DE2164894A1

DE2164894A1 - IMPACT ABSORBING ELEMENT, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE2164894A1
Application number: DE19712164894
Authority: DE
Inventors: Joachim Ulbricht
Original assignee: Hoesch Werke AG
Current assignee: Hoesch Werke AG
Priority date: 1971-12-28
Filing date: 1971-12-28
Publication date: 1973-07-12
Also published as: DE2164894C3; DE2164894B2

Description

Stoßverzehrelement, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Stoßverzehrelement, insbesondere für Eraftfahrzeuge, mit einem in einen Hohlkörper eintauchenden Stempel und einem über Drosselbohrungen verdrängten Füllstoff Derartige Stoßverzehrelemente sind erforderlich, um bei dem Aufprall z.B. eines Xraftfahrzeuges auf ein Hindernis die auftretenden Stoßkräfte durch Umwandlung der Stoßenergie auf mechanischem und/oder hydraulischem Wege in Reib- oder Verformungsarbeit möglichst gering zu halten, Sie können als Energieverzehrer zur Abstützung von Stoßstangen, Achsteilen, Motoren, Getrieben und Fahrersitzen oder als Aufhängung für Sicherheitsgurte usw. oder auch als bewegliche Elemente in den sogenannten Knautschzonen der Karosserie verwendet werden.Shock absorbing element, in particular for motor vehicles The invention relates to a shock absorbing element, in particular for electric vehicles, with one in one Hollow body immersed punch and a filler displaced via throttle bores Such shock absorbing elements are required in the event of an impact, e.g. Xraftfahrzeuges on an obstacle the occurring impact forces by converting the Impact energy mechanically and / or hydraulically in the form of friction or deformation work as low as possible, they can be used as energy dissipators to support bumpers, Axle parts, motors, gears and driver's seats or as a suspension for seat belts etc. or as movable elements in the so-called crumple zones of the body be used.

Dabei ist vorwiegend an das Wirksamwerden bei Unfällen -mit verhältnismäßig großen Aufprallenergien gedacht und daran, daß die Stoßverzehrelemente nach einem einmaligen Energieumwandlungsvorgang entweder repariert oder komplett ausgetauscht werden.The effectiveness of accidents is primarily proportional large impact energies thought and because the shock absorbing elements either repaired or completely after a one-time energy conversion process be replaced.

Bei einer z.B. aus der DU-OS 1 455 583 bekannten Sicherheitsvorrichtung wird bei einer Ausführungsform eine flüssige oder plastische Masse durch Löcher im Kolben gepreßt oder bei einer anderen Ausführung ein Ring oder ein Dorn aufgeweitet bzw. die Möglichkeit des gemeinsamen Einsatzes angedeutet0 Es wird als verbesserungswürdig angesehen, daß bei der ersten Möglichkeit ein verhältnismäßig hoher Aufwand an Dichtungsmaterial oder Paßarbeit erforderlich ist, um die Vorrichtung nach langer Betriebszeit des Fahrzeuges überhaupt noch für den Bedarfsfall -funktionsfähig zu halten und daß bei der zweiten Möglichkeit nur ein sehr geringer Teil der Vorrichtung an der Energieaufnahme durch Verformung beteiligt wird.With a safety device known e.g. from DU-OS 1 455 583 is in one embodiment a liquid or plastic mass through holes pressed in the piston or, in another design, a ring or a mandrel expanded or the possibility of joint use is indicated0 It is considered to be in need of improvement considered that the first option involves a relatively high amount of sealing material or passport work is required to restore the device after a long period of operation of the To keep the vehicle still functional for the case of need and that with the second possibility, only a very small part of the device absorbs energy is involved by deformation.

Es ist z.B. aus der DU-AS 1 074 618 bekannt, eine Stoßstange unter Aufweitung des Druckübertragungsgiiedes.in dasselbe eindringen zu lassen. Hierbei ist jedoch eine erwünschte geringe Anfangsverzögerung, wie sie bei hydraulischen iämpfungsgliedern erzielt wird, nicht erreichbar.It is known, for example, from DU-AS 1 074 618, a bumper underneath To allow expansion of the pressure transmission casting to penetrate into the same. Here however, is one desired low initial lag, as shown at hydraulic dampers is achieved, not achievable.

