DE2460598A1

DE2460598A1 - Stossdaempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2460598A1
Application number: DE19742460598
Authority: DE
Inventors: Norimoto Aya; Yasuhiko Fujiwara; Teruo Maeda; Nagayuki Marumo; Yuzo Sakamoto; Hideo Shimoe; Heigo Tsuji
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1974-12-20
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1976-06-24

Description

Stoßdämpfungsvorrichtung Vorliegende Erfindung betrifft eineVornchtungzur Absorbtion mechanischer Energie bei Zusammenstößen sich bewegender Obåekte wie von Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Kraftfahrzeugaufbau, der nicht nur Stütze für die verschiedenen Teile und Einheiten des Kraftfahrzeuges ist, sondern auch in der Lage ist, bei Zusammenstoßen mechanische (kinetische) Energie zu absorbieren und dadurch die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen zu schützen.
Die Entwicklung verfeinerter Technologien auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugbaus brachte einen Trend zu höheren und höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten. Dieser Trend spiegelt sich in einer erhöhten Anzahl von Verkehrsunfällen und zahlreiche Stoßabsorbtionseinrichtungen, z.B. an den vorderen und / oder hinteren Fahrzeugenden angeordnete eindrückbare Stoßstangenoverankerungen, sind bisher entwickelt worden. Während sich solche Stoßabsorbtionseinrichtungen zur Dämpfung der Stöße bei kleineren Zusammenstößen als geeignet erwiesen haben, erfüllen sie dennoch nicht ausreichend die Aufgabe, die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen zu schützen, da die Trägheitskräfte an den Fahrzeugen so stark gedämpft werden, daß bei stärkeren Zusammenstößen die Fahrzeuginsassen extrem hohen Beschleunigungen ausgesetzt werden. Zur Verbesserung des Schutzes der Fahrzeuginsassen bei Frontalzusammenstößen sind manche Kraftfahrzeuge mit zusammenstauchbaren Lenksäulen und / oder Polsterungen am Armaturenbrett ausgerüstet. Zum Schutze gegen rückwärtige Zusammenstöße werden an die Rückseiten der Sitze in dem Fahrerhaus Dämpfungskissen montiert. Andere bekannte Schutzeinrichtungen verwenden aufblasbare Bälge, die bei einem Zusammenstoß sehr rasch zwischen dem Fahrzeuginsassen und relativ harten Kraftfahrzeugteilen expandieren. Alle diese Stoßabsorbtionseinrichtungen bieten den Fahrzeuginsassen keinen vollen Schutz, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug bei beträchtlich hohen Geschwindigkeiten in einen Unfall verwickelt wird.
Mit vorliegender Erfindung soll eine verbesserte Stoßdämpfungsvorrichtung geschaffen werden, die die den Schutzeinrichtungen der oben beschriebenen Art anhaftenden Nachteile beseitigt.
Die zu schaffende Stoßdämpfungsvorrichtung muß also geeignet sein, die bei relativ starken Zusammenstößen auftretende mechanische Energie zu absorbieren. Die zu schaffende Stoßdämpfungsvorrichtung soll auch einfach im Aufbau und demgemäß in einen beschränkten-Arbeitsraum leicht zu montieren sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung findet insbesondere zur M derung der Stöße bei Kraftfahrzeugzusammenstößen Anwendung.
Sie ist jedoch allgemein dort anwendbar, wo Stöße auf sich bewegende Körper oder Objekte einwirken und dabei auftretende mechanische Energie zu absorbieren ist. In Anbetracht der bevorzugten Anwendbarkeit in einem Kraftfahrzeug soll deshalb-mit vorliegender Erfindung- auch eine Stoßdämpfungsvorrichtung geschaffen werden, die bei Einbau in ein Kraftfahrzeug den Fahrzeuginsassen bei einem Zusammenstoß einen erhöhten Schutz bietet.
Wie im Laufe der-Be8chreibung festgestellt werden kann, zeichnet sich die erfindungsgemäße Stoßdämpfungsvorrichtung insbesondere durch einfachen Aufbau aus. Die erfindungsgemäße Stoßdämpfungsvorrichtung kann entweder alleine oder in Verbindung mit irgendwelchen Verstärkungsteilen wie Trägern des Fahrzeugkörpers verwendet werden. Es ist demgemäß' ein weiterer wichtiger- Aspekt vorliegender Erfindung, eine-n verbessertenKraft fahrz'eugaufbauschaffen,der nicht nur zum Tragen torschiedener Teile und Einheiten des Kraftfahrzeugs geeignet ist, sondern auch bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeugs mechanische Energie absorbieren kann.
Diese und andere Aufgaben vorliegender Erfindung werden mit einer Stoßdämpfungsvorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein erstes langgestrecktes Teil, das im wesentlichen über seine gesamte Länge hohl ist und zumindest einen Längsabschnitt besitzt, dessen Querschnitt sichvcnda des restlichen Längsabschnitts des Teiles unterscheidet, ein zweites langgestrecktes Teil, das zumindest einen Längsabschnitt besitzt, dessen Querschnitt sich von dem des restlichen Abschnittes des zweiten Teils unterscheidet, und das mit dem ersten langgestreckten Teil teleskopisch verbunden ist, indem sein Längsabschnitt in Oberflächenberührung mit dem Längsabschnitt des ersten langgestreckten Teils steht. Das zweite langgestreckte Teil kann im wesentlichen über seine gesamte Länge hohl sein. Zumindest eines der beiden langgestreckten Teile besteht aus einem verformbaren Material, um über seine Länge plastisch verformt zu werden, wenn die Teile durch eine auf die Vorrichtung einwirkende Kraft, welche die Elastizitätsgrenze des verformbaren Materials überwindet, in Längsrichtung relativ zueinander bewegt werden. Der Längsabschnitt unterschiedlichen Querschnitts des zweiten langgestreckten Teils kann aus einem genügend starren Material gebildet sein, während das erste langgestreckte Teil aus dem verformbaren Material besteht, so daß letzteres verformt wird, wenn ersteres durch eine auf die Stoßdämpfungsvorrichtung in Längsrichtung einwirkende Stoßkraft tiefer in letzteres getrieben wird, Wenn gewünscht, kann jedes der beiden langgestreckten Teile zumindest zwei in Längsabstand angeordnete Längsabschnitte unterschiedlichen Querschnitts besitzen. Die in Längsabstand angeordneten Längsabschnitte unterschiedlichen Querschnitts des ersten langgestreckten Teils stehen in Oberflächeneingrixf mit jenen des zweiten langgestreckten Teils, das teleskopisch in dem ersten langgestreckten Teil aufgenommen ist. Die zwei Längsabschnitte jedes Teils besitzen im wesentlichen identischen Querschnitt oder sie unterscheiden sich im Querschnitt voneinander. Sind die Längsabsehnitte jedes langgestreckten Teils in ihren Querschnitten unterschiedlich, so sollte der Längsabschnitt, der nahe einem freien Ende oder einem Ende des Teils in Richtung der Relativbewegung des Teils angeordnet ist, im Querschnitt kleiner sein als der andere Längsabschnitt des Teils.
Es kann auch nur eines der zwei langgestreckten Teile mit zwei in Längsabstand angeordneten Längsabschnitten unterschiedlichen Querschnitts versehen sein, während das andere Teil einen einzigen Längsabschnitt besitzt, der in Oberflächeneingriff mit den zwei Längsabschnitten des ersteren Teils steht.
In diesem Fsla können die zwei lGängsabsc: tte des ersteren Teils im wesentlichen identischen Querschnittaufweisen oder der Längsabschnitt nahe dem freien Ende des betreffen den Teils ist kleiner im Querschnitt als der andere Längsabschnitt des Teils.
Oben war unterstellt worden, daß die Stoßdämpfungsvorrichtung aus zwei langgestreckten Teilen aufgebaut ist. Falls gewünscht, kann die Vorrichtung weiterhin ein drittes langgestra tes Teil aufweisen. In diesem Fall ist das zweite langgestreckí;e Teil im wesentlichen über set nie gesamte Länge hohl und es besitzt zumindest einen zusätzlichen Längsabschnitt unter schiedlichen Querschnitts, der in Längsabstand von dem angsB abschnitt bzw. den Längsabschnitten angeordnet ist, der b-w.
die sich in Oberflächeneingriff mit dem bzw. den Längsabschnitten des ersten langgestreckten Teils befindet bzw be finden, indem das zweite Teil teleskopisch aufgenommen ist.
Das dritte langgestreckte Teil besitzt zumindest einen Längsabschnitt unterschiedlichen Querschnitts und ist mit seinem Längsabschnitt, der in Oberflächeneingriff mit dem zusätzlichen Längsabschnitt bzw. Abschnitten des zweiten langgestreckten Teils steht, teleskopisch in dem zweiten langgestreckten hohlen Teil aufgenommen. Alle langgestreckten Teile können aus einem verformbaren Material bestehen, so daß alle Teile plastisch verformt werden, wenn sie axial gegeneinander gedrückt werden. Die Längsabschnitte unterschiedlichen Querschnitts des zweiten und dritten langgestreckten Teils können auch aus einem starren Material gebildet sein, wenn gleichzeitig das erste langgestreckte Teil als ganzes und der restliche Längsabschnitt des zweiten langgestreckten Teils aus einem verformbaren Material bestehen, so daß das erste und zweite langgestreckte Teil plastisch verformt werden, wenn die harten Längsabschnitte des zweiten und dritten langgestreckten Teils durch eine auf die Stoßdämprungsvorrichtung in Längsrichtung einwirkende Stoßkraft tiefer in das zweite bzw. dritte Teil getrieben werden.
Der Längsabschnitt bzw. die Längsabschnitte unterschiedlichen Querschnitts jedes langgestreckten Teils können gegenüber dem restlichen Längsabschnitt des Teils im Querschnitt erweitert oder verkleinert sein. Sind die zwei oder drei langgestreckten Teile über erweiterte Längsabschnitte teleskopisch miteinander verbunden, dann werden die restlichen Längsabschnitte der langgestreckten Teile, die in sich das bzw. die Nachbarteile teleskopisch aufnehmen im Querschnitt geweitet, wenn das oder die darin aufgenommenen Teile tiefer in erstere Teile getrieben werden. Sind dagegen an den langgestreckten Teilen eingezogene Längsabschnitte ausgebildet, dann werden die restlichen Abschnitte der langgestreckten Teile, die in den Nachbarteilen teleskopisch aufgenommen sind, zusammengequetscht, wenn die letztere Teile aufnehmenden Teile in Axialrichtung auf ersteren bewegt werden.
Die oben beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtungen setzen die aus dem Stoß auf die Vorrichtung herrührende mechanische Energie in plastische Verformung der langgestreckten Teile um, sofern die Stoßkraft die Elastizitätsgrenze der die langgestreckten Teile bildenden Materialien überwindet. Ist daher die auf die Stoßdämpfungsvorrichtung einwirkende Stoßkraft zu klein, um die Elastizitätsgrenze der langgestreckten Teile überwinden zu können, so bleibt die Vorrichtung unverändert. Das hat zur Folge, daß beim Einbau der Vorrichtung als eine Sicherheitseinrichtung in ein Kraftfahrzeug der Fahrzeuginsasse ungeschützt bleibt, wenn das Kraftfahrzeug in einen relativ kleinen Zusammenstoß verwickelt wird.
