DE2410594A1

DE2410594A1 - SAFETY BUMPER

Info

Publication number: DE2410594A1
Application number: DE19742410594
Authority: DE
Inventors: Anton Huber
Original assignee: Metzeler Schaum GmbH
Current assignee: Metzeler Schaum GmbH
Priority date: 1974-03-06
Filing date: 1974-03-06
Publication date: 1975-09-11
Also published as: IT1033357B; FR2263132B3; GB1493315A; FR2263132A1

Description

METZELER SCHAUM GMBH MEMMHiGENMETZELER SCHAUM GMBH MEMMHiGEN

PA 74 - 10437PA 74-10437

Safety bumper

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsstoßstange für Fahrzeuge, die über in Fahrtrichtung starre Träger am Fahrzeugrahmen verankert ist und ein vorne liegendes stoßelastisches Teil mit darin geborgenen, stoßverzehrenden Einlagen aufweist, das sich in Stoßrichtung über ein an den Trägern festgelegtes Querprofil abstützt.The invention relates to a safety bumper for vehicles that are rigid in the direction of travel Carrier is anchored to the vehicle frame and a shock-elastic part lying in front with it has recovered, shock-absorbing inserts, which extends in the direction of impact over a on the carriers fixed cross profile is supported.

Nach der DT - PS 1 923 305 ist eine Sicherheitsstoßstange für Fahrzeuge bekannt, bei der das stoßelastische Teil aus einem energieverzehrenden, in Blech eingepackten Metallkörper mit einer darüber als Hülle angeordneten Polyurethan-Schaumschicht besteht. Zur Verbesserung der Wirkung dieser Sicherheitsstoßstange wird bei dieser bekannten Ausführung zwischen der Polyurethan-Schaumschicht und dem energieverζehrenden Körper ein abgeschlossenes Luftkissen eingeordnet. Diese Sicherheitsstoßstange ist nicht nur sehr schwer, sondern auch sehr teuer und aufwendig in der Herstellung. Ferner weist die Stoßaufnahmecharakteristik dieser bekannten Stoßstangenausführung einen sehr starken Sprung auf, der darin begründet ist, daß der Fonaungswiderstand der Polyurethanschicht im Verhältnis zum Verformungswiderstand der energieverzehrenden Körper nur sehr klein ist. Ein weiterer Nachteil dieserAccording to DT - PS 1 923 305, a safety bumper for vehicles is known in which the shock-elastic part made of an energy-consuming metal body wrapped in sheet metal with an overhead as a cover arranged polyurethane foam layer consists. To improve the effectiveness of this safety bumper is in this known version between the polyurethane foam layer and the energy-dissipating Body classified as a closed air cushion. This safety bumper is not only very heavy, but also very expensive and complex to manufacture. Furthermore, the shock absorption characteristic this known bumper design has a very strong jump, which is due to the fact that the Fonaungsicherung of the polyurethane layer in relation to the deformation resistance of the energy-absorbing body is just very small. Another disadvantage of this

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bekannten Stoßstangenausführung liegt darin, daß bei einem festeren Stoß die einmal beschädigten, energieverzehrenden Körper sich nicht mehr rückstellen, können und die Stoßstange erneuert werden muß.known bumper design is that with a stronger impact, the once damaged, energy-consuming bodies no longer reset themselves, and the bumper needs to be replaced.

Ferner ist nach der DT - OS 2 016 855 eine Ausbildung einer Stoßstange beschrieben, bei der zwischen zwei in Stoßrichtung relativ zueinander beweglich gelagerten, steifen Profilen eine elastische und vorzugsweise aus getränktem Schaum bestehende Zwischenlage eingeordnet ist. Diese Ausbildung einer Stoßstange ist zwar einfach in ihrem Aufbau, jedoch ist ihre Stoßaufnahmekennlinie sehr steil ansteigend, da der getränkte Schaum sich nahezu wie ein fester Körper verhält.Furthermore, according to DT-OS 2 016 855, an apprenticeship is required a bumper described in which between two movably mounted in the direction of impact relative to each other, rigid profiles an elastic and preferably consisting of impregnated foam intermediate layer is arranged. Although this design of a bumper is simple in its construction, its shock absorption characteristic is very steep increasing, as the soaked foam behaves almost like a solid body.

