optimize the associated force curve.

Um dieses Problem zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, daß die Größencharakteristika wenigstens einiger stoßabsorbierender Elemente unterschiedlich sind, so daß gegenüber einer gedachten gemeinsamen Bezugsebene der Elemente jedes einzelne Element einen maximalen Deformationswiderstand, der einer bestimmten Deformationshöhe entspricht aufweist, wobei diese Deformationshöhe zwischen wenigstens einigen Elementen unterschiedlich ist, um die gesamte maximale Widerstandskraft zu reduzieren.Around to solve this problem, beats the present invention that the size characteristics at least some shock absorbing Elements are different, so that in relation to an imaginary common Reference plane of the elements each element a maximum Deformation resistance corresponding to a certain deformation height having this deformation height between at least some Elements is different to the total maximum resistance to reduce.

Dabei wird als Deformationshöhe der Unterschied zwischen der bestimmten Dicke der Vorrichtung und der Höhe eines bestimmten stoßabsorbierenden Elemente bestimmt. Die gedachte mittlere Ebene ist daher eine Referenzhöhe, die allen stoßabsorbierenden Elementen gleich ist, ab der man das Eindrücken dieses oder jenes Elements berechnet.there is called deformation height the difference between the specific thickness of the device and the height a particular shock absorbing Elements determined. The imaginary middle level is therefore a reference altitude, the all shock absorbing Elements is the same, starting from the impressions of this or that element calculated.

Da alle Elemente in Funktion ihrer Verformungshöhe die im wesentlichen gleichen Widerstandskurven aufweisen, besteht die Gefahr eines im wesentlichen gleichzeitigen Einknickens. In dem die Struktur- oder Größencharakteristika der Elemente verändert werden, verringert man auf einfache Weise diese Gefahr des gleichzeitigen Einknickens.There all elements in function of their deformation height substantially the same Resistance curves, there is a risk of a substantially simultaneous buckling. In which the structure or size characteristics the elements changed You can easily reduce this risk of simultaneous Buckling.

Die Veränderung der Widerstandskraft gegen Verformung eines bestimmten Elements in Funktion seiner Verformung stellt im allgemeinen einen raschen Anstieg auf ein Maximum dar, auf das ein wellenförmiger Verlauf folgt. In dem man für wenigstens einige Elemente die Verformungshöhe, an der sie das Maximum erreichen, verändert, wird die Gesamtwiderstandskraft verringert. Die Elemente knicken dadurch nicht gleichzeitig ein und, dies gilt auch für die Vorrichtung, behalten ihre Wirksamkeit unterhalb des Maximums.The change the resistance to deformation of a particular element in function of its deformation generally poses a rapid Rise to a maximum, followed by a wave-shaped course. By doing one for one at least some elements the deformation height at which they reach the maximum reach, changed, the total resistance is reduced. The elements bend thereby not at the same time and, this also applies to the device, keep their effectiveness below the maximum.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung besitzt jedes Element vor dem Stoß eine bestimmte Höhe (d. h. eine Nominalhöhe) und unterscheidet sich in dieser Höhe wenigstens von einigen anderen Elementen. Man hat in der tat festgestellt, daß Elemente unterschiedlicher Höhe das Problem des gleichzeitigen Einknickens deutlich vermindert.According to one Feature of the invention has each element before the shock a specific Height (i.e. a nominal height) and differs in this height at least from some others Elements. It has indeed been found that elements of different Height that Problem of simultaneous buckling significantly reduced.

Weitere wichtige Charakteristika der Erfindung sind:

  • – daß jedes Element eine Wandstärke oder ein Wandstärkenprofil aufweisen kann, das sich von denen einiger anderer Elemente unterscheidet,
  • – daß jedes Element wenigstens einen Konuswinkel aufweist, das sich von dem Winkel oder von den Winkeln einiger anderer Elemente unterscheidet.
Further important characteristics of the invention are:
  • That each element can have a wall thickness or a wall thickness profile which differs from that of some other elements,
  • - That each element has at least one cone angle, which differs from the angle or the angles of some other elements.

Es ist festgestellt worden, daß solche Varianten in Stärken und Winkeln der kegelstumpfförmigen Elemente die Bestimmung des Widerstands der Elemente, sei es um diese zu erhöhen oder sei es um diese herabzusetzen, erleichtert.It it has been found that such Variants in strengths and angles of the frusto-conical elements the determination of the resistance of the elements, whether to these increase or to minimize it, relieved.