Wird zur Vermeidung dieses Nachteils ein Material mit geringerer Elastizitä.tsgrenze verwendet, dann wird die Stoßdämpfungsvorrichtung auch bei relativ leichten Zusammenstößen ansprechen, die den Fahrzeuginsassen nicht gefährden. Da oben beschriebene Stoßdämpfungsvorrichtung nach Ansprechen irreversibel verformt ist, ist es wichtig, die Vorrichtung intakt zu halten, bis sie einem Stoß solcher Größe unterworfen wird, der ernstlich den Fahrzeuginsassen gefährden könnte. Ein sinnvoller Kompromiss zwischen diesen einander entgegensbienden Erfordernissen wird mit einer Kombination einer irreversiblen Stoßdämpfungsvorrichtung, die auf Stöße anspricht, die eine ernsthafte Gefahr für den Fahrzeuginsassen darstellen, mit einer reversibel arbeitenden Stoßdämpfungsvorrichtung erreicht, die auf relativ leichte Stöße anspricht.
Zur Verringerung desRaumbedarfs beim Einbau einer solchen Kombination in Arbeitsstellung und zur Vereinfachung oder sogar gänzlichen Vermeidung mechanischer VerbinBungenzwischen den zwei Vorrichtungen werden beide Vorrichtungen organisch in einer einzigen kompakten Einheit vereinigt, die in ihrer Gesamtheit auf einen beispielsweisevon einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeuges herrührenden Stoß ansprechen kann.
Gemäß vorliegender Erfindung werden diese Erfordernisse mit einer Stoßdämpfungsvorrichtung erfüllt, die gekennzeichnet ist durch ein langgestrecktes hohles Teil aus einem verformbaren Material und durch eine im wesentlichen langgestreckte9 in Längsrichtung zusammendrückbare Einrichtung, die axial mit dem hohlen Teil fluchtet und teilweise mit diesem in Oberflächenberührung steht und bei Einwirken einer unterhalb eines bestimmten Wertes liegenden Stoßkraft in Längsrichtung zusammendrückbar und nach Wegfall der Stoßkraft wieder auf ihre volle ursprüngliche Länge ausdehnbar ist.
Bei Einwirken einer Stoßkraft in Längsrichtung, deren Stärke oberhalb dem vorbestimmten Wert liegt, wird die Einrichtung nicht nur axial zusammengedrückt, sondern sie wird auch in Längsrichtung in das hohle Teil getrieben, um dieses plastisch zu verformen. Die zusammendrückbare Einrichtung kann aus einem Hohl zylinderbestehen, dessen geschlossener freier Endabschnitt in Oberflächeneingriff mit dem hohlen Teil steht.
n dem Hohlzylinder ist ein Kolben axial bewegbar, der weg von dem freien Endabschnitt des Zylinders belastet fest Mit dem Kolben ist eine Kolbenstange verbunden, die weg vondem freien Endabschnitt des Zylinders in Längsrichtung aus dem Hohl zylinder herausragt. Die Kolbenstange und mit ihr der Kolben werden gegen die Beaufschlagungskraftdes Kolbenr,in axialer Richtung in den Zylinder hineingedrückt, wenn eine unterhalb des vorbestimmten Wertes liegende Stoßkraft auf sie einwirkt. Das langgestreckte hohle Teil und der Hohlzylinder können im wesentlichen gleiche Gestalt aufweisen wie das erste und zweite langgestreckte Teil der zuvor beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtung. Sowohl das hohle Teil aXe auch der Hohlzylinder sind also zumindest mit einem Längsebsehnitt versehen, dessen Querschnitt sich von dem des restlichen Abschnitts unterscheidet. Der Hohl zylinder ist mit seinem Längsabschnitt unterschiedlichen Querschnitts der in Oberflächeneingriff mit dem Längsabschnitt unterschiedlichen Querschnitts des hohlen Teils steht, teleskopisch in diesem hohlen Teil aufgenommen. Es ist ersichtlich, daß die Gestalt des hohlen Teils und des oben beschriebenen Hohlzylinders in entsprechender Weise variiert werden kann wie bei den oben beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtungen mit zwei oder drei langgestreckten Teilen, Das hohle Teil kann auch eine geschlossene Stirnwand aufweisen, die in Längsrichtung in einen sich längs erstreckenden Abschnitt des hohlen Teils einwärts gewendet ist und im wesentlichen quer zur Längsrichtung des hohlen Teils angeordnet ist. Die Stirnwand des so gebildeten hohlen Teils steht mit ihrer Außenfläche in Oberflächeneingriff mit dem freie Endabschnitt, so daß, wenn auf den Hohl zylinder der zusammendrückbaren Einrichtung eine Kraft einwirkt, die größer ist als der vorbestimmte Wert, die Stirnwand von dem Hohlzylinder gedrückt wird, um sich in Richtung entgegengesetztes Ende des hohlen Teiles zu bewegen. Das hohle Teil wird dabei plastisch verformt und zum gegenüberliegenden Ende des hohlen Teils in Längsrichtung mit der Außenseite nach innen gewendet. Die auf die Stoßdämpfungsvorrichtung einwirkende Stoßenergie wird also zunächst beim Eindrücken des Kolbens und der Kolbenstange in den Hohlzylinder und dann bei der plastischen Verformung des hohlen Teils verbraucht.
Wie zuvor erwähnt, ist die hier offenbarte Stoßdämpfungsvorrichtung insbesondere als Sicherheitseinrichtung für ein Kraftfahrzeug geeignet, Wird die erfindungsgemäße Stoßdämpfungsvorrichtung als Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeuges verwendet, so sollte die Vorrichtung mit einem Längsende an einen starren und ortsfesten Querträger des Fahrzeugkörpers, wie z.B. an eine Spritzwand befestigt werden, während das andere Ende mit einem geeigneten vordersten oder hintersten Querträger, wie z.B. einer vorderen oder rückwärtigen Stoßstange bzw. mit einem daran befestigten Teil zu verbinden wäre. Zur Erzielung eines zusätzlichen Dämpfungseffektes und um zu vermeiden, daß die einzelnen Teile der Stoßdämpfungsvorrichtung bei Einwirken einer lgerichteten Druckkraft ausknEten, kann zumindest ein langgestrecktes stauchbares Hohlteil vorgesehen werden, das zumindest einen Längsteil der Stoßdämpfungsvorrichtung umschließt. Das Hohlteil ist von seinem zum vordersten oder rückwärtigsten Ende des Fahrzeugaufbaus gerichteten freien Ende aus in Längsrichtung stauchbar, wenn es einer Längskraft unterworfen wird, welche die Elastizitätsgrenze des das stauchbare Teil bildenden Materials überwinden kann. Das stauchbare Hohlteil kann sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Kombination der langgestreckten Teile oder des hohlen Teils mit dem Zylinder erstrecken, so daß die Stoßenergie teilweise bei der Langsstauchung des Hohlteils und teilweise bei der Längsverformung der langgestreckten Teile oder des hohlen Teils verbraucht wird.
Die Stoßdämpfungsvorrichtung nach einer der oben beschriebenen Bauarten kann für sich selbst oder bei geeigneter Anpassung als ein tragendes Teil des Fahrzeugkörpers verwendet werden.
Im letzteren Fall mildert die Stoßdämpfungsvorrichtung nicht nur auf den Fahrzeugkörper einwirkende Stöße, sondern sie trägt auch Arbeitsteile und Arbeitseinheiten beispielsweise des Motors und des Kraftübertragungssystems. Wird die Stoßdämpfungsvorrichtung in dieser Weise als ein tragendes Teil des Fahrzeugkörpers verwendet, so sollten vorteilhaft zwei, vier oder selbst mehr solche Stoßdämpfungsvorrichtungen mit derselben Anzahl von langgestreckten, hohlen, stauchbaren Teilen der oben beschriebenen Art miteinander kombiniert werden. In diesem Fall kann der mehrere Stoßdämpfungs vorrichtungen aufweisende Fahrzeugaufbau so konstruiert werden, daß ein Abschnitt bei Einwirken einer Stoßkraft in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers gestaucht wird, während der andere Abschnitt dem Stoß im wesentlichen widersteht.
Zu diesem Zweck sind in dem stauchbaren Abschnitt des Fahrzeugkörpers die langgestreckten Teile vorgesehen, die in die langgestreckten hohlen Teile, die an das ortsfeste starre Teil des Fahrzeugkörpers befestigt sind, teleskopisch eingreifen und in diese hineintreibbar sind. Die zuvor erwähnten stauchbaren Teile bilden zumindest einen Teil des stauchbaren Abschnitts und des langgestreckten hohlen Teils.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Fig. la zeigt einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung, wobei sich die Vorrichtung in Ausgangsstellung befindet, Fig. Ib zeigt einen der Fig. la entsprechenden Schnitt, wobei die Stoßdämpfungsvorrichtung nach Einwirken einer Stoßkraft sich-in völlig zusammengedrücktem Zustand befindet; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt einer abgewandelten Ausführung sform derStoßdämpfungvorri chtung nach den Fig, la und 1b; Fig. 3a ist ein Längsschnitt einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfungs-' vorrichtung; Fig. 3b zeigt einen der Fig. 3a entsprechenden Schnitt, wobei sich die Stoßdämpfungsvorrichtung jedoch in völlig zusammengedrücktem Zustand befindet; Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt einer abgewandelten Stoßdämpfungsvorrichtung nach Fig. 3a und 3b; Fig. 5 ist ein Teillängsschnitt zur Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung; Fig. 6 ist ein Teillängsschnitt zur Darstellung einer Abwandlung der Stoßdämpfungsvorrichtung nach FLge 59 Fig. 7 ist ein Teillängsschnitt zur Darstellung einer weiteren Abwandlung der Stoßdämpfungsvorrichtung nach Fig. 5; Fig. 8 ist ein Teillängsschnitt zur Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung; Fig. 9a ist ein Teillängsschnitt zur Darstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung, wobei sich din Vorrichtung in ihrer Ausgangsstellung befindet; Fig. 9b ist ein der Fig. 9a entsprechender Schnitt, wobei sich die Stoßdämpfungsvorrichtung nunmehr in einem völlig zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.10 ist ein Längsschnitt zur Darstellang einer Abwandlung der Stoßdämpfungsvorrichtung nach den Fig. 9a und 9b; Fig.11 ist ein Teillängsschnitt zur larstellung einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung; Fig.12 ist ein Längsschnitt zur Darstellung einer Abwandlung der Stoßdämpfungsvorrichtung nach Fig.11; Fig.13 ist ein Teillängsschnitt zur Darstellung einer weiteren bevorzugten Ainsfuhrungsform der erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung; Fig.14 ist ein Längsschnitt zur Daratellung einer Abwandlung der Stoßdämpfungsvorrichtung nach Fig. 13; Fig.15a iat eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der ertindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung; Fig. 15b ist eine der Fig. 15a entsprechende Ansicht, wobei sich die Stoßdämpfungsvorrichtung jedoch in einem teilweise zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.15c ist eine der Fig. 15a entsprechende Ansicht, wobei sich die Stoßdämpfungsvorrichtung jedoch in einem völlig zusammengedrückten Zustand befindet.
Fig.16a ist ein Längsschnitt eines Kraftfahrzeugaufbaus mit eingebauten erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtungen; Fig.16b ist ein Querschnitt entlang der Linie B - B in Fig.