Für die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, eine billige und einfache Sicherheitsstoßstange zu schaffen, di"e bei leichten und mittleren Stößen die eingeleitete Energie einwandfrei und.ohne starke Rückstellkräfte verzehren kann. Ferner soll die zu schaffende Sicherheitsstoßstange eine mit zunehmendem Verformungsweg größeren Verformungswiderstand nachweisende Charakteristik besitzen.In contrast, the task of the invention is to create a cheap and simple safety bumper, in the case of light and medium impacts, they consume the introduced energy perfectly and without strong restoring forces can. Furthermore, the safety bumper to be created should be larger with increasing deformation path Have deformation resistance demonstrating characteristics.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Sicherheitsstoßstange, die dadruch gekennzeichnet ist, daß das stoßelastische Teil einen im Querschnitt annähernd rechteckigen, nach vorne gewölbten Elastomer- oder Schaumstoff körper umfaßt, in dessen vorderen ErStreckungsdrittel ein auf einem starren Widerlager liegendes, hohles oder/und stoßverzehrendes und quer zur Stoßrichtung verlaufendes Profil aus Kunststoff oder Metall eingebettet und in dem hinter dem Widerlager ein energieverzehrendesThe invention solves the problem with a safety bumper, which is characterized in that the shock-elastic part is an elastomer or foam material that is approximately rectangular in cross-section and curved forwards body includes, in its front third extension one lying on a rigid abutment, hollow and / or shock-absorbing and running transversely to the direction of impact Profile made of plastic or metal embedded and in the one behind the abutment an energy-consuming

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Element angeordnet ist, wobei das Profil zusammen mit dem Widerlager über nach hinten durch in dem Querprofil verschiebbargeführte und das Element zwischen sich einschließende Halteorgane in dem Körper lagegesichert ist und der Verformungswiderstand des Profils - in Stoßrichtung gesehen - größer ist, als der des Körpers und des Elementes. Damit wird eine Sicherheitsstoßstange geschaffen, die durch ihre Konstitution geeignet ist, Stoßenergie in zwei Phasen aufzunehmen und zu vernichten, wobei der Übergang von der Phase der leichteren Stöße zu der Phase der schwereren Stöße ein allmählicher ist. In der ersten Phase wird lediglich das Element zwischen dem Widerlager und dem Querprofil verformt, in der zweiten Phase werden große Energien durch die Profile aufgenommen und vernichtet. Diese Profile können zweckmäßigerweise handelsüblicher Art und .deshalb leicht austauschbar sein.Element is arranged, the profile together with the abutment over to the rear through in the Cross profile displaceably guided and the element between them enclosing retaining organs in the Body is secured in position and the deformation resistance of the profile - seen in the direction of impact - is larger than that of the body and the element. In order to A safety bumper is created, which by its constitution is capable of impact energy in two Phases pick up and destroy, with the transition from the phase of lighter shocks to the phase the heavier bumps are gradual. In the first phase, only the element between the abutment and the transverse profile are deformed, in the second phase large energies are generated by the profiles taken up and destroyed. These profiles can expediently be of a commercial type and therefore be easily interchangeable.

Die weitere Ausbildung einer erfindungsgemäßen Sicherheitsstößstange ist den sich anschließenden Unteransprüchen entnehmbar.The further development of a safety bumper according to the invention can be found in the subsequent subclaims.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben werden.The invention is described below using an exemplary embodiment shown in section in the drawing to be discribed.

Die Sicherheitsstoßstange ist über einen starren Längsholm 10 am Fahrzeugrahmen starr befestigt, der an seinem vorderen Ende ein quer zur Fahrzeuglängsrichtung bzw. Stoßrichtung $Rfeil 11) starres Querprofil 12 trägt. Am Querprofil 12 ist ein Körper in bekannter Weise befestigt, der aus Elastomer- oder Schaumstoff von zäher Nachgiebigkeit besteht. Der Körper ist zweckmäßigerweise von einer dichten, festen undThe safety bumper is rigidly attached to the vehicle frame via a rigid longitudinal beam 10, which at its front end it is rigid at right angles to the longitudinal direction of the vehicle or the direction of impact $ Rfeil 11) Transverse profile 12 carries. On the transverse profile 12, a body is attached in a known manner, which is made of elastomer or Foam is made of tough resilience. The body is expediently of a dense, solid and