Da die Wandstärke über dies gesamte Höhe eines Elements nicht gleich ist, soll im folgenden von Wandstärkenprofilen die Rede sein.There the wall thickness over this entire height of one Elements is not the same, shall in the following of wall thickness profiles be the talk.

Gemäß eines anderen Merkmals der Erfindung sind die stoßabsorbierenden Elemente vorzugsweise in einer regelmäßigen Struktur angeordnet. Es ist in der Praxis vorteilhaft, ein solches regelmäßiges Motiv in jedem Teilbereich der Vorrichtung zu wiederholen, um identische oder vergleichbare Widerstandscharakteristika zu erhalten.According to one Another feature of the invention, the shock absorbing elements are preferably in a regular structure arranged. It is advantageous in practice to have such a regular motif in each subsection of the device to repeat identical or to obtain comparable resistance characteristics.

Um einen vorteilhaften Verformungswiderstand zu erhalten und die Probleme der mechanischen Festigkeit der kegelstumpfförmigen Elemente zu vermeiden, sieht ein anderes vorteilhaftes Merkmal der Erfindung vor, daß die Grundplatte und die stoßabsorbierenden Elemente einstückig aus Kunststoff gespritzt werden.Around to obtain an advantageous deformation resistance and the problems avoid the mechanical strength of the frusto-conical elements, provides another advantageous feature of the invention that the base plate and the shock absorbing Elements in one piece be injected from plastic.

Vorzugsweise sind wenigstens einige der stoßabsorbierenden Elemente an ihren freien Enden abgestumpft und weisen eine Abschlußwand auf, wobei wenigstens einige der stoßabsorbierenden Elemente an diesen Enden innen mit einer zweiten Wand versehen sind, die sich von der Abschlußwand nach unten in den Hohlraum des jeweiligen stoßabsorbierenden Elements erstreckt. Dies ermöglicht eine weitere, verbesserte Kontrolle es Deformationswiderstands und die Glättung der Kurve der Kräfteabsorption.Preferably, at least some of the shock absorbing elements are truncated at their free ends and have a closure wall, wherein at least some of the shock absorbing elements at these ends are internally provided with a second wall extending downwardly from the closure wall into the cavity of the respective shock absorbing member , this makes possible another improved control of deformation resistance and smoothing of the force absorption curve.

Die innere, zusätzliche Wand erstreckt sich vorzugsweise von der Abschlußwand des Elements aus nur über einen Teil h von dessen Höhe und besitzt im wesentlichen eine stumpfkegelige Form, die sich von der Abschlußwand aus nach unten in Richtung des größten Durchmessers der Außenwand verjüngt, wobei sich die Neigungen der Außenwand und der Innenwand des Elements so verhalten, daß beim Verformen des Elements das Einknicken der Außenwand durch die zusätzliche Innenwand aufgehalten wird.The inner, additional Wall preferably extends from the end wall of the element only over one Part h of its height and has substantially a frustoconical shape, which differs from the end wall out down towards the largest diameter of the outer wall tapered, being the inclinations of the outer wall and the inner wall of the element behave so that when deforming the element the buckling of the outer wall through the additional Inner wall is stopped.

Während daher die Außenwand einknickt, wird sie sich gewissermaßen auf dem inneren Haltekonus abstützen.While, therefore the outer wall collapses, it will be on the inner holding cone, so to speak support.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Basisflächen mit dem größten Querschnitt wenigstens einiger stoßabsorbierender Elemente durch eine Wand aus Kunststoffmaterial miteinander verbunden, die sie örtlich umgibt, wobei sich die Wand entlang einer nicht planen Fläche erstreckt, so daß sich die Basisflächen im großen und ganzen kurvig ausdehnen.According to one further advantageous embodiment The invention relates to the base surfaces with the largest cross section at least some shock absorbing Elements connected by a wall of plastic material, they are local surrounds, wherein the wall extends along a non-planar surface, so that the base surfaces in the large and curvy stretch all over.