16a; Fig.16c ist ein der Fig. 16a entsprechender Schnitt, wobei sich der Kraftfahrzeugaufbau in einem teilweise zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.16d ist ein der Fig. 16a entsprechender Schnitt, wobei sich der Kraftfahrzeugaufbau in einem völlig zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.1?a ist ein Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Kraftfahrzeugaufbaus mit eingebauten erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtungen; Fig,l7b ist eine perspektivische Ansicht des in Fig. 17a dargestellten Kraftfahrzeugaufbaus; Fig.17c ist ein Querschnitt entlang den Linien C - C in Figur 17a und 17b; Fig.1?d ist ein Querschnitt entlang den Linien D - D in Fig 17a und 17b; Fig.1?e ist ein der Fig.1?a entsprechender Schnitt, wobei sich der Kraftfahrzeugaufbau jedoch in einem teilweise zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.17f ist ein der Fig. 17a entsprechender Schnitt, wobei sich der Kraftfahrzeugaufbau jedoch in einem völlig zusammengedrückten Zustand befindet; Fig. 18a ist ein Längsschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Kraftfahrzeugaufbaus mit eingebauten erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtungen; Fig.18b ist ein der Fig. 18a entsprechender Schnitt, wobei sich der Kraftfahrzeugaufbaü jedoch in einem teilweise zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.18c ist ein der Fig. 18a entsprechender Schnitt, wobei sich der Kraftfahrzeugaufbau in einem völlig zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.19a iat ein Längsschnitt zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Kraftfahrzeugaufbaus mit eingebauten erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtungen; Fig.19b ist ein der Fig. 19a entsprechender Schnitt, wobei sich der Kraftfahrzeugaufbau in einem teilweise zusammengedrückten Zustand befindet; Fig.19c ist ein der Fig, 19a entsprechender Schnitt,' wobei sich der Kraftfahrzeugaufbau in einem völlig zusamgedrückten Zustand befindet; und Fig.20 ist ein Längsschnitt zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Kraftfahrzeugaufbaus mit eingebauten erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtun gen.
In der nachfolgenden Beschreibung wird zunächst auf wiege la Bezug genommen9 die eine erste bevorzugtflAusfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung zeigt. Die Stoßdämpfungsvorrichtung besitzt ein erstes langgestrecktes Rohrteil 30 mit einem erweiterten Endabschnitt 31 sowie ein zweites langgestrecktes Rohrteil 32 mit einem erweiterten Endabschnitt 33. Der erweiterte Endabschnitt 31 des ersten langgestreckten Rohrteils 30 nimmt in sich den erweiterten Endabschnitt 33 des zweiten langgestreckten Rohrteils 32 auf, so daß die beiden Rohrteile durch Oberflächeneingriff zwischen den erweiterten Endabschnitten 31 und 33 te)eslowischmiteinander verbunden sind. Das erste langgestreckte Rohrteil 30 ist mit seinem dem erweiterten Endabschnitt 31 gegenüberliegenden Ende an einem geeigneten ortsfesten starren Teil bzw. an einem Aufbau 34 befestigt, während das zweite langgestreckte Rohrteil 32 an seinem dem erweiterten Endabschnitt 33 gegenüberliegenden Ende ein Stoßaufnahmeteil bzw. einen Aufbau 35 trägt. Wird die Stoßdämpfungsvorrichtung wie zuvor erwähnt als eine Sicherheitseinrichtung an einem Kraftfahrzeug verwendet, so können das starre ortsfeste Teil bzw. der Aufbau 34 irgendein Querträger des Fahrzeugkörpers und das Stoßaufnahmeteil bzw. der Aufbau 35 eine vordere oder hintere Stoßstange sein.
Das erste und zweite langgestreckte Rohrteil 30 und 33 bestehen aus einem geeigneten verformbaren oder dehnbaren Material, z.B. aus Aluminium, Kupfer oder Stahl oder aus einem dehnbaren Kunststoff.
Wirkt beispielsweise bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeuges auf das Stoßaufnahmeteil 35 der oben beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtung eine Kraft ein, so wird das zweite langgestreckte Rohrteil 32 in Längsrichtung in das erste langgestreckte Rohrteil 30 hineingetrieben,wodurchder Längsabschnitt des ersten langgestreckten Rohrteils 30, der sich an den erweiterten Endabschnitt 31 anschließt, durch den erweiterten Endabschnitt 33 des zweiten langgestreckten Rohrteils 32 geweitet wird, sofern die auf das Teil 30 einwirkende Kraft die Elastizitätsgrenze des Materials überwindet, aus dem dieses Teil besteht. Das zweite Rohrteil 32 wird in der Hälfte des ersten Rohrteils 30 stehen bleiben, wenn die Stoßkraft auf das Stoßaufnahmeteil 35 abgefangen wird, bevor das zweite Rohrteil 32 das Ende des ersten Rohrteils 30 am ortsfesten Aufbau 34 erreicht. Bei größerer Stoßkraft wird sich das zweite Rohrteil 32 bis zum Ende des ersten Rohrteils 30 am ortsfesten Aufbau 34 bewegen, so daß das erste Rohrteil 30 über seine gesamte Länge geweitet wird, wie aus Fig. Ib ersichtlich ist. Die auf das Staßaufnahmeteil 35 einwirkende mechanische Stoßenergie wird also in eine plastische Verformung des ersten Rohrteils 30 umgesetzt. Die Stoßabsorbtionsfähigkeit obiger Stoßdämpfungsvorrichtung kann durch Wahl der Geometrie, der Wandstärken, der Reibungskoeffizienten, und anderer mechanischer Eigenschaften der Vorrichtungsteile den Erfordernissen angepaßt werden.
Um die Längsbewegung des zweiten Rohrteils 32 in dem ersten Rohrteil 30 flüssig zu gestalten, können deren erweiterte Endabschnitte 31 und 33 in Bewegungsrichtung des zweiten Rohrteils, d.h. in Richtung des dem erweiterten Endabschnitt 31 gegenüberliegenden Ende des ersten Rohrteils konisch ausgebildet sein, wie die Fig. 1a und ib zeigen. Falls gewünscht, kann an dem erweiterten Endabschnitt 31 des ersten Rohrteils 30 eine Längsverlängerung 36 vorgesehen sein, die eng um eine äußere Umfangsfläche des sich an den erweiterten Endabschnitt 33 anschließenden Schaftabschnitts des zweiten Rohrteils 32 eingezogen ist, und / oder der erweiterte Endabschnitt 33 des zweiten Rohrteils 32 ist mit einer Längsverlängerung 37 versehen, die sich eng an die innere Umfangsfläche des sich an den erweiterten Endabschnitt 31 anschließenden Schaftabschnitts des ersten Rohrteils 30 anschmiegt, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Durch Vorsehen der Verlängerung 36 und / oder der Verlängerung 37 wird verhindert, daß sich die Rohrteile 30 und 32 voneinander lösen, wenn auf sie eine Kraft einwirkt, die z.B. im Falle eines Abschleppens des Kraftfahrzeuges an der Stoßstange die Rohrteile in Längsrichtung auseinanderzubewegen sucht. Die Längsverlängerungen 36 und 37 verbessern weiterhin den Oberflächeneingriff zwischen den erweiterten Endabschnitten 31 und 33, wodurch sich ein erhöhter Widerstand dieser Abschnitte gegenüber Biegebeanspruchungen ergibt und die Rohrteile 30 und 32 einer in Querrichtung einwirkenden Kraft besser widerstehen.
Bei obiger Ausführungsform ist angenommen worden, daß das erste langgestreckte Rohrteil 30 an dem starren ortsfesten Aufbau 34 befestigt ist und das zweite langgestreckte Rohrteil 32 das Stoßaufnahmeteil bzw. den Aufbau 35 trägt, so daß das zweite Rohrteil in das erste Rohrteil eindringt, das ortsfest gehalten wird. Falls gewünscht, könnten die Rohrteile 30 und 32 auch in umgekehrter Weise mit den Aufbauten 34 und 35 verbunden werden. Ein Beispiel einer solchen Anordnung ist in den Fig. 3a und 3b dargestellt. Gemäß Fig. 3a trägt das erste langgestreckte Rohrteil 30 an seinem dem erweiterten Endabachnitt 31 gegenüberliegenden Ende das Stoßaufnahmeteil bzw. den Aufbau 35, während das zweite langgestreckte Rohrteil 32, dessen erweiterter Endabschnitt 33 in den Endabschnitt 31 eingreift und dadurch eine teleskopische Verbindung zu dem Rohrteil 30 herstellt, mit seinem dem erweiterten Endabschnitt 33 gegenüberliegenden Ende an dem starren ortsfesten Aufbau 34 befestigt ist. Bei Einwirken einer Stoßkraft auf das Stoßaufnahmeteil 35, das die Stoßstange eines Kraftfahrzeuges sein kann, wird das erste langgestreckte Rohrteil 30 gegen den starren ortsfesten Aufbau 34 getrieben, wenn die Stoßkraft die Elastizitätsgrenze des Materials, aus dem das erste Rohrteil 30 besteht, überwindet.
Das erste Rohrteil 30 wird dann in Längsrichtung über den erweiterten Endabschnitt 33 des zweiten Rohrteils 32 bewegt, der fest an dem ortsfesten Aufbau 34 sitzt. Das erste Rohrteil 30 wird folglich ausgehend von dem erweiterten Endabschnitt 31 über seine Länge geweitet oder plastisch verformt, wie Fig. 3b zeigt. Selbstverständlich endet die Bewegung des ersten Rohrteils 30 bereits auf halbem Wege des zweiten Rohrteils 32, wenn die Stoßenergie durch die plastische Verformung des ersten Rohrteils 30 absorbiert ist, bevor das Rohrteil 30 das dem erweLterten Endabschnitt 33 gegenüberliegende Ende des zweiten Rohrteils 32 erreicht.
Ähnlich wie bei der Ausführungsform von Fig. 2 kann die Stoßdämpfungsvorrichtung nach den Fig. 3a und 3b modifiziert werden, indem an dem erweiterten Endabschnitt 31 des ersten Rohrteils 30 eine Längsverlängerung 36 vorgesehen wird, die sich eng an eine äußere Umfangsfläche des von dem erweiterten Endabschnitt 33 ausgehenden Schaftabschnitts des zweiten Rohrteils 32 anschmiegt, und / oder der erweiterte Endabschnitt 33 des zweiten Rohrteils 32 kann eine Längsverlängerung 37 aufweisen, die sich eng an eine innere Umfangsfläche des sich an den erweiterten Endabschnitt 33 anschließenden Schaftabschnitts des zweiten Rohrteils 32 anschmiegt, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Das erste und zweite Rohrteil 30 und 32 können sich somit nicht voneinander lösen, selbst wenn eine Längskraft sie auseinander zu bewegen sucht. Außerdem sind die Rohrteile, wie zuvor erwähnt,lgegen quer einwirkende Biegebeanspruchungen widerstandsfähiger.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen werden die langgestreckten Rohrteile durch einen an jedem Rohrteil ausgebildeten erweiterten Endabschnitt zusammengehalten. Es wäre jedoch denkbar, die zwei Rohrteile durch zwei oder mehr an ihnen ausgebildete erweiterte Abschnitte miteinander zu verbinden. Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der die langgestreckten Rohrteile mittels zwei erweiterten Abschnitten, die an jedem der Teile ausgebildet sind, zusammengehalten werden. Gemäß Fig. 5 besitzt das erste langgestreckte Rohrteil 30 zwei in Längsabstand vorgesehene erweiterte Abschnitte 31 und 31', während das zweite langgestreckte Rohrteil 32 ebenfalls in Längsabstand angeordnete erweiterte Abschnitte 33 und 33' aufweist, die mit engem Oberflächenkontakt in den erweiterten Abschnitten 31 bzw, 31' des ersten langgestreckten Rohrteils 30 aufgenommen sind. Statt an dem ersten und zweiten langgestreckten Rohrteil 30 und 32 je zwei erweiterte Abschnitte auszubilden, könnten auch nur an dem zweiten langgestreckten Rohrteil 32 zwei in Längsabstand angeordnete erweiterte Abschnitte 33 und 33' vorgesehen werden, so daß ein erweiterter Abschnitt 31 an dem ersten langgestreckten Rohrteil 30 gemäß Fig. 6 an seiner inneren Umfangsfläche beide erweiterte Abschnitte 33 und 33' aufnimmt. In der Darstellung besitzen die erweiterten Abschnitte 33 und 33' des zweiten langgestreckten Rohrteils 32 im wesentlichen identischen Querschnitt. Falls gewünscht, könnte jedoch der erweiterte Abschnitt 33, der weiter als der erweiterte Abschnitt 33' von dem Ende des zweiten'langgestreckten Rohrteils 32 entfernt ist, mit größerem Querschnitt ausgebildet werden als der erweiterte Abschnitt 33', so daß gemäß Fig. 7 der erweiterte Abschnitt 31 des ersten langgestreckten Rohrteils 30 sich zum Rohrteilende konisch erweitert. In diesem Fall wird das erste langgestreckte Rohrteil 30 zunächst von dem weniger erweiterten Abschnitt 33' des zweiten langgestreckten Rohrteils 32 und sodann von dem stärker erweiterten Abschnitt 33 des Rohrteils 32 geweitet, wenn das erste Rohrteil 30 durch eine auf das Rohrteil oder auf die Rohrteile einwirkende Längskraft in das zweite Rohrteil 32 getrieben wird. Der weniger erweiterte Abschnitt 33' bereitet also die plastische Verformung des ersten Rohrteils 30 durch den stärker erweiterten Abschnitt 33 vor.