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ggf. oberflächenveredelten Haut 14· umgeben. In seinem vorderen ErStreckungsdrittel ist ein hohles und stoßenergieverzehrendes Profil 15 eingebettet, das in der gezeigten Aus/rfführung einen kreisrunden Querschnitt hat. Das Profil 15 ruht auf einem ebenfalls quer zur Fahrzeuglängsrichtung bzw. Stoßrichtung 11 liegenden Widerlager das über Halteorgane 17, die zweckmäßigerweise von Gewindebolzen dargestellt sind, und sich rückwärts durch das Querprofil 12 verschiebbar hindurch erstrecken, im Körper 15 lagegesichert. Auf den Halteorganene 17 sind Anschläge 18 und 19 vorgesehen, die zweckmäßigerweise von längs verstellbaren Muttern gebildet sind. Mit diesen längs verstellbaren Muttern kann die Lage des Widerlagers 16 im Körper 13 beliebig verändert werden. Die Halteorgane 17 können über das Widerlager 16 hinaus verlängert sein und das Profil so umfassen, daß es am Widerlager 16 anliegt.Diese Lagesicherung des Erofiles am Widerlager 16 ist insbes. zur Einbettung in den Körper 15 zweckmäßig. An Stelle verlängerter Halteorgane 17 kann die Halterung des Profiles 15 auch durch eine elastische Haut 20 ausgeführt werden, die darm mit dem Widerlager 16 bzw. den Halteorganen 17 organisch verbunden ist.possibly surface-finished skin 14 · surrounded. In its anterior third of extension is a embedded hollow and impact energy absorbing profile 15, which in the embodiment shown has a circular cross-section. The profile 15 rests on a likewise transverse to the vehicle longitudinal direction or thrust 11 lying abutment over holding members 17, which are expediently of Threaded bolts are shown and extend backwards through the transverse profile 12 so as to be slidable, secured in position in the body 15. On the holding organs 17 stops 18 and 19 are provided, which are expediently longitudinally adjustable nuts are formed. With these longitudinally adjustable nuts, the position of the abutment 16 in the body 13 can be as desired to be changed. The holding members 17 can be extended beyond the abutment 16 and the profile include so that it rests against the abutment 16. This position securing of the Erofiles on the abutment 16 is esp. for embedding in the body 15 is expedient. Instead of Extended holding members 17, the holding of the profile 15 can also be carried out by an elastic skin 20 which is organically connected to the abutment 16 or the holding members 17.

Die Halteorgane 17 sind nicht direkt mit dem Werkstoff des Körpers 13 in Verbindung, sondern Uiiegen xn Aussparungen 21 darin. Denkbar ist ebenfalls, daß diese Aussparungen durch Distanzrohre, Faltenbälge oder sonstige elastische Ummantelungen erzeugt werden. Der Werkstoff des Körpers 15 bildet zwischen dem Widerlager und dem Querprofil 12 ein energieverzehrendes Element 22, das einem Kissen ähnlich dazwischen geborgen ist.The holding members 17 are not directly connected to the material of the body 13, but rather xn recesses 21 in it. It is also conceivable that these recesses by spacer tubes, bellows or other elastic sheaths are produced. The material of the body 15 forms between the abutment and the transverse profile 12 an energy-absorbing element 22, which is similar to a cushion between them.

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Sobald auf die Sicherheitsstoßstange in Richtung des Pfeiles 11 oder auch schräg dazu Stoßkräfte ausgeübt werden,verformt sich zuerst der Werkstoff des Körpers 13 an der Stoßstelle bis die Verformung in den Bereich des Profiles 15 gelangt und dieses über das Widerlager 16 nach rückwärts verschiebt. Das Widerlager 16 kann sich über die Halteorgane 17 nach rückwärts verschieben, wobei das Element 22 eine Zusammendrückung erfährt. Diese Zusammendrückung erfolgt so weit, bis die Anschläge an dem Querprofil 12 zur Anlage kommen oder auch kurz davor stehen. Der Verformungswiderstand des Profiles ist derartig auf die zum Zusammenpressen des Elementes notwendige Kraft abgestimmt, daß dann eine Verformung des Profiles 15 erfolgt. Dies ist dann die zweite Verformungsph'ase für Stöße mittlerer Stoßenergien. Das Profil 15 kann geschlossen sein, so daß es ähnlich einem Luftkissen dämpfend wirkt, zweckmäßiger ist Jedoch, daß der Verformungswiderstand des Profiles durch seine Ausbildung bewirkt wird,da damit vermieden wird, daß zu schnell wirkende Rückstellkräfte auftreten können.Once on the safety bumper in the direction of arrow 11 or at an angle to it impact forces are exercised, the material of the body 13 is first deformed at the joint until the deformation reaches the area of the profile 15 and moves it backwards via the abutment 16. The abutment 16 can move backwards via the holding members 17, the Element 22 experiences compression. This compression takes place until the stops come to rest on the transverse profile 12 or are just in front of it. The deformation resistance of the profile is matched to the force necessary to compress the element in such a way that deformation then occurs of the profile 15 takes place. This is then the second deformation phase for impacts with medium impact energies. The profile 15 can be closed so that it has a dampening effect similar to an air cushion, but it is more expedient that the deformation resistance of the profile by its training is effected, as this avoids that too quickly acting restoring forces can occur.