Es sind auch hydraulische Puffer bekannt (zOBO DD-PS 412 897, DU-OS 1 918 738), bei denen durch Verdrängung eines Füllstoffes über mit größerem Hub kleiner werdende Drosselbohrungen ein steigender Widerstand gegen den eindringenden Stempel erzeugt wird. Während die erste Ausfüiung rückfedernd ist, und bei der zweiten durch die erforderlichen Rückschlagventile bei langerer Betriebszeit bis zum Unfall eine gegenüber den bereits herausgestellten Åbdichtschwierig keiten noch erhöhte Störanfälligkeit gegeben ist, ist beiden Ausführungen gemeinsam, daß das Material des Grundkörpers selbst nicht an der Energieaufnahme beteiligt wird.Hydraulic buffers are also known (zOBO DD-PS 412 897, DU-OS 1 918 738), in which by displacing a filler over with a larger stroke decreasing throttle bores an increasing resistance against the penetrating Stamp is generated. While the first version is resilient, and the second due to the required check valves in the event of a long operating time up to the accident one of the difficulties in sealing compared to the already highlighted If there is a susceptibility to failure, both versions have in common that the material the main body itself is not involved in the energy absorption.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Stoßverzehrelement der eingangs naher bezeichneten Gattung zu schaffen, das als Massenartikel bei möglichst geringem Aufwand ein Höchstmaß an Betriebssicherheit und Abstimmbarkeit hinsichtlich der Kennlinie sitzt und bei dem alle Teile möglichst weitgehend zum Energieverzehr herangezogen werden und das somit eine optimal ausgenutzte, leichtgewichtige Konstruktion darstellt.The object of the invention is to provide a shock absorbing element of the initially to create more closely designated genus that as a mass-produced item at the lowest possible price Effort a maximum of operational safety and adaptability with regard to the Characteristic line sits and with all parts as possible largely to Energy consumption can be used and thus an optimally used, lightweight Represents construction.

Gemäß der Erfindung wird dazu bei einem Stoßverzehrer vorgeschlagen, daß der Hohlkörper auf dem vorderen Teil seiner Länge von dem Stempel und auf dem hinteren Teil seiner Länge von einem mit Durchlässen versehenen Zwischenkolben aufgeweitet wird, und daß zwischen Stempel und Zwischenkolben der Füllstoff in einem leicht zerstörbaren geschlossenen Behälter angeordnet ist.According to the invention, it is proposed for a shock absorber that that the hollow body on the front part of its length from the punch and on the widened rear part of its length by an intermediate piston provided with passages is, and that between the punch and the intermediate piston, the filler in one light destructible closed container is arranged.

Gemaß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Behälter vorteilhaft in einfacher Weise als Kunststoffbeutel ausgebildet, der beim Vordringen des Stempels zum Zerplatzen gebracht wird.According to a further feature of the invention, the container is advantageous designed in a simple manner as a plastic bag, which when the stamp penetrates is made to burst.

In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist der Zwischenkolben zweckmäßigerweise etwa auf der Halte der Länge des Hohlkörpers angeordnet, und sein kleinster Außendurchmesser entspricht dem kleinsten Innendurchmesser und ßein größter Außendurchmegser dem größten Innendurche messer des Hohlkörpers, und der Stempel ist mit einer Verdickung versehen.The intermediate piston is a further embodiment of the inventive concept expediently arranged approximately on the support of the length of the hollow body, and be smallest outside diameter corresponds to the smallest inside diameter and ßein the largest Outside diameter the largest inside diameter of the hollow body, and the punch is with one Thickening provided.

Dadurch, daß gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung die Verdickung des Stempels in einem Abstand von dem Hohlkörper angeordnet ist, der dem Abstand zwischen Stempel und Zwischenkolben entspricht, kann erreicht werden, daß die plastische Verformung des Hohlkörpers gleichzeitig über die Verdickung des Stempels und über den durch den Stempel vorgeschobenen Zwischenkolben erfolgt.In that, according to another feature of the invention, the thickening of the punch is arranged at a distance from the hollow body that corresponds to the distance between the punch and the intermediate piston, it can be achieved that the plastic Deformation of the hollow body simultaneously over the thickening of the punch and over the intermediate piston advanced by the punch takes place.