Werden bei den bisher beschriebenen Vorrichtungen das erste und zweite langgestreckte Rohrteil aus Materialien hergestellt, die im wesentlichen gleiche mechanische Eigenschaften, insbesondere gleiche Verformbarkeit aufweisen, dann wird nicht nur das erste langgestreckte Rohrteil 30, sondern es werden auch der erweiterte Abschnitt oder die erweiterten Abschnitte des zweiten langgestreckten Rohrteils 32 plastisch verformt, so daß das erste Rohrteil 30 nicht auf einen gewünschten Querschnitt geweitet wird, d-er vorteilhaft im wesentlichen mit dem Querschnitt des erweiterten Abschnitts oder der erweiterten Abschnitte des zweiten Rohrteils 31, das in das erste Rohrteil 30 getrieben wird, übereinstimmt. Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Geschilderte nicht eintreten kann. Die Ausführungsform nach Fig. 8 ist eine Modifizierung der Ausführungsform nach den Fig. 1a oder 3a. Diese Ausführungsform weist daher ein erstes und ein zweites langgestrecktes Rohrteil 30 und 32 auf, die durch Oberflächeneingriff zwischen den erweiterten Endabschnitten 31 und 33 an den Rohrteilen 30 bzw. 32 teleskopisch miteinander verbunden sind.
Ein im wesentlichen rohrförmiges Verstärkungsteil 38 liegt eng an der inneren Umfangsfläche des erweiterten Endabschnitts 33 des zweiten langgestreckten Rohrteils 32 an. Das Verstärkungsteil 38 wird gewöhnlich aus einem Material gefertigt, das weniger verformbar als das Material des zweiten Rohrteils 32 ist, so daß der erweiterte Endabschnitt 33 des zweiten Rohrteils 32 nicht zusammengedrückt wird, wenn er durch den Schaftabschnitt des ersten Rohrteils 30 getrieben wird.
Die beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung sind aus zwei teleskopisch verbundenen Rohrteilen aufgebaut. Wenn gewünscht, kann die erfindungsgemäße Stoßdämpfungsvorrichtung jedoch auch drei oder mehr langgestreckte Rohrteile umfassen, die aufeinanderfolgend teleskopisch miteinander verbunden sind. Fig. 9a und 9b zeigen eine Ausführungsform einer Stoßdämpfungsvorrichtung mit drei langgestreckten Rohrteilen.
Gemäß Fig. 9a besteht die Stoßdämpfungsvorrichtung aus einem ersten, einem zweiten und aus einem dritten langgestreckten Rohrteil 30,32 bzw. 39. Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen weisen das erste und zweite langgestreckte Rohrteil 30 und 32 erweiterte Endabschnitte 31 bzw. 33 auf, durch die das erste langgestreckte Rohrteil 30 das zweite langgestreckte Rohrteil 32 teleskopisch aufnimmt. Das zweite langgestreckte Rohrteil 32 weist an dem Ende, das dem in Eingriff mit dem ersten Rohrteil 30 befindlichen Ende gegenüberliegt, einen weiteren erweiterten Endabschnitt 40 auf, während das dritte langgestreckte Rohrteil 39 einen erweiterten Endabschnitt 41 besitzt. Der erweiterte Abschnitt 41 des dritten Rohrteils 39 sitzt eng in dem zweiten erweiterten Endabschnitt 40 des zweiten Rohrteils 32, so daß die Rohrteile 32 und 39 teleskopisch miteinander verbunden sind. Die Rohrteile 30 und 32 bestehen aus einem verformbaren Material und die Rohrteile 30,32 und 39 besitzen Schaftabschnitte, deren Querschnitte in dieser Reihenfolge abnehmen. Falls gewünscht, können geeignete Halteeinrichtungen vorgesehen werden, die den Eingriff zwischen dem ersten und zweiten Rohrteil 30 und 32 sowie zwischen dem zweiten und dritten Rohrteil 32 und 39 verstärken. Hierzu kann das erste Rohrteil 30 an seinem Ende 42 nahe dem erweiterten Endabschnitt 33 an den Schaftabschnitt des zweiten Rohrteils 32 geschweißt werden. In gleicher Weise kann das zweite Rohrteil 32 an seinem Ende 43 nahe dem erweiterten Endabschnitt 41 an den Schaftabschnitt des dritten Rohrteils 39 geschweißt werden. Die Halteeinrichtung könnte auch in einem abscherbaren Stift 44 bestehen, der das erste und zweite Rohrteil 30 und 32 nahe den erweiterten Endabschnitten 31 und 33 lösbar zusammenschließt. In gleicher Weise könnte, wie in Fig. 9a in strichpunktierten Linien angedeutet ist, ein abscherbarer Stift 45 das zweite und dritte Rohrteil 32 und 39 nahe den erweiterten Endabschnitten 40 und 42 lösbar zusammenschließen, Die Halte einrichtungen der oben beschriebenen Art verleihen den Rohrteilen 30, 32 und 39 eine erhöhte Widerstandskraft gegenüber Biegebeanspruchungen, die während des Gebrauchs auf die Rohrteile einwirken könnten.
Außerdem verhindern die Halteeinrichtungen, daß sich die Rohrteile voneinander lösen, wenn Längskrafte sie auseinander zu bewegen suchen.
Bei Verwendung der Stoßdämpfungsvorrichtung der oben beschriebenen Bauart als Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeugs werden das erste und dritte Rohrteil 30 und 39 an ihrem freien Ende an einen geeigneten starren, ortsfesten Aufbau des Fahrzeugkörpers befestigt bzw. an die vordere oder hintere Stoßstange oder an irgendeinen Querträger am vorderen oder rückwärtigen Ende des Fahrzeugkörpers angeschlossen.
Wirkt nunmehr beispielsweise bei einem Zusammenstoß eines Kraftfahrzeuges eine Stoßkraft auf die Stoßdämpfungsvorrichtung ein, so werden die langgestreckten Rohrteile 50,32 und 39 in Längsrichtung gegeneinander gedrückt, so daß die Schweißnähte 42 und 43 oder die Stifte 44 und 45 brechen, wonach sich die Rohrteile 30, 32 und 39 in Längsrichtung relativ zueinander bewegen können. Kann die Stoßkraft nun die Elastizitätsgrenze der das erste und das zweite langgestreckte Rohrteil 30 und 32 bildenden Materialien überwinden, dann werden das dritte und zweite Rohrteil 39 und 32 in Längsrichtung tiefer in das zweite und erste Rohrteil 32 bzw. 30 bewegt, mit dem Ergebnis, daß das erste und zweite Rohrteil 30 und 32 gemäß Fig. 9b durch die erweiterten Ahschnitte 33 und 41 des zweiten und dritten Rohrteils 32 bzw. 39 über ihre Länge plastisch verformt oder geweitet werden. Die auf die Stoßdämpfungsvorrichtung einwirkende Stoßenergie wird also durch plastische Verformung des ersten und zweiten langgestreckten Rohrteils 30 und 32 verzehrt. Um zu vermeiden, daß der erweiterte Endabschnitt 41 des dritten Rohrteils 39 bei seiner Bewegung durch den Schaftabschnitt des zweiten Rohrteils 32 zusammengedrückt wird, kann in dem erweiterten Abschnitt 41 ein Verstärkungsteil wie bei der Ausführungsform von Fig.8 vorgesehen werden.
Fig. 10 zeigt eine Modifikation der oben beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtung. Die modifizierte Ausführungsform besitzt eine Einrichtung, um das erste, zweite und dritte langgestreckte Rohrteil 30,32 und 39 ständig in Längsrichtung gegeneinander zu drücken, so daß verhindert wird, daß die Rohrteile aus ihrer ursprünglichen Lage verrücken, solange die Stoßdämpfungsvorrichtung nicht in Aktion tritt.
Die genannte Einrichtung besitzt starre Querglieder 46 und 4?, die mit den freien Enden des ersten und dritten langgestreckten Rohrteils 30 bzw. 39 verbunden sind, sowie ein langgestrecktes flexibles Teil 48, das sich durch die Längsbohrungen der Rohrteile 30, 32 und 39 erstreckt und an seinen Enden mit den Quergliedern 46 und 47 verbunden ist. Das langgestreckte flexible Teile 48 ist gewöhnlich ein Drahtseil.
Das Drahtseil 48 wird zwischen den Quergliedern 46 und 47 gespannt gehalten, so daß die einzelnen Rohrteile 30,32 und 39 in engem Eingriff miteinander stehen. Damit das Drahtseil 48 genügend gespannt ist, kann das Drahtseil über eine geeignete Spanneinrichtung mit dem Querglied 47 verbunden sein.
Die Spanneinrichtung besteht beispielsweise aus einem Einstellbolzen 49, der mittels einer Mutter 50 an dem Querglied 47 verankert ist Wird die Stoßdämpfungsvorrichtung der oben beschriebenen Bauart in einem Kraftfahrzeug benutzt, so können die Querglieder 46 und 4? ein starres ortsfestes Teil des Fahrzeugkörpers bzw. eine vordere oder rückwärtige Stoßstange sein oder sie können an diesem ortsfesten Teil bzw. an der Stoßstange befestigt sein.
Die beschriebenen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung sind aus langgestreckten Rohrteilen mit erweiterten Abschnitten aufgebaut. Die Teile, aus welchen die Stoßdämpfungsvorrichtung besteht, könnten jedoch auch durch anders gestaltete Abschnitte miteinander verbunden werden. Fig. 11 und 12 zeigen Beispiele langgestreckter Rohrteile, die durch Einbauchungen miteinander verbunden sind.