Dieses Merkmal begünstigt die Widerstandskraft der gesamten Vorrichtung, indem vor allem unterhalb des Maximums noch eine Widerstandskraft aufrechterhalten wird.This Feature favors the resistance of the whole device, especially below the maximum is still maintained a resisting force.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:in the The following is an example of the invention with reference to drawings described in more detail. Show it:

1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen stoßabsorbierenden Elements; 1 a schematic perspective view of a shock absorbing element according to the invention;

2 einen Teilschnitt einer Ausführungsform; 2 a partial section of an embodiment;

3 einen vergrößerten Teilschnitt einer anderen Ausführungsform; 3 an enlarged partial section of another embodiment;

4 einen noch weiter vergrößerten Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform; 4 a further enlarged partial section of another embodiment;

5 Kurvendarstellungen, die die Veränderung der Widerstandskraft gegen die Verformung eines oder mehrerer stoßabsorbierender Elements in Funktion der Verformungshöhe zeigen; 5 Graphs showing the change in resistance to deformation of one or more shock absorbing elements as a function of deformation height;

6 eine schematische Perspektivansicht einer inneren Türverkleidung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Absorption von Stößen; 6 a schematic perspective view of an inner door panel with a device according to the invention for absorbing shocks;

7 eine vergrößerte Perspektivansicht der stoßabsorbierenden Vorrichtung von 6; 7 an enlarged perspective view of the shock absorbing device of 6 ;

8 eine Perspektivdarstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung; 8th a perspective view of another embodiment of the invention;

9 einen Teilschnitt entlang der Linie IX-IX von 8, wobei die getrichelten Linien ein abgestütztes Einknicken eines stoßabsorbierenden Elements zeigen. 9 a partial section along the line IX-IX of 8th wherein the truncated lines show a supported buckling of a shock absorbing element.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer stoßabsorbierenden Vorrichtung 1. Diese Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte 3, auf deren einer Seite sich eine Mehrzahl stoßabsorbierender Elemente 51–58 erhebt. Die Vorrichtung 1 ist einstückig aus Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus einem niedermolekularen Polyethylen. Andere Materialien, die allein oder in Kombination verwendet werden können sind beispielsweise hochmolekulares Polyethylen, Polypropylencopolymer PP/PE, EPDM und so weiter. 1 shows an embodiment according to the invention of a shock absorbing device 1 , This device consists of a base plate 3 on one side of which are a plurality of shock absorbing elements 51 - 58 rises. The device 1 is made in one piece from plastic, for example from a low molecular weight polyethylene. Other materials which can be used alone or in combination are, for example, high molecular weight polyethylene, polypropylene copolymer PP / PE, EPDM and so on.

Das ausgewählte Material sollte bei einer erhöhten Beanspruchungsgeschwindigkeit (von etwa 100s–1) und bei normalen Temperaturen von zwischen –30 und +80°C seine Zähigkeit behalten.The selected material should retain its toughness at an elevated strain rate (of about 100 s-1 ) and at normal temperatures of between -30 and + 80 ° C.

Die oben und weiter unten angegebenen Materialien können insbesondere für einen Bereich zur Stoßabsorption in einer Innentürverkleidung verwendet werden, um für einen Insassen des Kraftfahrzeugs einen Beckenschutz zu gewährleisten. In diesem Fall soll das Elastizitätsmodul bei quasistatischen Belastungen bei 23°C vorteilhafterweise zwischen etwa 300 MPa und 1300 MPa betragen, mit einer Elastizitätsgrenze von zwischen 10 MPa und 25 MPa. Die Vorrichtung 1 ist vorzugsweise in einem Stück durch Spritzguß hergestellt.The above and below materials may be used particularly for a shock absorbing area in an interior door trim to provide pelvic protection to an occupant of the automobile. In this case, the modulus of elasticity at quasi static loads at 23 ° C should advantageously be between about 300 MPa and 1300 MPa, with a yield point of between 10 MPa and 25 MPa. The device 1 is preferably produced in one piece by injection molding.

Aus 1 ist zu erkennen, daß die stoßabsorbierenden Elemente 51 bis 58 jeweils konisch geformt sind, genauer gesagt stumpfkegelig, wobei sich ihre größere Basis, z. B. 5a beim Kegel 51, näher bei der Grundlage 3 liegt, während ihre oberen freien Enden, z. B. 5b beim Kegel 51, eine Wand bilden, die im wesentlichen parallel zu der Grundplatte 3 verläuft. Die Kegel 51–58 weisen jeweils Abstände zwischen sich auf.Out 1 It can be seen that the shock absorbing elements 51 to 58 are each conically shaped, more precisely, frustoconical, with their larger base, z. B. 5a at the cone 51 closer to the foundation 3 lies while their upper free ends, z. B. 5b at the cone 51 to form a wall that is essentially parallel to the base plate 3 runs. The cones 51 - 58 each have distances between them.