Die Verdickung kann aber auch in einem derartigen Abstand angeordnet werden, daß die Verformung des vorderen Teiles des Hohlkörpers vor oder nach der Verformung des hinteren Teiles einsetzt.The thickening can, however, also be arranged at such a distance be that the deformation of the front part of the hollow body before or after Deformation of the rear part begins.

Eine weitere Möglichkeit zur Abstimmung der Dämpfung kann gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung dadurch erfolgen, daß der Stempel an seiner Stirnseite einen mit gegenüber den Durchlässen des Zwischenkolbens größeren Löchern versehenen Aufnahmeraum aufweist, der damit wegen des kleineren hydraulischen Widerstandes nach dem Freiwerden des Füllstoffes zuerst mit diesem gefüllt wird.Another possibility for tuning the damping can according to a Another feature of the invention take place in that the stamp on its end face one provided with holes larger than the passages of the intermediate piston Has receiving space, which is because of the smaller hydraulic resistance after the filler has become free, it is first filled with it.

Eine weitere Abstimmung der Kennlinie ist dadurch erreichbar, daß der Zwischenkolben einen Hohlraum und Austrittslöcher aufweist, die kleiner als die Durchlässe sind.A further coordination of the characteristic can be achieved in that the intermediate piston has a cavity and exit holes that are smaller than the passages are.

Schließlich ist der Energieverzehr noch dadurch vergrößerbar, daß hinter dem Zwischenkolben ein über eine mit Äustrittsöffnungen versehene Abschlußscheibe abgeschlossener Mischraum mit einem Feststoff angeordnet sein kann, der mit dem Füllstoff eine Mischung höherer Viskosität ergibt.Finally, the energy consumption can be increased by the fact that behind the intermediate piston a cover plate provided with outlet openings closed mixing space can be arranged with a solid, which with the Filler gives a mixture of higher viscosity.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist ein weitgehend ausgenutztes Stoßverzehrelement geschaffen, das mit verhältnismäßig groben Passungen und ohne Dichtungen hergestellt werden kann, bei dem durch den zunächst unter Verschluß gehaltenen Füllstoff eine große Betriebssicherheit auch nach Jahren noch gewährleistet ist, und bei dem sämtliche Teile zur Energieumwandlung herangezogen sind, und der -zur Verfügung stehende Innenraum weitgehend für die hydraulische Dämpfung ausgenutzt ist.The solution according to the invention is a largely utilized one Shock absorbing element created with relatively coarse fits and without Seals can be produced in which by the initially kept under lock and key Filler a high operational reliability is guaranteed even after years, and in which all parts are used for energy conversion, and the -zur Available interior space largely used for hydraulic damping is.

Weiterhin kann durch entsprechende Auslegung die für den jeweiligen Bedarfsfall erwünschte Kennlinie in einfacher gleise vorausbestimmt und eingehalten werden.Furthermore, by appropriate design, the for the respective If necessary, the desired characteristic curve is predetermined in a simple track and adhered to will.

In den Darstellungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt eines Stoßverzehrelementes, Fig. 2 eine Kennlinie, in der die Abhängigkeit zwischen Kraft und Hub dargestellt ist.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the representations shown. It shows Fig. 1 a partial longitudinal section of a shock absorbing element, 2 shows a characteristic curve in which the relationship between force and stroke is shown is.

Wirkt eine Kraft in Pfeilrichtung 1 auf den Stempel 2, so wird über dessen Deckplatte 21 der Behälter 3 zum Platzen gebracht und der Füllstoff 31, z.B. mit Frostschutz versehenes Wasser, über die Löcher 211 zunächst in den Aufnahmeraum 22 verdrängt. Danach wird der restliche Füllstoff 31 durch die Durchlässe 41 des Zwischenkolbens 4 in den Hohlraum 42 und danach über das Austrittsloch 43 in den Mischraum 51 des Hohlkörpers 5 gepreßt, wo er sich mit dem dort angeordneten Feststoff 511, z.B. Steinstaub, mischt und eine Mischung höherer Viskosität ergibt.If a force acts on the punch 2 in the direction of the arrow 1, it is over the cover plate 21 of which the container 3 is burst and the filler 31, e.g. water provided with frost protection, through the holes 211 first into the receiving space 22 displaced. Thereafter, the remaining filler 31 is through the passages 41 of the Intermediate piston 4 into the cavity 42 and then via the outlet hole 43 into the Mixing space 51 of the hollow body 5 is pressed, where it is with the solid material arranged there 511, e.g. stone dust, mixes and results in a mixture of higher viscosity.