Gemäß Fig. 11 besteht die Stoßdämpfungsvorrichtung aus einem ersten und einem zweiten langgestreckten Rohrteil 51 bzw. 52, an denen Einbauchungen oder eingezogene Abschnitte 53 bzw. 54 ausgebildet sind. Das erste langgestreckte Rohrteil 51 besitzt größeren Querschnitt als das zweite langgestreckte Rohrteil 52 und es nimmt an der inneren Umfangsfläche seines eingezogenen Abschnitts 53 den eingezogenen Abschnitt 54 des zweiten Rohrteils 52 auf, so daß die Rohrteile 51 und 52 teleskopisch miteinander verbunden sind. Das zweite langgestreckte Rohrteil 52 besteht aus einem verformbaren Material, z.B. aus Aluminium, Kupfer oder Stahl oder aus einem dehnbaren Kunststoff. Werden nun das erste und zweite langgestreckte Rohrteil 51 und 52 mit einer Stoßkraft, welche die Elstizitätsgrenze des das zweite langgestreckte Rohrteil 52 bildenden Materials übersteigt, in Längsrichtung gegeneinander gedrückt, so wird das zweite Rohrteil 52 über seine Länge plastisch verformt bzw. auf einen verringerten Querschnitt zusammengequetscht, wenn der eingezogene Abschnitt 53 des ersten langgestreckten Rohrteils 51 sich längs des zweiten Rohrteils 52 bewegt. Die auf die Stoßdämpfungsvorrichtung einwirkende Stoßenergie wird also verzehrt, indem das zweite langgestreckte Rohrteil 52 plastisch verformt bzw. in seinem Querschnitt verringert wird. Um zu verhindern, daß sich das erste und zweite Rohrteil 5f und 52 voneinander lösen, wenn eine Längskraft sie auseinanderzubewegen sucht, ist das erste langgestreckte Rohrteil 51 mit seinem Ende 55 neben dem eingezogenen Abschnitt 54 an die äußere Umfangsfläche des Schaftabschnitts des zweiten Rohrteils 52 geschweißt. Ebenso könnten die Rohrteile 51 und 52 mittels geeigneter abscherbarer Teile, beispielsweise mit Stiften gemäß der Ausführungsform nach Fig. 9a miteinander verbunden werden, auch wenn solche Stifte in Fig. 11 nicht dargestellt sind.
Fig. 12 zeigt eine Ausführungsform der Stoßdämpfungsvorrichtung mit drei langgestreckten Rohrteilen, die an ihren Enden durch an ihnen ausgebildete Einbauchungen miteinander verbunden sind. Die StoSdämpfungsvorrichtung nach Fig. 12 besteht also aus einem ersten, zweiten und aus einem dritten langgestreckten Rohrteil 51,52 und 56, deren Querschnitt in dieser Reihenfolge abnimmt. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 11 sind das erste und zweite langgestreckte Rohrteil 51 und 52 durch Oberflächeneingriff zwischen den eingezogenen Abschnitten 53 und 54 der Rohrteile 51 bzw. 52 teleskopisch miteinander verbunden. Das zweite langgestreckte Rohrteil 52 ist an seinem dem ersten eingezogenen Abschnitt 53 gegenüberliegenden Ende mit einem zweiten eingezogenen Abschnitt 57 versehen, während das dritte langgestreckte Rohrteil 56 ebenfalls einen eingezogenen Abschnitt 58 aufweist. Der eingezogene Abschnitt 58 liegt eng an der inneren Umfangsfläche des zweiten eingezogenen Abschnitts 57 des zweiten langgestreckten Rohrteils 52 an, so daß die Rohrteile 52 und 56 teleskopisch miteinander verbunden sind. Bei der Stoßdämpfungsvorrichtung nach Fig. 12 werden das zweite und dritte langgestreckte Rohrteil 52 und 56 über ihre Länge plastisch verformt oder zusammengequetscht, wenn die eingezogenen Abschnitte 53 und 57 des ersten und zweiten langgestreckten Rohrteils 51 bzw. 52 durch eine Biegungskrafts welche die Elastizitätsgrenze der das zweite und dritte Rohrteil 52 und 56 bildenden Materialien übersteigt, auf dem zweiten und dritten Rohrteil bewegt werden. Bei Verwendung der oben beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtung als Sicherheitseinrichtung in einem Kraftfahrzeug werden das erste und dritte langgestreckte Rohrteil 51 und 56 an ihren freien Enden mit einem geeigneten ortsfesten starren Teil oder einem Aufbau 34 des Fahrzeugkörpers bzw. mit einer Stoßstange 35 oder mit irgendeinem Querträger am vorderen oder rückwärtigen Ende des Fahrzeugkörpers verbunden.
Fig. 13 und 14 zeigen weitere vorteilhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Stoßdämpfungsvorrichtung, die zumindest ein langgestrecktes Rohrteil und zumindest ein langgestrecktes Teil mit einem steifen konischen Abschnitt aufweisen, wobei der konische Abschnitt in das Rohrteil eingreift, um es zu weiten, wenn der konische Abschnitt tiefer in das Rohrteil getrieben wird.
Gemäß Fig, 13 besitzt die Stoßdämpfungsvorrichtung ein langgestrecktes Rohrteil 59 mit einem glockenförmigen oder konisch erweiterten Endabschnitt 60 sowie ein langgestrecktes Teil 61 mit einem konischen Stempelabschnitt 62, der aus einem harten Material gebildet ist. Das langgestreckte Teil 61 ist im vorliegenden Fall über seine gesamte Länge rohrförmig ausgebildet, d.h. mit einer Axialbohrung 63 versehen Falls gewünscht, könnte das Teil 61 auch voll ausgebildet sein. Der konische Stempelabschnitt 62 des langgestreckten Teils 61 liegt eng an der inneren Umfangsfläche des glockenförmigen oder konisch erweiterten Abschnitts 60 des Rohrteils 59 an, so daß letzteres über seine Länge plastisch verformt oder geweitet wird, wenn der harte konische Stempelabschnitt 62 durch eine in Längsrichtung auf die Teile 59 und 61 einwirkende Stoßkraft in das Rohrteil 59 getrieben wird. Um zu verhindern, daß das Rohrteil 59 und der konische Stempelabschnitt 62 sich voneinander lösen, wenn die Teile 59 und 61 in Längsrichtung auseinandergezogen werden, kann der glockenförmige oder konisch erweiterte Abschnitt des Rohrteils 59 an seinem Ende 64 an das weitere Ende des Stempelabschnitts 62 geschweißt sein oder kann an dem konisch erweiterten Abschnitt eine Verlängerung 65 vorgesehen werden, die einwärts abgewinkelt ist, um 9 wie in strichpunktierten Linien angedeutet, 5 dieerweiterte Stirnfläche des Stempelabschnitts 62 zu umgreifen. Die Schweißnaht 64 oder die Verlängerung 65 halten die Teile 59 und 61 in ihrer Ausgangslage, wenn sie nicht belastet sind. Werden jedoch die Teile 59 und 61 durch eine auf sie einwirkende Längskraft gegeneinander gedrückt9 so bricht die Schweißnaht 64 bzw. wird die einwärtsabgewinr kelte Verlängerung 65 gestreckt. Bei Verwendung der oben beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtung als Sicherheitseinriehu tung eines Kraftfahrzeugs werden die Teile 59 und 61 an ihren freien Enden fest mit einem geeigneten ortsfesten starren Teil oder Aufbau des Fahrzeugkörpers bzw, mit einer Stoßstange oder irgendeinem Querträger am vorderen oder rückwärtigen Ende des Fahrzeugkörpers verbunden.
Fig. 14 zeigt eine Abwandlung der oben beschriebenen Ausführungsform der Stoßdämpfungsvorrichtung. Die dargestellte Stoßdämpfungsvorrichtung besitzt zusätzlich zu dem langestreckten Rohrteil 59 und dem langgestreckten Teil 61 mit dem konischen Stempelabschnitt 60 ein langgestrecktes Teil 66 mit einem konischen Stempelabschnitt 67, der wie der Stempelabschnitt 62 aus einem harten Material besteht. Während das langgestreckte Teil 61 mit dem langgestreckten Rohrteil 59 durch Eingriff zwischen dem konischen Stempelabschnitt 62 und dem glockenförmigen oder konisch erweiterten Enaabschnitt 60 der Teile 59 bzw. 61 verbunden ist, wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 13, ist das langgestreckte Teil 61 nunmehr röhrenförmig ausgebildet und besitzt es an dem dem konischen Stempelabschnitt 62 gegenüberliegenden Ende einen glockenförmigen oder konisch erweiterten Endabschnitt 68. Der glockenförmige oder konisch erweiterte Endabschnitt 68 nimmt an seiner inneren Umfangsfläche eng anliegend den konischen Stempelabschnitt 67 des langgestreckten Teils 66 auf, so daß die Teile 59,61 und 66 durch den Eingriff zwischen den konisch erweiterten Endabschnitten 60 und 68 und den konischen Stempelabschnitten 62 bzw, 67 in Reihe miteinander verbunden sind. Um zu verhindern, daß sich die einzelnen Teile 59,61 und 66 voneinander lösen, wenn eine Längskraft sie auseinander zu bewegen sucht, können die konisch erweiterten Abschnitte 60 und 68 an ihren Enden an die äußere Umfangsfläche der Stempelabschnitte 62 und 67 geschweißt sein oder können die konisch erweiterten Abschnitte Verlängerungen aufweisen, die einwärts abgewinkelt sind, um die erweiterten Stirnflächen der Stempelabschnitte 62 und 67 in der mit Bezug auf Fig, 13 beschriebenen Weise eng zu umgreifen. Die auf die oben beschriebene Stoßdämpfungsvorrichtung-einwirkendeeinwirkendeStoßenergie wird teilweise in durch die Längsbewegung des ersten Stempelabschnitts 62'verursachte plastische Verformung des langgestreckten Rohrteils 59 und teilweise in durch die Längsbewegung des zweiten Stempelabschnitts 67 verursachte plastische Verformung des langgestreckten Rohrteils 61 umgesetzt. Bei Verwendung der oben beschriebenen Stoßdämpfungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug werden die langgestreckten Teile 59 und 66 fest mit einem geeigneten ortsfesten starren Teil oder Aufbau 34 des Fahrzeugkörpers bzw. mit einer vorderen oder rückwärtige gen Stoßstange 35 oder mit irgendeinem Querträger am vorderen oder rückwärtigen Ende des Fahrzeugkörpers verbunden.
Während oben beschriebene Ausführungsformen der Stoßdämpfungsvorrichtung erst auf Stöße ansprechen, welche die Elastizitätsgrenze der die Vorrichtung aufbauenden Teile überwinden, können die Ausführungsformen nach den Fig. 15a bis 15c nicht nur auf solche Stöße sondern auch auf Stöße ansprechen, deren Stärke geringer ist als es der Elastizitätsgrenze eines verformbaren Teils entspricht. Die Ausführungsformen nach den Fig. X5a bis 15c sind weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß sie ihren ursprünglichen Zustand wieder einnehmen, nachdem sie Stößen relativ geringer Größe unterworfen worden waren.
Die Stoßdämpfungsvorrichtung nach Fig. 15a bis 15c verwendet eine langgestreckte zusammendrückbare Einrichtung, die bei Einwirken einer kleineren Druckkraft als einem vorbestimmten Wert entsprechend in Längsrichtung zusammengedrückt werden kann und sich auf ihre ursprüngliche Länge wieder ausdehnt, wenn die Stoßkraft fortfällt. Die zusammendrückbare Einrichtung kann in zahlreichen, an sich bekannten Ausführungsformen verwirklicht werden. Hier sei unterstellt, daß die Einrichtung pneumatisch, hydraulisch oder hydropneumatisch arbeite, unter Verwendung eines Kolbens, der ständig druckbelastet ists um aus einem Zylinder herauszutreten. Der Druck kann dabei durch ein kompnmierbares oder inkomprimærbares Fluid oder durch eine Kombination komprimierbarer und inkomprimidbarer Fluide übertragen werden. Eine solche zusammendrückbare Einrichtung ist in der Technik als pneumatische, hydraulische oder hydropneumatische Feder bekannt.
Eine dt ifflte Beschreibung und Darstellung kann deshalb hier entfallen.
Gemäß Fig. 15a weist die zusammendrückbare Einrichtung einen Zylinder 70 mit einem konischen Endabschnitt 71 auf.