Wie aus den 2, 3 und 4 zu erkennen ist, sind die Elemente hohle Ausbuchtungen die offen sein können (2) oder durch eine Rückwand 7 abgeschlossen sein können (3 und 4), die mit der Grundplatte verbunden ist. Insbesondere in 2 ist zu erkennen, daß die Elemente 511, 512, 513, 514 verschiedene Größencharakteristika aufweisen. Die Elemente 512 und 513 sind identisch, jedoch unterscheiden sie sich von den Elementen 511 und 514, die selbst wiederum unterschiedlich sind.Like from the 2 . 3 and 4 can be seen, the elements are hollow bulges that can be open ( 2 ) or through a back wall 7 be completed ( 3 and 4 ), which is connected to the base plate. In particular in 2 it can be seen that the elements 511 . 512 . 513 . 514 have different size characteristics. The Elements 512 and 513 are identical, but they are different from the elements 511 and 514 which in turn are different are.

In 1 sind die Elemente 51, 52, 55, 56 und 57 identisch, was Struktur und Größe betrifft, ebenso wie die Elemente 53 und 58, während sich beide Gruppen von Elementen wenigstens in der Höhe von dem Element 54 unterscheiden.In 1 are the elements 51 . 52 . 55 . 56 and 57 identical in terms of structure and size, as well as the elements 53 and 58 while both groups of elements at least in height from the element 54 differ.

Die Höhenunterschiede dieser hohlen, stoßabsorbierenden Elemente ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, da die stoßabsorbierenden Elemente in ihrer Struktur bei ihrer Verformung erste einen raschen Kraftanstieg und dann eine wellenförmige Kraftaufnahme zulassen sollen, die zwischen oberen und unteren sogenannten biomechanischen Grenzwerten liegen. Bekanntermaßen liegen diese Grenzwerte etwa zwischen 2 × 105 Pa und 106 Pa. Der Stoß kann gemäß 1 von vorne (F) oder von hinten (F') erfolgen.The differences in height of these hollow, shock absorbing elements is an important feature of the invention, since the shock absorbing elements should allow in their structure in their deformation first a rapid increase in force and then a wavy force absorption, which lie between upper and lower so-called biomechanical limits. As is known, these limits are approximately between 2 × 10 5 Pa and 10 6 Pa. The push can according to 1 from the front (F) or from behind (F ').

Um die Stoßabsorption zu regeln werden erfindungsgemäß vor allem drei Größencharakteristika in Betracht gezogen: Höhe der Elemente, Wandstärken und Konuswinkel. Die Höhe scheint das wichtigere Merkmal zu sein, obwohl natürlich alle gemeinsam Anwendung finden können und weitere Mittel zur Beherrschung der Struktur eingesetzt werden können, wie zum Beispiel örtliche Schwächungen, Sollbruchstellen und dergleichen.Around the shock absorption to regulate according to the invention especially three size characteristics in Considered: height of elements, wall thicknesses and cone angle. The height seems to be the more important feature, though of course all can be used together and other means of controlling the structure are used can, like for example, local weaknesses, Predetermined breaking points and the like.

2 zeigt drei besonders vorgezogene Lösungen, Unterschiede in der Höhe, der Wandstärke und der Neigung. So entspricht die Gesamthöhe H1 der Vorrichtung der des Kegelstumpfes 514, während das Element 511 eine geringere Höhe H2 aufweist und die Elemente 512 und 513 zwar gleich hoch sind, jedoch eine noch geringere Höhe H3 aufweisen. Die Elemente 511 und 514 besitzen eine durchgehende Wandstärke e1, die der Wandstärke der Grundplatte 3 entspricht. Im Gegensatz dazu weisen die Stumpfkegel 512 und 513 eine höhere durchgehende Wandstärke e2 auf. Man hätte auch einzelne Elemente mit verschiedenen. Wandstärken versehen können, die sich zum Beispiel von oben nach unten verdickt. Es ist weiter zu sehen, daß die Neigung der Elemente 512, 513 und 514 gleich ist (Winkel α) und die Neigung des Elements einen anderen, größeren Winkel β aufweist. 2 shows three particularly advanced solutions, differences in height, wall thickness and tilt. Thus, the total height H 1 of the device corresponds to that of the truncated cone 514 while the item 511 has a lower height H 2 and the elements 512 and 513 Although the same height, but have a lower height H 3 . The Elements 511 and 514 have a continuous wall thickness e 1 , the wall thickness of the base plate 3 equivalent. In contrast, the truncated cones have 512 and 513 a higher continuous wall thickness e 2 on. You also have individual elements with different ones. Wall thicknesses can thicken, for example, thickened from top to bottom. It can be further seen that the inclination of the elements 512 . 513 and 514 is equal (angle α) and the inclination of the element has a different, larger angle β.