Beim Auftreffen der Deckplatte 21 auf den Zwischenkolben 4 schlägt auch die Verdickung 23 des Stempels 2 gegen die Anfasung 52 des Hohlkörpers 5, so daß gleichzeitig über die Verdickung 23 der vordere Teil und über den Zwischenkolben 4 der hintere Teil des Hohlkörpers 5 plastisch verformt und aufgeweitet wird.When the cover plate 21 strikes the intermediate piston 4 also the thickening 23 of the punch 2 against the chamfer 52 of the hollow body 5, so that at the same time over the thickening 23 of the front part and over the intermediate piston 4th the rear part of the hollow body 5 is plastically deformed and expanded.

Auf seinem Weg drückt der Zwischenkolben 4 das entstandene hochvliose Gemisch aus Füllstoff 31 und pulverförmigem Feststoff 511 durch die Austrittsöffnungen 61 der Abschlußscheibe 6, nachdem die Verschlußstopfen 62 herausgedrückt worden sind.On its way, the intermediate piston 4 presses the resulting highly fleece Mixture of filler 31 and powdery solid 511 through the outlet openings 61 of the cover plate 6 after the sealing plug 62 has been pushed out are.

In Fig. 2 bedeutet für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 a den Widerstand, den der Füllstoff 31 beim Verdrängen in den Aufnahmeraum 22 und teilweise in den Hohlraum 42 dem Stempel 2 entgegengesetzt, b den Widerstand, der entsteht, wenn nach dem Füllen des Aufnahmeraumes 22 der Füllstoff 31 durch die Drosselbohrungen 41 und 43 verdrängt wird, und c den Widerstand, der vom Stempel 2 überwunden werden muß, wenn der Hohlkörper 5 durch die Verdickung 23 und durch den Zwischenkolben 4 aufgeweitet wird, und wenn gleichzeitig das im Mischraum 51 gebildete, hochvtiose Gemisch durch die Austrittsöffnungen 61 der 1bschlßplatte 6 verdrängt wird.In Fig. 2 means for the embodiment of FIG. 1 a the Resistance that the filler 31 is displaced into the receiving space 22 and partially in the cavity 42 opposite the punch 2, b the resistance that arises, if after filling the receiving space 22 the filler 31 through the throttle bores 41 and 43 is displaced, and c is the resistance that is overcome by the punch 2 must if the hollow body 5 through the thickening 23 and through the intermediate piston 4 is expanded, and if at the same time that formed in the mixing space 51, highly vioid Mixture is displaced through the outlet openings 61 of the 1bschlßplatte 6.

Claims

Shock absorbing element, especially for motor vehicles, with ~ with a in a hollow body immersed punch and one displaced via throttle bores Filler, characterized in that the hollow body (5) on the front part its length from the punch (2) and on the rear part of its length from one provided with passages intermediate piston (4) is widened, and that between Stamp and intermediate piston of the filler (31) in an easily destructible, closed Container (3) is arranged.

2. / shock absorbing element according to claim 1, characterized in that the container (3) consists of plastic film.

3. / shock absorbing element, according to claims 1 and 2, characterized in that that the intermediate piston (4) e-twa arranged on half the length of the hollow body is and its smallest outer diameter and its smallest inner diameter largest outside diameter the largest inside diameter of the hollow body is equivalent to, and that the stamp is provided with a thickening (23).

4. / shock absorption element according to claims 1 - 3, characterized in that that the thickening (23) of the punch is arranged at a distance from the hollow body (5) which corresponds to the distance between the punch (2) and the intermediate piston (4).

5. / shock absorbing element according to claims 1 - 4, characterized in that that the stamp on its front side with opposite the passages (41) of the Has intermediate piston larger holes (211) provided receiving space (22).

6. / shock absorbing element according to claims 1 - 5, characterized in that that the intermediate piston has a cavity (42) and outlet holes (43) which are smaller than the passages (41).

7. / shock absorbing element according to claims 1 - 6, characterized in that that behind the intermediate piston (4) '\ one over one with outlets (61) provided cover plate (6) closed mixing space (51) with a solid (511) is arranged, which is a mixture of higher viscosity with the filler (71) results.

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