Die Verformungen, die nur das Element 22 betreffen, sind nicht bleibender Natur, sondern durch die Eigenelastizität des Elementes 22 wird die Sicherheitsstoßstange nach Wegnahme der Stoßbelastung wieder in die ursprüngliche Form zurückgeführt. Durch die Auswahl eines Materials für den Körper 13, das eine trage Elastizität besitzt, wird erreicht, daß die Rückstellung des Elementes 22 langsam erfolgt.The deformations that affect only element 22, are not of a permanent nature, but due to the inherent elasticity of the element 22, the safety bumper becomes returned to its original shape after the shock load was removed. By choosing of a material for the body 13 that carries one Has elasticity, it is achieved that the return of the element 22 takes place slowly.

Anstelle des mit kreisförmigen Querschnitt ausgeführten Profils 15 können auch andere, handelübliche Profile (V-förmig, rechteckig, stehende Bienenwabenform, geschäumtes Metall, flüssigkeitsgefüllter Schaum) Verwendung finden.Instead of the profile 15 designed with a circular cross-section, other, commercially available Profiles (V-shaped, rectangular, standing honeycomb shape, foamed metal, liquid-filled foam) Find use.

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Aa Stelle des Materials des Körpers I3, das das Element 22 zu bilden hat, können selbstverständlich auch zusätzliche Feder- bzw. Dämpferelemente in diesem Bereich eingeordnet sein, die dann die erwünschten Verformungswiderstände besitzen können.Aa location of the material of the body I3, which the Element 22 has to be formed, of course, additional spring or damper elements in be classified in this area, which can then have the desired resistance to deformation.

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Claims

METZELER FOAM. GMBH, .MEMMINGM

PA 74-10437 February 13, 1974-

Patent claims

Safety bumper for Ivehicles that ■ He is rigid in the direction of travel on the vehicle frame is anchored and a shock-elastic part lying in front with Has shock-absorbing inserts, which is fixed in the direction of impact on the carrier Cross profile is supported by η ζ e i c h η et that the shock-elastic Part of an approximately rectangular cross-section, forward curved elastomer or foam body (15) includes, in the front third of its extent a hollow and / or shock-absorbing and lying on a rigid abutment (16) Profile (15) made of plastic or metal and running transversely to the direction of impact (11) and behind the abutment (16) an energy-absorbing element (22) are arranged, the profile together with the abutment over to the rear by slidably guided in the transverse profile (12) and enclosing the element between them Holding members (17) is secured in position in the body, the deformation resistance of the Profile 05) - viewed in the direction of impact - is larger, than that of the body (I3) and the element (22).

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2. Safety bumper according to claim 1, characterized in that that the holding members (17) opposite to the direction of impact by longitudinally adjustable and on the back of the transverse profile. (12) for .Anlage coming stops (19) in their return movement are limited.

3. Safety bumper according to claims 1 and 2, characterized in that that the profile (15) of the Halfceorganen (17) encompassed and adjustable nuts (18) on the Holding members is drawn against the abutment (16).

4-, safety bumper according to claim 3, characterized in that the part of each holding member surrounding the profile (15) (17) is designed to be elastic.

5. Safety bumper according to the previous ones Claims, characterized in that the holding members at least in their extension areas running between the abutments and the transverse profile in recesses (17) in the body material are arranged.

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6. Safety bumper according to claims 1 to 4, characterized by geJcennzeich-

one

net that the holding organs of / sheathing or are surrounded by a bellows-like structure.

7. Safety bumper according to claims 1 to 6, characterized in that that the element (22) is formed by the body material will·

8. Safety bumper according to the. Claims 1 to 6, characterized in that the element (22) in the area between the abutments and the cross member is formed by additional springs and / or dampers, whose resistance to deformation in the direction of impact is smaller than the deformation resistance of the profile and greater, than that of the body.

9. Safety bumper according to the previous ones ■ Claims, characterized that the height of the abutment is almost the height of the Cross member is the same.

10 »Safety bumper according to the preceding claims, thereby marked, that the profile (15) is hollow and sealed to the outside.

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11 · Safety bumper according to the preceding claims, characterized eich net that the body with a dense and solid, preferably surface-finished Skin (14-) is coated.

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