In 3 weisen die zwei stoßabsorbierenden Kegel 521 und 522 eine unterschiedliche Höhe auf, sind jedoch, was die anderen Charakteristika betrifft, strukturell und größenmäßig gleich. Sie sind durch einen Durchgang 9, der eine Luftzirkulation zwischen den Elementen zuläßt, miteinander verbunden. Wenn sie daher durch einen Stoß (im Sinne des Pfeils F von 1) verformt werden, wird die in den Elementen befindliche Luft zusammengedrückt und strömt bei der Deformierung des höheren Elements 521 durch den Durchgang 9 in das niedrigere Element 522, das zu diesem Zeitpunkt noch nicht eingedrückt ist. Selbstverständlich können mehrere Elemente miteinander verbunden sein.In 3 show the two shock absorbing cones 521 and 522 different heights, however, are structurally and quantitatively the same in terms of other characteristics. They are through a passage 9 , which allows air circulation between the elements, interconnected. Therefore, if they are affected by a collision (in the sense of the arrow F of 1 ) are deformed, the air in the elements is compressed and flows in the deformation of the higher element 521 through the passage 9 in the lower element 522 , which is not yet impressed at this time. Of course, several elements can be connected to each other.

Das in 4 dargestellte Element 531 besitzt ein Ventil 11, das so bemessen ist, daß ein kontrolliertes Entweichen des Fluids (meistens Luft) aus dem Inneren des Elements mit seiner Rückwand 7 möglich ist.This in 4 represented element 531 has a valve 11 , which is dimensioned so that a controlled escape of the fluid (mostly air) from the interior of the element with its back wall 7 is possible.

5 zeigt drei Kurven A, B, C die die Unterschiede des Deformationswiderstands (Kraft F) in Funktion der Deformierung E zeigen, wobei die Kurven die Bedingungen für die Elemente 52, 54 und 53 von 1 zeigen. Es ist festzustellen, daß das Widerstandsmaximum des Elements 52 (dies gilt auch für die Elemente 51, 55, 56 und 57) bei einer Kraft von etwa 3800 Newton liegt und zwar nach einer Verformung E (gemessen von der Nominalhöhe vor dem Stoß) von etwa 3 cm. Die Kurve D stellt die Kumulation der Kurven A, B, C dar, d. h. die resultierende Kraft die sich durch die Deformationshöhen der drei Elemente 52, 54 und 53 zusammen betrachtet der Deformation entgegenstellt. Durch Extrapolation könnte man eine Kurve der Gesamteffekte der Elemente von 1 erstellen. In jedem Fall zeigen die Kurven von 5, daß die Kurvencharakteristik Kraft (Druck)/Höhe der Deformation einer hohlen, konischen Struktur in ihrer Hauptentwicklungsachse, wie die Achse 13 für das Element 52 in 1 ein erste Peak erreicht, gefolgt von einem Abfall an die sich eine im wesentlichen horizontale Linie anschließt. 5 shows three curves A, B, C showing the differences of the deformation resistance (force F) in function of the deformation E, wherein the curves are the conditions for the elements 52 . 54 and 53 from 1 demonstrate. It should be noted that the resistance maximum of the element 52 (This also applies to the elements 51 . 55 . 56 and 57 ) at a force of about 3800 Newton after deformation E (measured from the nominal height before impact) of about 3 cm. The curve D represents the cumulation of the curves A, B, C, ie the resulting force resulting from the deformation levels of the three elements 52 . 54 and 53 considered together the deformation opposes. By extrapolation one could make a curve of the total effects of the elements of 1 create. In any case, the curves of 5 in that the curve characteristic is force (pressure) / amount of deformation of a hollow conical structure in its main development axis, such as the axis 13 for the element 52 in 1 a first peak is reached, followed by a drop followed by a substantially horizontal line.

