DE2907528C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Energieabsorptionselement zwi­ schen einem Pufferteil und einem zu schützenden Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem solchen, aus der DE-OS 27 12 762 bekannten zylindri­ schen Energieabsorptionselement sind die Fasern im wesent­ lichen in Umfangsrichtung ausgerichtet. Das Energieabsorp­ tionselement bildet einen einzigen massiven Körper. Bei einer Stoßbelastung bewirken die innerhalb des massiven Energieabsorptionselements auftretenden Scherkräfte eine Rißbildung innerhalb des Energieabsorptionselements, wodurch seine Wirksamkeit mit jedem Stoß verringert wird. Eine gleichbleibende Absorption der Stoßenergie bei jedem Stoß ist also nicht gewährleistet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Energieabsorptionselement zu schaffen, dessen Ener­ gieabsorption unabhängig von durch Stoßbelastungen auf­ tretenden Scherkräften bei wiederholten Stoßbelastungen konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom gattungsgemäßen Stand der Technik durch die kennzeichnenden Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Energieabsorptionselements sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3.

Durch die Aufteilung des Energieabsorptionselements in mehrere relativ zueinander bewegbare und aneinander lie­ gende Schichten können die bei einer Stoßbelastung auf­ tretenden Scherkräfte die einzelnen Schichten gegenein­ ander verschieben, wodurch innere Spannungen in dem Ma­ terial, die zu Materialschäden führen und so den Absorp­ tionsgrad verringern, vermieden werden.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Stirnansicht einer ersten Ausführungsform eines Energieabsorptionselements,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Energieabsorptionselements von Fig. 1,

Fig. 3 eine Einzelheit eines Abschnitts des Energieabsorptionselements von Fig. 1,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform des Energieabsorptionselements mit einem säulenförmigen Aufbau,

Fig. 5 die Ansicht 5-5 von Fig. 4,

Fig. 6 eine dritte Ausführungsform des Energieabsorptionselements mit einem säulen- und sigmaförmigen Aufbau,

Fig. 7 vergrößert den Laminataufbau des rechten Winkelabschnitts von Fig. 4,

Fig. 8 den Schnitt 8-8 von Fig. 7.

Das in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte ringförmige Energie­ absorptionselement 10 hat eine Vielzahl von Schichten oder Lagen 12, 14, 16, 18. Jede der Schichten 12 bis 18 ist von ihrer benachbarten Schicht durch eine von einer Folie 20, 22 bzw. 24 gebildete Trennschicht getrennt. Die Folien bestehen aus einem hochtemperatur­ festen thermoplastischen Material, beispielsweise aus Poly­ amid-, Polyester- oder Polypropylenfolien. Die Folien kön­ nen gewünschtenfalls zwischen den Schichten beseitigt werden.

Wenn das Energieabsorptionselement 10 durchgebogen wird, wie dies strichpunktiert in Fig. 1 gezeigt ist, bewegen sich die Schich­ ten relativ zueinander und verringern die Wirkung der Schichten­ scherung, wie sie bei Massivkonstruktionen auftritt.

Das in den Fig. 4, 5, 7 und 8 gezeigte säulenförmige laminier­ te elastische Energieabsorptionselement 26, 26 a ist zwischen einer Fahrzeugkarosserie 28 und einer Fahrzeugstoßstange 30 angeord­ net. Das Energieabsorptionselement 26 hat Schichten 32 und 34, die durch eine Folie 36 getrennt sind. Ein Ende einer jeden der Säulen 26, 26 a ist an einer Unterlegplatte 38 durch Bolzen 40 oder andere geeignete Halteeinrichtungen be­ festigt, während die Unterlegplatte 38 ihrerseits an der Fahr­ zeugkarosserie 28 durch einen Bolzen 42 oder eine andere geeig­ nete Halteeinrichtung festgelegt ist. Die anderen Enden der Säulen 26, 26 a sind an der Stoßstange 30 durch Bolzen 44 und Muttern 46 oder durch andere geeignete Halteeinrichtungen festgelegt.