Der Zylinder 70 besitzt in seinem Innern Abteile, die voneinander durch einen innerhalb des Zylinders axial bewegbaren Kolben abgetrennt sind. Der Kolben wird durch den Druck eines die Abteile füllenden Fluids ständig weg von dem konischen Endabschnitt 71 belastet, was aus den Zeichnungen nicht zu ersehen ist. Wie dargestellt, erstreckt sich von dem Kolben in Längsrichtung eine Kolbenstange 72, die aus dem Zylinder durch eine dem konischen Endabschnitt 71 gegenüberliegende Stirnwand heraustritt. Die Kolbenstange 72 trägt an ihrem freien Ende ein Stoßaufnahmeteil 73, das in dem Falle, wenn die Stoßdämpfungsvorrichtung als eine Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeuges verwendet wird, eine vordere oder rückwärtige Stoßstange sein kann. Die Kolbenstange 72 und mit ihr das Stoßaufnahmeteil 73 werden also ständig von dem konischen Endabschnitt 71 des Zylinders 70 weggedmickt, d .h. mit anderen Worten, daß die zusammendrückbare Einrichtung ständig belastet ist, um sich auf ihre volle Länge auszudehnen. Ein langgestrecktes Rohrteil 74 besitzt einen glockenförmigen oder konisch erweiterten Endabschnitt 75, der eng eine äußere Umfangsfläche des konischen Endabschnitts 71 des Zylinders 70 umschließt, so daß der Zylinder 70 und das Rohrteil 74 teleskopisch miteinander verbunden sind. Das Rohrteil 74 besteht aus einem verformbaren Material, so daß es über seine Länge plastisch verformt oder im Querschnitt geweitet wird, wenn der Zylinder 70 mit seinem konischen Endabschnitt 71 tiefer in das Rohrteil 70 getrieben wird. Das Rohrteil 74 kann in geeigneter Weise lösbar an dem Zylinder 70 befestigt sein, indem beispielsweise der glockenförmige oder konisch erweiterte Abschnitt 75 bei 76 an den konischen Endabschnitt 71 des Zylinders geschweißt ist.
Wirkt nun an dem Stoßaufnahmeteil 75 eine Stoßkraft auf die oben beschriebene Stoßdämpfungsvorrichtung ein, so daß die Kolbenstange 72 und mit ihr der (nicht dargestellte) Kolben in dem Zylinder 70 einer Längskraft unterworfen sind, die unter einem vorbestimmten Wert liegt, dann werden der Kolben, die Kolbenstange und das Stoßaufnahmeteil gegen den auf den Kolben einwirkenden Fluiddruck in Längsrichtung gegen den konischen Endabschnitt 71 des Zylinders 70 bewegt, wie aus Fig. 15b ersichtlich ist. Die auf die Stoßdämpfungsvorrichtung einwirkende Stoßenergie wird in eine Verschiebung des Kolbens in dem Zylinder umgesetzt. In diesem Fall bleibt das Rohrteil 74 in seinem Ausgangszustand, da gemäß der Unterstellung die auf die Vorrichtung einwirkende Stoßkraft kleiner sein sollte als der Elastizitätsgrenze des das Rohrteil 74 aufbauenden Materials entsprechend. Übersteigt jedoch die auf das Stoßaufnahmeteil 73 einwirkende Stoßkraft den vorerwähnten Wert, so daß sie nicht voll durch Verschiebung des Kolbens in dem Zylinder 70 entgegen dem Fluiddruck absorbiert werden kann, dann wird die Schweißnaht 75 zwischen dem Zylinder 70 und dem Rohrteil 74 brechen und der Zylinder 70 wird mit seinem konischen Endabschnitt 71 tiefer in das Rohrteil 74 getrieben werden. Das Rohrteil 74 wird dabei über seine Länge plastisch verformt oder im Querschnitt geweitet, wie aus Fig. 15c zu ersehen ist. Der Rest der Stoßenergie, der nicht durch die Verschiebung des Kolbens in dem Zylinder 70 aufgebraucht worden ist, wird in dieser Weise durch plastische Verformung des Rohrteils 74 verzehrt.
Wenn die oben beschriebene Stoßdämpfungsvorrichtung in einem Kraftfahrzeug Verwendung findet, kann das Stoßaufnahmeteil 73, wie zuvor erwähnt, die vordere oder rückwärtige Stoßstange sein, während das Rohrteil 74 an seinem freien Ende an irgendein ortsfestes starres Teil des Fahrzeugkörpers befestigt ist. In diesem Fall kann das Rohrteil 74 direkt sich dem ortsfesten starren Teil des Fahrzeugkörpers verbunden sein oder es kann, falls gewünscht, durch ein oder mehrere zusätzliche langgestreckte Teile, die wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen einer Stoßdämpfungsvorrichtung teleskopisch mit dem Rohrteil 74 verbunden sind, an das ortsfeste starre Teil des Fahrzeugkörpers angeschlossen werden.
Wie wiederholt erwähnt worden ist, findet die hier offenbarte Stoßdämpfungsvorrichtung insbesondere als Sicherheitseinrichtung eines Kraftfahrzeuges Anwendung. Fig. 16a bis 16b zeigen ein bevorzugtes Beispiel eines Pahrzeugaufbaus, an dem die erfindungsgemäße Stoßdämpfungsvorrichtung Anwendung findet. Die hier in den Fahrzeugaufbau eingebaute Stoßdämpfungsvorrichtung kann irgendeiner der zuvor anhand der Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen entsprechen. In der Darstellung wurde eine von der Ausführungsform nach Fig. 15a abgeleitete Konstruktion gewählt, Der in Fig. 16a bis 16d gezeigte Fahrzeugaufbau ist mit zwei Stoßdämpfungsvorrichtungen versehen, die in Fig. 16b in ihrer Gesamtheit mit A bezeichnet sind. Jede der Stoßdämpfungsvorrichtungen besitzt erste und zweite langgestreckteRMhrteile 80 und 81 sowie eine langgestreckte, in Längsrichtung zusammendrückbare Einheit 82. An den ersten und zweiten Rohrteilen 80 und 81 sind erweiterte Endabschnitte 83 bzw. 84 ausgebildet, wobei zur gegenseitigen teleskopischen Verbindung der erweiterte Endabschnitt 84 des zweiten Rohrteils 81 eng von dem erweiterten Endabschnitt 83 des ersten Rohrteils 80 aufgenommen ist. Die Kombination des zweiten Rohrteils 81 mit der in Längsrichtung zusammendrückbaren Einheit 82 entspricht im wesentlichen der Ausführungsform nach Fig.15a.
Demgemäß weist die zusammendrückbare Einheit 82 einen Zylinder 85 mit einem erweiterten Endabschnitt 86 auf, der mit engem. Sitz in einen erweiterten Endabschnitt 87 des zweiten Rohrteils 81 eingreift. Der Zylinder 85 besitzt einen (nicht gezeigten) Kolben, der durch oder gegen einen Fluiddruck in dem Zylinder bewegbar ist. Eine Kolbenstange 88 steht aus dem Zylinder 85 nach außen vor.
Gemäß Fig. 1 Gb sind die zwei Stoßdämpfungsvorrichtungen in geignetem Abstand voneinander angeordnet. Sie erstrecken sich im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Fahrzeugkörpers, der in Fig. 16a in seiner Gesamtheit mit B bezeichnet ist. Die Stoßdämpfungsvorrichtungen können entweder vorderhalb oder hinterhalb des Fahrerhauses angeordnet sein, das in Fig. 16a mit C bezeichnet ist. In der Zeichnung sind die Stoßdämpfungsvorrichtungen zwischen, dem vorderen Ende des Fahrzeugkörpers B und dem Fahrerhaus C dargestellt.
Ihre ersten langgestreckten Rohrteile 80 sind an ihren rückwärtigsten Enden direkt oder über eine starre Montageplatte oder Platten 69 an einer Stützwand D, die ein Teil des Fahrzeugkörpers Bbildet, befestigt. Die aus den Zylindern 85 vorstehenden Kolbenstangen 88 sind an ihren vordersten Enden an eine vordere StoßstangeF befestigt.
Um an dem Pahrzeusgkörper einen zusätzlichen Dämpfungseffekt zu erzielen, kann jede der oben beschriebenenDämpfungsvorrichtungen von einem langgestreckten Hohlteil 90 umschlossen sein, dessen eines Ende direkt oder über die Montageplatte oder Platten 89 an die Spritzwand D befestigt ist und dessen anderes Ende sich nahe dem vorderen Ende der zusammendrückbaren Einheit 82 befindet. Das Hohlteil 90 mag sich über die gesamte Länge der Stoßdämpfungsvorrichtung erstrecken oder sein vorderstes Ende kann, wie dargestellt, merklich vom vorderen Ende der zusammendrückbaren Einheit 82 abgesetzt sein. Die zwei Stoßdämpfungsvorrichtungen um die Hohlteile 90 bestehen aus einem verformbaren Material, so daß sie in Längsrichtung zusammengedrückt werden, wenn das Kraftfahrzeug an seiner Stoßstange F frontal zusammenstößt.
Hierbei werden die Kolbenstangen 88 der zusammendrückbaren Einheiten 82 in die Zylinder 85 zurückgedrückt. In den Anfangsstadieneines Zusammenstoßes wird die auf das Kraftfahrzeug einwirkende Stoßenergie zunächst teilweise bei der Kontraktion der zusammendrückbaren Einheiten 82 und teilweise beim Zusammenstauchen der Hohlteile 90 verbraucht. Kann die Stoßkraft die Elastizitätsgrenzen der ersten und zweiten Rohrteile 80 und 81 überwinden, dann werden diese Teile plastisch verformt bzw. im Querschnitt geweitet, wenn die erweiterten Abschnitte 84 und 86 des zweiten Rohrteils 81 bzw. des Zylinders 85 in Richtung Spritzwand D bewegt werden. Dabei wird der erweiterte Abschnitt 86 des Zylinders 85 als erstes tiefer in das zweite langgestreckte Rohrteil 81 getrieben, so daß das Rohrteil 81 gemäß Fig. 16c geweitet wird. Bleibt ein Rest nicht verbrauchter Stoßenergie, dann wird der erweiterte Abschnitt 84 tiefer in das erste Rohrteil 80 getrieben, dessen Querschnitt folglich gemäß Fig. 16d geweitet wird. Mit der Verformung der zweiten und ersten Rohrteile 80 bzw. 81 über deren Länge beim Eindringen des Zylinders 85 und des zweiten Rohrteils 81 in das zweite und erste Rohrteil 81 bzw. 80 in Richtung rückwärtige Enden dieser Teile 81 und 80 werden gleichzeitig die Hohlteile 90 in Richtung ihrer an die Spritzwand D befestigten Enden gestaucht, so daß die bei der Kontraktion der zusammen drückbaren Einheiten 82 unverbrauchte Stoßenergie nicht nur in die plastische Verformung der Rohrteile 80 und 81 sondern auch in die Verformung der stauchbaren Hohlteile 90 umgesetzt wird. Falls ge,wünscht, können die langgestreckten stauchbaren Hohlteile 90 nicht nur zur Absorbtion der auf das Fahrzeug einwirkenden Stoßenergie verwendet werden, sondern sie können auch bestimmte, innerhalb des Motorraums untergebrachte Arbeitsteile und Arbeitseinheiten beispielsweise des Motors oder der Kraftübertragungsanlage tragen, die hierzu entsprechend angepaßt sind oder nicht. Mit 91 ist ein Aufhängungstragteil bezeichnet, das an die Unterseite des stauchbaren Hohlteils 90 befestigt ist, um den unterhalb des Motorraums E angeordneten Aufhängungsmechanismus zu tragen.
Fig. 17a bis 17f zeigen eine andere vorteilhafte Ausführung des Fahrzeugaufbaus, der mit den hier vorgeschlagenen Stoß dämpfungsvorrichtungen versehen ist. Gemäß Fig. 17a bis 17d umfaßt der Fahrzeugaufbau ein Paar Stoßdämpfungsvorrichtungen A die in ihrer Konstruktion den in den Fahrzeugaufbau nach Fig. 16a eingebauten Stoßdämpfungsvorrichtungen entsprechen, sowie ein Paar Stoßdämpfungsvorrichtungen A', deren Konstruktion der Ausführungsform nach Fig. 9a entspricht. Die Teile der Stoßdämpfungsvorrichtungen A und A', die den Teilen der Vorrichtungen nach Fig. 16a bzw. 9a entsprechen, sind demgemäß mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Beschreibung der Stoßdämpfungsvorrichtungen nach Fig. 16a und 9a ist für die in Fig. 17a bis 17f gezeigten Vorrichtungen ebenfalls gültig.
Während sich die Stoßdämpfungsvorrichtungen A in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers B in dessen unterem Bereich erstrekken, sind die Stoßdämpfungsvorrichtungen A' entlang oberen Längsenden der (nicht gezeigten) Seitenträger des Fahrzeugkörpers B angeordnet. Die Stoßdämpfungsvorrichtungen A sind mit den rückwartigen Enden ihrer ersten langgestreckten Rohrteile 80 direkt oder über eine Montageplatte oder Platten 89 an einen unteren Teil der Spritzwand D befestigt.