Wenn man übrigens die Kurven A, B, C und D vergleicht, so ist festzustellen, daß die Verwendung mehrere Konusse, bzw. Gruppen von hohlen, stumpfkegeligen Elementen mit unterschiedlichen Höhen, Wandstärken und Neigungswinkeln es erlaubt, mit einer Kurve (wie in etwa D), die eine flache Kraftwelle und einen raschen Kraftanstieg darstellt, eine Kompensation von Peaks und Abfällen zu erreichen, die man für jedes Element einzeln feststellen kann.If one by the way comparing curves A, B, C and D, it should be noted that the use of several Cones, or groups of hollow, frustoconical elements with different heights, wall thickness and inclination angles, with a curve (like in D), which represents a shallow force wave and a rapid increase in force, a Compensation of peaks and wastes to reach that one for can detect each element individually.

Die Höhe der stoßabsorbierenden Elemente liegt vorzugsweise bei zwischen 30 mm und 150 mm, wobei die Wandstärke zwischen 1 mm und 4 mm beträgt und der Neigungswinkel (α oder β) ungefähr zwischen 5° und 30°, vorzugsweise etwa 15° aufweist.The height of shock-absorbing Elements is preferably between 30 mm and 150 mm, wherein the wall thickness between 1 mm and 4 mm and the inclination angle (α or β) approximately between 5 ° and 30 °, preferably about 15 °.

Um die Luft während der Deformation eines Elements kontrolliert entweichen zu lassen, könnte man statt einer Öffnung ebenso eine örtliche Schwachstelle in der Wand vorgesehen werden, wobei sich das Ventil durch Bruch der Schwachstelle während der Verformung bildet.Around the air while to allow the deformation of an element to escape in a controlled manner, you could instead of an opening as well a local vulnerability be provided in the wall, the valve being broken the vulnerability during forms the deformation.

6 zeigt eine Anwendung der stoßabsorbierenden Vorrichtung in einer Fahrzeugtür 10, wobei die Vorrichtung (bei 20), da verdeckt durch die Verkleidung, gestrichelt gezeichnet ist. 7 zeigt ein Beispiels dessen, was die Vorrichtung 20 nach 6 sein könnte. Es handelt sich um eine Platte, wie in 1 gezeigt, die man verdoppelt hat, wobei zu erkennen ist, daß das Muster der Elemente 51–58 sich wiederholt, um einerseits die Vorrichtung 20 für diese tiefer liegende Partie der Tür zu schaffen und andererseits die biomechanischen Bedingungen zu beachten, die über die Fläche gleich sind. 6 shows an application of the shock absorbing device in a vehicle door 10 , in which the device (at 20 ), as hidden by the panel, dashed lines. 7 shows an example of what the device 20 to 6 could be. It is a plate, as in 1 which has been doubled, recognizing that the pattern of the elements 51 - 58 repeated, on the one hand, the device 20 to create for this deeper part of the door and on the other hand to pay attention to the biomechanical conditions that are the same across the area.

Die oberen oder unteren Flächen der Elemente können schief oder geneigt ausgerichtet sein. Dies ist bei der Vorrichtung der Falle, die in 8 dargestellt ist. Diese Vorrichtung 200 besteht aus fünf Elementen 541, 542, 543, 544 und 555, die sich auf einer Grundplatte 30 erheben, die aus Kunststoff besteht und in die sie integriert sind, so daß ein einstückiges Kunststoffspritzteil gebildet ist. Die Grundplatte verläuft entsprechend einer gewölbten Oberfläche, so daß sich die Basis 541a des Elements 541 sich über die Grundplatte 30 entlang einer Fläche erstreckt, die selbst nicht eben ist (9), was zusätzliche Möglichkeiten zur Kompensation der Entwicklungskurve der Kräfte ergibt.The upper or lower surfaces of the elements may be oriented obliquely or inclined. This is the case of the device that is in 8th is shown. This device 200 consists of five elements 541 . 542 . 543 . 544 and 555 that are on a base plate 30 raise, which consists of plastic and in which they are integrated, so that a one-piece plastic injection molded part is formed. The base plate runs according to a curved surface, so that the base 541a of the element 541 over the base plate 30 extends along a surface which itself is not plane ( 9 ), which gives additional possibilities for compensating the development curve of the forces.