Bei der Auslegung der Unterlegplatte 38 muß gewährleistet sein, daß sich die Platte weit genug von dem Befestigungsbolzen 40 aus erstreckt, so daß eine Biegung der Säulen während des An­ liegens einer Kraft an der Stoßstange nicht dazu führt, daß der Rand der Platte scherend auf die durchgebogene Säule wirkt.

Das in Fig. 6 gezeigte Energieabsorptionselement weist sigmaförmige Säulen 48, 48 a auf, durch deren Winkel das Energieabsorbtionselement einen Verformungsanfangswider­ stand hat, der niedriger ist als bei den Säulen 26, 26 a.

Für die Herstellung des Schichtkörperaufbaus werden. Von einer Spule unter Spannung Faserstränge, beispielsweise Glasfaser- oder Kohlefaser­ stränge mit fortlaufendem Faden abgewickelt. Die Faserstränge werden in ein Bad mit flüssigem Harzmaterial geführt, in dem sich der Faserstrang mit dem Harz sättigt. Der mit Harz gesättigte Faserstrang wird dann auf einem Dorn bis zu einer vorgegebenen Stärke gewickelt. Anschließend wird um den Schichtkörper eine Stärkenlage einer Folie aus hochtemperaturfestem thermoplasti­ schem Material gelegt, die in dem Harz oder bei den Formungsbe­ dingungen, wie sie bei der Herstellung des Schichtkörpers auf­ treten, weder löslich noch damit verträglich noch dadurch modi­ fizierbar ist. Anschließend wird eine weitere Harzschicht auf­ gebracht.

Diese Schritte werden wiederholt, bis die gewünschte Anzahl von Schichten ausgebildet ist. Dann wird der Schichtkörper in einem Ofen angeordnet und als ringförmiges Energieabsorptionselement gehärtet oder er wird von dem Dorn entfernt, auf gewünschte Längen geschnitten und in erhitzten Formen gestaltet und gehärtet. Durch Verwen­ dung geeigneter Zuführmechanismen, die an sich bekannt sind, erhält man je nach Wunsch ein gleichförmiges Wickeln oder ein gemustertes Wickeln einer jeden Schicht auf dem Dorn.

Durch Veränderung der Anzahl von Schichten sowie der Stärke der ein­ zelnen Schichten kann das Energieabsorptionselement einer gewünschten Steifigkeit und Festigkeit entsprechend auf einfache Weise hergestellt werden. Die Festigkeit des Energieabsorptionselements kann auch durch Art und Größe der verwendeten Fasern gesteuert werden.

Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung eines geschichteten Energie­ absorptionselements werden zueinander passende Formen verwendet, wobei ein Bahnmaterial aus Fasern, die mit Harz getränkt sind, auf die gewünschte Größe geschnitten wird und in den angepaßten Formen angeordnet wird. Durch Anlegen eines Drucks geben die Formen dem Material die gewünschte Gestalt. Anschließend ergibt sich durch Zu­ führen von Wärme ein gehärtetes Schichtteil, das für das Einpassen in die benachbarte Schicht in dem ge­ schichteten Energieabsorptionselement richtig geformt ist. Zwischen die Schichten können Trennschichten eingebracht oder gewünsch­ tenfalls bei diesen Zusammensetzverfahren weggelassen werden.

Claims (3)

1. Energieabsorptionselement zwischen einem Pufferteil und einem zu schützenden Gegenstand, bestehend aus ausge­ richteten, in wärmehärtbarem Kunstharz eingebetteten Fasersträngen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl relativ zueinander bewegbarer, aneinander an­ liegender Schichten (12, 14, 16, 18, 32, 34) aus den ausgerichteten, in dem wärmehärtbaren elastischen Kunst­ harz eingebetteten Fasersträngen.

2. Energieabsorptionselement nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen den Schichten (12, 14, 16, 18, 32, 34) aus ausgerichteten, in Kunst­ harz eingebetteten Fasersträngen jeweils eine Trennschicht (20, 22, 24, 36) angeordnet ist.

3. Energieabsorptionselement nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trennschicht (20, 22, 24, 36) eine Folie aus einem hochtemperaturfesten thermo­ plastischen Material ist.