Die Kolbenstangen 88 ihrer zusammendrückbaren Einheiten 82 tragen an ihren vorderen Enden die vordere Stoßstange F.
Dagegen sind die Stoßdämpfungsvorrichtungen A' an den rückwärtigen Enden ihrer ersten langgestreckten Rohrteile 30 direkt oder über eine Montageplatte oder Platten 92 an einen oberen Teil der Spritzwand D befestigt. Ihre dritten langgestreckten Rohrteile 39 enden am vordersten Ende des Fahrzeugkörpers B, wie deutlich den Fig. 17a und 17b zu entnehmen ist.
Die ersten langgestreckten Rohrteile 80 und 30 der Stoßdämpfungsvorrichtungen A und A' sind innerhalb langgestreckter Hohlteile 93 bzw. 93' angeordnet, die mit ihren rückwärtigen Enden direkt oder über die Montageplatten 89 bzw.
92 an die Spritzwand D befestigt sind. Die Hohlteile 93 und 93' enden über den erweiterten Abschnitten 83 bzw. 31 der langgestreckten Rohrteile 80 bzw. 30. Falls gewünscht, können die Hohlteile 93 und 93' zum Tragen bestimmter, innerhalb des Motorraums E untergebrachter Arbeitsteile und Are beitseinheiten beispielsweise des Motors oder der Kraftübertragungsanlage herangezogen werden.
Die Stoßdämpfungsvorrichtungen A und A' können mittels geeigneter Querträger, die mechanisch von dem Fahrzeugkörper B getrennt sind, verbunden werden. Diese Querträger sind im dargestellten Fall Wandplatten 94 und 95, die einerseits die zweiten langgestreckten Rohrteile 81 und 72 an ihren erweiterten Abschnitten 87 und 40, welche die erweiterten Abschnitte 86 und 41 der Zylinder 85 der zusammendruckbaren Einheiten 82 bzw. der dritten langgestreckten Rohrteile 39 aufnehmen, und andererseits die Zylinder 85 der zusammendrückbaren Einheiten 82 und die dritten langgestreckten Rohrteile 30 an ihren vordersten Enden verbinden. Eine dritte Wandplatte 96 kann vorgesehen werden, um die ersten langgestreckten Rohrteile 80 und 30 an ihren erweiterten Enden 83 bzw. 31 sowie die langgestreckten liohlteile 93 und 93' miteinander zu verbinden. Die Wandplatten 94,95 und 96 verhindern, daß einzelne Teile der Stoßdämpfungsvorrichtungen A und A' beim Einwirken von Biegebeanspruchungen abgebogen werden. Außerdem stellen sie sicher, daß die einzelnen Teile bei Einwirken einer Stoßkraft im wesentlichen gleiche Längskräfte aufnehmen. Fig. 17d ist ein Beispiel für die Form der Wandplatte 95 zu entnehmen.
Wird ein Kraftfahrzeug mit dem oben beschriebenen Aufbau an seiner Stoßstange F in einen Frontalzusammenstoß verwickelt, bei dem eine Stoßkraft gleichzeitig in Längsrichtung auf die Stoßdämpfungsvorrichtungen A und A' einwirkt, dann werden die Kolbenstangen 88 der zusammendrückbaren Einheiten 82 der Stoßdämpfungsvorrichtungen A tiefer in die Zylinder 85 gegen den in ihnen aufgebauten Fluiddruck gedrückt, wodurch ein Teil der Stoßenergie verbraucht wird. Bleibt in diesem Fall die Stoßkraft unterhalb eines vorbestimmten Wertes, so behalten die die Stoßdämpfungsvorrichtungen A und A' aufbauenden verformbaren Rohrteile ihre Gestalt, so daß die Kolbenstangen 88 durch den Fluiddruck in den Zylindern 85 in ihre Ausgangslage zurückbewegt werden. Übersteigt dagegen die Stoßkraft den vorbestimmten Wert, dann werden die Zylinder 85 der Vorrichtungen A und die dritten langgestreckten Rohrteile 39 der Vorrichtungen A' an ihren erweiterten Endabschnitten 86 bzw. 41 in Längsrichtung tiefer in die zweiten langgestreckten Rohrteile 81 und 32 getrieben, so daß die zweiten Rohrteile 81 und 32 gemäß Fig. 1?e plastisch verformt bzw. im Querschnitt geweitet werden. Die Stoßenergie wird also durch plastische Verformung der zweiten langgestreckten Rohrteile 81 und 32 beim Eindringen der erweiterten Abschnitte 86 und 41 der Zylinder 85 und der dritten Rohrteile 39 in die zweiten Rohrteile 81 und 32 verbraucht. Ist in diesem Stadium des Zusammenstoßes die Stoßenergie verbraucht, so bleiben die ersten Rohrteile 80 und 30 sowie die langgestreckten Hohlteile 93 und 93' intakt. Dieser Zustand ist in Fig. 17e dargestellt.
Bleibt jedoch ein Rest an Stoßenergie, nachdem die zweiten Rohrteile 81 und 32 über ihre gesamte Länge verformt worden sind, dann werden die zweiten Rohrteile 81 und 32 an ihren erweiterten Endabschnitten 84 und 33 tiefer in die ersten Rohrteile 80 und 30 getrieben, so daß die ersten Rohrteile über ihre Länge plastisch verformt bzw. im Querschnitt geweitet werden, wie Fig. 17f zeigt. Die Bewegung der Zylinder 85, der dritten Rohrteile 39 und der zweiten Rohrteile 81 und 32 endet, wenn diese im wesentlichen ganz in die ersten Rohrteile 80 und 30 getrieben worden sind. Die ersten Rohrteile behalten ihre Länge auch aufgrund der Anwesenheit der Hohlteile 93 und 93' bei. Der Motor und bestimmte Teile der Kraftübertragungsanlage sowie des innerhalb des Fahrzeugkörpers angeordneten Aufhängungsmechanismus sind in dieser Weise vor ernsthafter Beschädigung geschützt und sie können nicht in den Fahrerraum C hineinbewegt werden.
Es ist erkennbar, daß der oben beschriebene Fahrzeugaufbau einen zusammendrückbaren Frontabschnitt aufweist, der aus den zweiten Rohrteilen 81 und den zusammendrückbaren Einheiten 82 der Stoßdämpfungsvorrichtungen A sowie aus den zweiten und dritten Rohrteilen 32 und 39 der Stoßdämpfungsvorrichtungen A' besteht, und einen nicht zusammendrückbaren Abschnitt besitzt, der aus den ersten Rohrteilen 80 und 30 der Stoßdämpfungsvorrichtungen A bzw. A' sowie aus den Hohlteilen 93 und 93' aufgebaut ist. Während der zusammendrückbare und nichtzusammendrückbare Abschnitt einen Raum bereitstellen, der bei normalem Zustand des Fahrzeugaufbaus den Motor und andere Arbeitsmechanismen aufnimmt, verbraucht der zusammendrückbare Abschnitt die auf das Kraftfahrzeug bei einem Zusammenstoß einwirkende Stoßenergie und verhindert der nichtzusammendrückbare Abschnitt, daß der Motor und andere Arbeitsmechanismen ernsthaft beschädigt und in den Fahrerraum hineinbewegt werden.
Eine Abwandlung des oben beschribenen Fahrzeugaufbaus wird nun anhand der Fig. 18a bis 1Rc beschrieben. Der dargestellte Fahrzeugaufbau ist mit einem Paar unterer Stoßdämpfungsvorrichtungen A1 sowie mit einem Paar oberer Stoßdämpfungsvorrichtungen A1 versehen. Jede der Stoßdämpfungsvorrichtungen A1 und A1 besitzt ein erstes langgestrecktes Rohrteil 97 mit einem eingezogenen vorderen Endabschnitt 98, ein zweites langgestrecktes Rohrteil 99 mit eingezogenen Endabschnitten 100 und 101 sowie ein drittes langgestrecktes Rohrteil 102 mit einem eingezogenen rückwärtigen Endabschnitt 103. Der eingezogene vordere Endabschnitt 98 des ersten Rohrteils 97 nimmt eng anliegend den eingezogenen rückwärtigen Endabschnitt 100 des zweiten Rohrteils 99 in sich auf, während der rückwärtige eingezogene Endabschnitt 103 des dritten Rohrteils 102 mit engem Sitz in den eingezogenen vorderen Endabschnitt 101 des zweiten Rohrteils 99 eingreift. Dadurch sind die dritten und zweiten Rohrteile 102 und 99 teleskopisch mit den zweiten bzw. ersten Rohrteilen 99 und 97 verbunden. Die unteren Stoßdämpfungsvorrichtungen A1 sind mit dem rückwärtigen Ende ihrer ersten Rohrteile 97 direkt oder durch eine Montageplatte oder Platten 89 an die Spritzwand D befestigt. Ihre dritten Rohrteile 102 tragen über Stangen 104 die Stoßstange e F. Die Stoßdämpfungsvorrichtungen A12ihrerseits sind mit dem rückwärtigen Ende ihrer ersten Rohrteile 97 direkt oder durch eine Montageplatte oder Platten 92 an den oberen Teil der Spritzwand D befestigt und die dritten Rohrteile 102 dieser Vorrichtungen enden an dem vordersten Ende des Fahrzeugkörpers B. Die zweiten Rohrteile 99 sind alle an ihren eingezogenen vorderen Endabschnitten 101 durch eine steife Wandplatte 94 miteinander verbunden. Ebenso sind die dritten Rohrteile 102 an ihren eingezogenen vorderen Endabschnitten durch eine steife Wandplatte 95 zusammengeschlossen. Auch die ersten Rohrteile 97 können in gleicher Weise an ihren eingezogenen vorderen Enden 98 durch eine steife Wandplatte 96 miteinander verbunden werden. Diese Wandplatten 94,95 und 96 erstrecken sich quer zu den Rohrteilen der Stoßdämpfungsvorrichtungen A1 und A1' und sie sind gewöhnlich von dem Fahrzeugkörper B mechanisch getrennt. Bei Einwirken einer größeren Stoßkraft als der Elastizitätsgrenze der verformbaren Teile entsprechend werden diese verformbaren Teile durch die eingezogenen Abschnitte 98 und 101 gequetscht oder im Querschnitt verringert, wie aus den Fig. 18b und 18c ersichtlich ist. Fig. 18b und 18c zeigen auch, daß nur die zweiten und dritten Rohrteile 99 und 102 gequetscht oder plastisch verformt werden, wenn diese dritten und zweiten Rohrteile 102 und 99 tiefer in die zweiten und ersten Rohrteile 99 und 97 getrieben werden. Die ersten Rohrteile 97 bleiben also intakt, wenn die dritten und zweiten Rohrteile 102 und 99 vollständig in sie hineingetrieben sind, so daß die Bewegung oder Stauchung des Fahrzeugkörpers B beendet ist, wenn gemäß Fig.
18c die dritten und zweiten Rohrteile 102 und 99 über ihre gesamte Länge verformt worden sind, Der Motor und andere Arbeitsmechanismen, die innerhalb des von dem Fahrzeugkörper B gebildeten Motorraums E untergebracht sind , sind damit vor ernsthafter Beschädigung geschützt. Außerdem ist verhindert, daß sie bei einem Zusammenstoß des Kraftfahrzeuges in den Fahrerraum C eindringen.
Falls gewünscht, können die oberen Stoßdämpfungsvorrichtungen A1' bei dem oben beschriebenen Fahrzeugaufbau fehlen, so daß dann das Paar der unteren Stoßdämpfungsvorrichtungen A1 allein vorgesehen ist, wie in Fig. 19a gezeigt . Bei Einwirken einer Stoßkraft in Längsrichtung wird der Fahrzeugaufbau in der in Fig. 19b und 19c gezeigten Weise gestaucht, ähnlich wie mit Bezug auf die Fig. 18a bis 18c beschrieben worden ist.
Fig. 20 zeigt eine Abwandlung des in Fig. 16a bis 16d dargestellten Fahrzeugaufbaus. Anstelle der stauchbaren Hohlteile 90 in dem Fahrzeugaufbau nach Fig. 16a bis 16d sind bei vorliegendem Fahrzeugaufbau Hohlteile 105 vorgesehen, die mit ihren rückwärtigen Enden direkt oder über die Montageplatte oder Platten 89 an die Spritzwand D befestigt sind. Die vorderen Enden dieser Hohlteile 105 reichen über die erweiterten vorderen Endabschnitte 83 der ersten langgestreckten Rohrteile 80. Ein solcher Fahrzeugaufbau besitzt einen zusammendrückbaren Abschnitt, der aus den zweiten langgestreckten Rohrteilen 81 und den zusammendrückbaren Einheiten 82 besteht, und einen nichtzusammendrückbaren Abschnitt, der aus den ersten langgestreckten Rohrteilen 80 und den langgestreckten Hohlteilen 105, welche die ersten Rohrteile im wesentlichen über deren gesamte Länge umschließen,aufgebaut ist.