In 8 und 9 stellt sich das freie Ende (wie 541b für das Element 541) als schräg abgeschnitten dar, was dem stoßabsorbierenden Element eine stumpfkegelige Form verleiht, wie die auch bei den anderen Elementen 542–555 er Fall ist, wobei in dem gezeigten Beispiel die schrägen Abschlußwände (wie 542c und 543c für die Elemente 542 und 543) sich in Ebenen erstrecken, die sich wenigstens für einige Elemente unterscheiden. Es ist weiter festzustellen, daß die beiden ringförmigen, eine Öffnung umschließende Abschlußwände 542c und 543c größer sind, als die der anderen Elemente. Diese Abschlußwände 542c und 543c sind gegenüber der Horizontalen geneigt (wie auch die der anderen Elemente) und dienen dazu, die Außenwand der Elemente (543d für Element 543) mit einem inneren, umgedrehten Stumpfkegel 543e zu verbinden, der sich in das hohle Innere des betreffenden Elements erstreckt.In 8th and 9 the free end (like 541b for the element 541 ) as being cut off at an angle, which gives the shock absorbing element a frustoconical shape, as with the other elements 542 - 555 he case is, in the example shown, the oblique end walls (such 542c and 543c for the elements 542 and 543 ) extend into planes that differ at least for some elements. It is further noted that the two annular, an opening enclosing end walls 542c and 543c are larger than those of the other elements. These end walls 542c and 543c are inclined with respect to the horizontal (as well as the other elements) and serve the outer wall of the elements ( 543d for element 543 ) with an inner, inverted truncated cone 543e to connect, which extends into the hollow interior of the element in question.

Dieser innere Stumpfkegel, der auch hohl ist, stellt sozusagen eine zusätzliche Wand für die Außenwand 543d dar. Er erstreckt sich nur über einen Teil der Höhe h des betreffenden Elements 543 und verjüngt sich in Richtung auf die Basis mit dem größten Durchmesser der Außenwand 543d. Die Neigungen der Wände 543d und 543e sind übrigens so ausgelegt, daß das Einknicken der Außenwand 543d wie in 9 gestrichelt gezeigt, durch die innere, als Abstützung dienende Wand gebremst wird, wenn nicht sogar blockiert wird. Diese gewissermaßen umgekehrten beiden hohlen stumpfkegeligen Strukturen ergänzen sich, um die Vorrichtung unterhalb der aufgenommenen Maximalkraft (Peak) zu stabilisieren.This inner truncated cone, which is also hollow, provides an additional wall for the outer wall, so to speak 543d It extends only over part of the height h of the element in question 543 and tapers towards the base with the largest diameter of the outer wall 543d , The slopes of the walls 543d and 543e Incidentally, are designed so that the buckling of the outer wall 543d as in 9 shown dashed, is braked by the inner, serving as a support wall, if not blocked. These approximately inverted two hollow frusto-conical structures complement each other to stabilize the device below the recorded maximum force (peak).

Natürlich könnten die Wände der Elemente auch gewölbt statt gerade verlaufen.Of course they could Walls of the Elements also arched instead of just lost.

In 8 ist eine Kerbe 560 in der Spitze des stumpfkegeligen Elements gezeigt, die als „Deformationsinitiator” wirken soll, um die Hauptkraft, das Peak, beim Stoß abzumildern.In 8th is a score 560 shown in the top of the frusto-conical element, which is said to act as a "deformation initiator" to mitigate the main force, the peak, on impact.

Natürlich können eine oder mehrere Kerben auch bei den doppelwandigen Elementen (542e, 543e) vorhanden sein. In diesem Fall ist die Kerbe teilweise über die Breite e der Abschlußwand anzuordnen, wobei ein vollständiges Schwächen der Wand vermieden wird. Die Kerbe sollte sich nach außen öffnen und an der Spitze des Elements angeordnet sind, um den ersten Stoß aufzufangen.Of course, one or more notches can also be applied to the double-walled elements ( 542e . 543e ) to be available. In this case, the notch is to be arranged partially over the width e of the end wall, whereby a complete weakening of the wall is avoided. The notch should open outward and be located at the top of the element to catch the first impact.

Claims (11)

Vorrichtung für die Absorption von Stoßenergie, welche Vorrichtung eines bestimmte Höhe aufweist und bei der sich auf einer Grundplatte eine Mehrzahl von vereinzelten, stoßabsorbierenden, hohlen Elementen (51–58) erhebt, die einer Verformung durch Stoß Widerstand entgegensetzen und die im wesentlichen konisch geformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element (51–58) eine bestimmte Wandstärke (EI, E2) aufweist und daß sich die Wandstärke wenigstens einiger der Elemente (51–58) unterscheidet, so daß jedes einzelne Element einen maximalen Deformationswiderstand, der einer bestimmten Deformationshöhe entspricht, aufweist, wobei diese Deformationshöhe zwischen wenigstens einigen Elementen unterschiedlich ist, um die gesamte maximale Widerstandskraft zu reduzieren.Device for the absorption of impact energy, which device has a certain height and in which on a base plate a plurality of isolated, shock-absorbing, hollow elements ( 51 - 58 ) resisting deformation by impact and which are substantially conically shaped, characterized in that each element ( 51 - 58 ) has a certain wall thickness (EI, E2) and that the wall thickness of at least some of the elements ( 51 - 58 ) so that each individual element has a maximum deformation resistance corresponding to a certain deformation height, which deformation height is different between at least some elements to reduce the total maximum resistance force. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element vor dem Stoß eine bestimmte Höhe besitzt und sich diese Höhe wenigstens unter einigen Elementen unterscheidet.Device according to claim 1, characterized in that that every Element before the push a certain Height owns and this height at least under some elements differs. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der stoßabsorbierenden Elemente (51–58) an ihren freien Enden abgestumpft sind und eine Abschlußwand (542c, 543c) aufweisen, wobei wenigstens einige dieser Abschlußwände unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the impact-absorbing elements ( 51 - 58 ) are truncated at their free ends and a closure wall ( 542c . 543c ), wherein at least some of these end walls have different angles of inclination. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der stoßabsorbierenden Elemente an ihren freien Enden abgestumpft sind und eine Abschlußwand (542c, 543c) aufweisen, und daß sie an diesen Enden innen mit einer zweiten Wand (542e, 543e) versehen sind, die sich von der Abschlußwand nach unten in den Hohlraum des jeweiligen stoßabsorbierenden Elements erstreckt.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the shock-absorbing elements are truncated at their free ends and a closure wall ( 542c . 543c ) and that at these ends inside with a second wall ( 542e . 543e ) extending downwardly from the end wall into the cavity of the respective shock absorbing member. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die innere, zusätzliche Wand (542e, 543e) von der Abschlußwand (543c) des Elements aus nur über einen Teil h von dessen Höhe erstreckt, daß sie im wesentlichen eine stumpfkegelige Form besitzt, die sich von der Abschlußwand aus nach unten in Richtung des größten Durchmessers der Außenwand verjüngt, und daß die Neigungen der Außenwand (543d) und der Innenwand (543e) des Elements sich so verhalten, daß beim Verformen des Elements das Einknicken der Außenwand durch die zusätzliche Innenwand (543e) aufgehalten wird.Apparatus according to claim 4, characterized in that the inner, additional wall ( 542e . 543e ) from the end wall ( 543c ) of the element extends from its height over only a part of h, in that it has a substantially frusto-conical shape which tapers from the end wall downwards in the direction of the largest diameter of the outer wall, and in that the inclinations of the outer wall ( 543d ) and the inner wall ( 543e ) of the element behave such that when deforming the element buckling of the outer wall by the additional inner wall ( 543e ) is stopped. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisflächen (541a) mit dem größten Querschnitt wenigstens einiger stoßabsorbierender Elemente durch eine Wand aus Kunststoffmaterial (30) miteinander verbunden sind, die sie örtlich umgibt, wobei sich die Wand entlang einer nicht planen Fläche erstreckt, so daß sich die Basisflächen im großen und ganzen kurvig ausdehnen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the base surfaces ( 541a ) with the largest cross-section of at least some impact-absorbing elements through a wall of plastic material ( 30 ), which surrounds them locally, wherein the wall extends along a non-planar surface, so that the base surfaces extend by and large curvy. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Element wenigstens einen Konuswinkel (α, β) aufweist und daß der oder die Winkel bei wenigstens einigen Elementen unterschiedlich sind.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that each Element has at least one cone angle (α, β) and that the or the angles are different for at least some elements. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente Volumina einschließen, die im wesentlichen gegenüber der Umgebungsluft abgeschlossen sind, wobei wenigstens einige Elemente miteinander kommunizieren.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Include elements volumes, essentially opposite the ambient air are completed, with at least some elements communicate with each other. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in einer regelmäßigen Struktur angeordnet sind.Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that Elements in a regular structure are arranged. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte und die Mehrzahl stoßabsorbierender Elemente ein einstückiges Kunststoffteil (1, 1', 20) bilden.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate and the plurality of impact-absorbing elements comprise a one-piece plastic part ( 1 . 1' . 20 ) form. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der stoßabsorbierenden Elemente (545) eine Kerbe (560) aufweisen, die im wesentlichen an ihrem höchsten Punkt angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least some of the impact-absorbing elements ( 545 ) a notch ( 560 ), which is arranged substantially at its highest point.
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