Claims

Patentansprüche

1. Stoßdämpfervorrichtung, gekennzeichnet durch ein erstes langgestrecktes Teil (30, 32), das im wesentlichen über seine gesamte Länge hohl ist und zumindest einen Längsabschnitt (31, 33) besitzt, dessen Querschnitt sich von dem des restlichen Längsabschnitts des Teiles unterscheidet, ein zweites langgestrecktes Teil (32, 30), das zumindest einen Längsabschnitt (33, 31) besitzt, dessen Querschnitt sich von dem des restlichen Abschnitts des zweiten Teils unterscheidet, und mit dem ersten Teil teleskopisch verbunden ist und sein Profilabschnitt über Oberflächenkontakt in dem Profilabschnitt des ersten Teils sitzt, wobei zumindest eines der langgestreckten Teile aus einem verformbaren Material besteht, um über seine Länge im Querschnitt plastisch verformt zu werden, wenn die Teile durch eine auf die Vorrichtung einwirkende Kraft, welche die Elastizitätsgrenze des verformbaren Materials überwindet, in Längsrichtung relativ zueinander bewegt werden.

2.Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß das zweite langgestreckte Teil (32,30) mit dem ersten langgestreckten Teil (30,32) teleskopisch verbunden ist, indem sein Längsabschnitt (33,31) in Oberflächenberührung mit dem Längsabschnitt (31,33) des ersten langgestreckten Teils steht.

3.Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t, daß das zweite langgestreckte Teil (32,30) hohl ist.

4.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, g e k e n n -z e i c h n e t durch ein drittes langgestrecktes Teil (56), das zumindest einen Längsabschnitt (58) besitzt, dessen Querschnitt sich von dem des restlichen Abschnittes dieses Teils unterscheidet, und das stirnseitig mit dem zweiten Teil (52) teleskopisch verbunden ist, indem sein Längsabschnitt (58) mit einem Längsabschnitt (57) des zweiten Teils in Oberflächenberührung steht, wobei zumindest zwei der langgestreckten Teile aus einem verformbaren Material bestehen.

5.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß eines der langgestreckten Teile (32) zumindest zwei in Längsabstand angeordnete Längsabschnitte (33,33') besitzt, deren Querschnitt sich von dem des restlichen Abschnittes dieses Teils unterscheidet, und daß die zwei Längsabschnitte (33,33') an Umfangsteilen in Oberflächenberührung mit dem einen Längsabschnitt (31) des anderen langgestreckten Teiles (30) stehen.

6.Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß die in Längsabstand angeordneten Längsabschnitte (33,3') unterschiedlichen Querschnitt aufweisen.

7.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß eines der langgestreckten Teile (59) einen erweiterten Endabschnitt (60) aufweistound das andere langgestreckte Teil (61) mit einem im wesentlichen starren konischen Abschnitt (62) versehen ist, der an der inneren Umfangsfläche des erweiterten Abschnitts anliegt, so daß die zwei Teile durch Oberflächeneingriff zwischen dem erweiterten Abschnitt und dem konischen Abschnitt im wesentlichen teleskopisch miteinander verbunden sind, wobei das erstere Teil (59) aus einem verformbaren Material besteht, um über seine Länge im Querschnitt plastisch verformt zu werden, wenn das letztere Teil (61) mit dem konischen Abschnitt. (62) in Längsrichtungtiefer in das erstere Teil getrieben wird.

8.StoSdämpfungsvorrichtung, g e k e n n z e i c h n e t durch zumindest ein langgestrecktes hohles Teil (74) und eine langgestreckte zusammendrückbare Einheit (70), die bei Einwirken einer unterhalb eines bestimmten Wertes liegenden Stoßkraft in Längsrichtung zusammendrückbar und nach Wegfall der Stoßkraft wieder auf ihre volle ursprungliche Länge ausdehnbar isteund einen Zylinder (70) umfaßt, der im wesentlichen teleskopisch mit dem hohlen Teil verbunden ist, wobei das hohle Teil (74) aus einem verformbaren Material besteht, um über seine Länge plastisch verformt zu werden, wenn der Zylinder durch eine Stoßkraft, die größer ist als der vorbestimmte Wert und die Elastizitätsgrenze des verformbaren Materials überwinden kann, in Längsrichtung relativ zu dem hohlen Teil bewegt wird.

9.Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e n n z e i c hn e t, daß das hohle Teil (74) einen erweiterten Endabschnitt und der Zylinder einen konischen Endabschnitt besitzt, und daß der konische Endabschnitt eng anliegend in dem erweiterten Endabschnitt aufgenommen ist, so daß das hohle Teil in seinem Querschnitt plastisch geweitet wird, wenn sich der Zylinder relativ zu dem hohlen Teil bewegt.

lo. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei sie sich in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers (B) erstreckt und zumindest zwei langgestreckte, stirnseitig teleskopisch mite t e/rt t neverbundene Teile (80, 81, 82) aufweist, die Längsabschnitte (83,84,86,87) besitzen, deren Querschnitt sich von dem des verbleibenden Abschnittes dieser Teile unterscheidet und die an ihren inneren und äußeren Oberflächen miteinander in Oberflächenberührung stehen, wobei eines dieser Teile (80) an seinem Ende an ein ortsfestes starres Teil des Fahrzeugkörpers befestigt istPund das andere dieser Teile (82) mit seinem freien Ende ein Stoßaufnahmeteil (F) trägt, das an einem äußeren vorderen oder hinteren Ende des Fahrzeugkörpers angeordnet ist, und wobei zumindest eines der Teile aus einem verformbaren Material besteht, um über seine Länge im Querschnitt plastisch verformt zu werden, wenn es durch eine auf das Stoßaufnahmeteil einwirkende Stoßkraft, welche die Elastizitätsgrenze des verformbaren Materials überwindet, in Längsrichtung gegen das andere Teil bewegt wird, so daß der Fahrzeugaufbau in Fahrzeug-Längsrichtung zumindest teilweise gestaucht wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ihre Verwendung in einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei, sie sich in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers erstreckt und zumindest ein langgestrecktes hohles Teil (80, 81) und eine langgestreckte Einheit (82) aufweist, die bei Einwirken einer unterhalb eines bestimmten Wertes liegenden Stoßkraft in Längsrichtung zusammendräckbar und nach Wegfall der Stoßkraft wieder auf ihre volle Länge ausdehnbar ist und einen Zylinder umfaßt, der im wesentlichen teleskopisch mit dem hohlen Teil verbunden ist, wobei das hohle Teil aus einem verformbaren Material besteht, um über seine Länge im Querschnitt verformt zu werden, wenn der Zylinder durch eine Stoßkraft, die größer ist als der vorbestimmte Wert und die Elastizitätsgrenze des verformbaren Materials überwinden kann, in Längsrichtung relativ zu dem hohlen Teil bewegt wird, und wobei eines der hohlen Teile (80,81) oder die zusammendrückbare Einheit (82) an einem Ende an ein ortsfestes starres Teil des Fahrzeugkörpers befestigt ist und das andere hohle Teil oder die zusammendrückbare Einheit an einem Ende ein Stoßaufnahmeteil (?) trägt, das an einem äußeren Ende des Fahrzeugkörpers angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekenzzeichnet durch ihre Verwendung in einer Kraftfahrzeugkarosserie, wobei sie bei Einwirken einer auf sie in Längsrichtung einwirkenden Stoßkraft zusammendrückbar ist, und durch ein langgestrecktes Hohlteil (9o, lo5), das die Stoßdämpfungsvorrichtung zumindest über einen Teil der Länge umschließt.

umschließt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t,daßschdss Hohlteil (90) im' wesentlichen über die gesamte Länge der Stoßdämpfungsvorrichtung erstreckt.

14 Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß ein Ende des Hohlteils (105) an das ortsfeste starre Teil (D) befestigt ist, während das andere Ende etwa mittig der Stoßdämpfungsvorrichtung endet, um die Stauchbewegung in Längsrichtung des Fahrzeugkörpers im wesentlichen an dem dem ortsfesten starren Teil gegenüberliegenden Ende des Hohlteils zu begrenzen.

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