DE2922358C2 - Stoßfangeinrichtung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

a) der Kolben als Stufenkolben (1) ausgebildet ist,

b) zwischen den Stufenkolben (1) und den Zylinder (10) mit gegenseitiger Anschlagbegrenzung der axialen Verschiebung beim Rückhub ein oder mehrere Ringkolben (2 und 3) stufenweise zunehmenden Durchmessers geschaltet sind,

c) jeder Ringkolben (3 bzw. 2) einerseits außenseitig an einer Innenumfangsfläche des Zylinders (10) bzw. des nächstgrößeren Ringkolbens (3) und andererseits innenseitig an einer Außenumfangsfläche des nächstkleineren Ringkolbens (2) bzw. des Stufenkolbens (1) dichtend verschiebbargeführt ist,

d) an dem Stufenkolben (1) und an den Ringkolben (2 und 3) beim Arbeitshub deren axiale Verschiebung zueinander bzw. zum Zylinder (10) begrenzende Anschläge (5 bis 7 und 9) angeordnet sind und

e) die Durchlaßöffnung (11) des Zylinders (10) über die Druckmittelleitung mit der Druckseite einer Druckmittelpumpe (15) verbunden ist.

2. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aneinander gleitenden Umfangsflächen des Zylinders (10), der Ringkolben (3 und 2) und des Stufenkolbens (1) jeweils Ringdichtungen vorgesehen sind.

3. Stoßfangeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßdämpfvorrichtungen (14) jeweils am Stoßaufnahmeteil (12) und an der Tragstruktur (13) um im wesentlichen senkrechte Achsen schwenkbar befestigt sind.

4. Stoßfangeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in bei einer Stoßfangeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannter Weise das Stoßaufnahmeteil (12) über mindestens zwei im wesentlichen parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs zusammendrückbare Stoßdämpfvorrichtungen (14) mit der Tragstruktur (13) verbunden ist.

5. Stoßfangeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßaufnahmeteil (12) mit der Tragstruktur (13) über mindestens zwei im wesentlichen parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs zusammendrückbare Stoßdämpfvorrichtungen (14) und mindestens zwei quer dazu zusammendrückbare Stoßdämpfvorrichtungen (14a,) verbunden ist.

6. Stoßfangeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkolben (2

und 3) jeweils am einen Ende einen radial einwärts vorspringenden Ringflansch (2a bzw. 3ajund am anderen Ende einen radial auswärts vorspringenden Ringflansch (2b bzw. 3b) aufweisen, die jeweils gegenseitig bzw. mit einem zugeordneten Ringflansch (ibbzw.4a)des Stufenkolbens (1) und des Zylinders (10) zur Begrenzung der axialen Verschiebung beim Rückhub in Eingriff treten.

7. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkolben (2 und 3) und der Zylinder (10) jeweils von den zwischen den zusammenwirkenden Ringflanschen liegenden Ringräumen nach außen führende Entlüftungsöffnungen (8) aufweisen.

8. Stoßfangeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung als Druckmittelf,umpe (15) eine Lufthydraulikpumpe mit Druckübersetzung aufweist.

9. Stoßfangeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufthydraulikpumpe mit einem direkt mit dem Motor des Kraftfahrzeugs gekoppelten Kompressor und einem Preßluftbehälter (16) verbunden ist.

10. Stoßfangeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Druckbegrenzungsventils zur Einstellung des Druckmitteldrucks in den Stoßdämpfvorrichtungen (14 und Ua).

Die Erfindung betrifft eine Stoßfangeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem an dem Kraftfahrzeug außenseitig angeordneten Stoßaufnahmeteil, jeweils zwischen dem Stoßaufnahmeteil und der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs angeordneten Stoßdämpfvorrichtungen, die jeweils einen mit der Tragstruktur bzw. dem zugeordneten Stoßaufnahmeteil verbundenen Zylinder und einen mit dem Stoßaufnahmeteil bzw. der Tragstruktur verbundenen Kolben aufweisen, und einer Rückstelleinrichtung zum Einführen von Druckmittel in die Innenräume der Zylinder mittels einer jeweils an eine Durchlaßöffnung des Zylinders angeschlossenen Druckmittelleitung.

Bei einer aus der DE-OS 22 43 076 bekannten Stoßfangeinrichtung dieser Art sind die Arbeitsräume der Zylinder zweier symmetrisch zur vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene angeordneter Stoßdämpfvorrichtungen kreuzweise durch Drosselelemente enthaltende Druckmittelleitungen miteinander verbunden. Hierdurch soll erreicht werden, daß auch bei außermittig auf das Stoßaufnahmeteil treffenden Stoßen beide Stoßdämpfvorrichtungen zur Energieabsorption herangezogen werden. Das Energieabsorptionsvermögen dieser bekannten Stoßfangeinrichtung ist insofern begrenzt, als sich im Verlauf einer Stoßeinwirkung keine progressive Chrakteristik der Energieabsorption ergibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Stoßfangeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine die Aufnahme höherer Stoßenergien ermöglichende progressive Chrakteristik der Energieabsorption im Verlauf einer Stoßeinwirkung aufweist, wobei eine schnelle Rückstellung der Stoßfangeinrichtung in die Betriebsbereitschaftsstellung gewährleistet sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Stoßfangeinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils

a) der Kolben als Stufenkolben ausgebildet ist,

b) zwischen den Stufenkolben und den Zylinder mit gegenseitiger Anschlagbegrenzung der axialen Verschiebung beim Rückhub ein oder mehrere Ringkolben stufenweise zunehmenden Durchmessers geschaltet sind,

c) jeder Ringkolben einerseits außenseitig an einer Innenumfangsfläche des Zylinders bzw. des nächstgrößeren Ringkolbens und andererseits innenseil ig an einer Außenumfangsfläche des nächstkleineren

If Ringkolbens bzw. des Stufenkolbens dichtend ver-

, I schiebbar geführt ist,

d) an dem Stufenkolben und an den Ringkolben beim Arbeitshub deren axiale Verschiebung zueinander

H' bzw. zum Zylinder begrenzende Anschläge angeordnet sind und

e) die Durchlaßöffnung des Zylinders über die Druckmittelleitung mit der Druckseite einer Druckmittelpumpe verbunden ist.

Eine aus dem DE-GM 7119 225 bekannte Stoßfangeinrichtung für Kraftfahrzeuge weist zwischen dem Stoßaufnahmeteil und der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs in symmetrischer Anordnung zur vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene vier Stoßdämpfvorrichtungen auf, von denen zwei parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs und zwei im wesentlichen quer dazu zusammendrückbar sind. Hierdurch können auch schräg auf das Stoßaufnahmeteil treffende Stöße energieabsorbierend aufgenommen werden. Diese bekannte Stoßfangeinrichtung weist indessen in gattungsmäßiger Abweichung von der eingangs angegebenen Stoßfangeinrichtung keine Rückstelleinrichtung zum Einführen von Druckmittel in die Zylinder der Stoßdämpfvorrichtungen auf. Außerdem ist die erfindungsgemäße Ausbildung der Stoßdämpfvorrichtungen bei dieser bekannten Stoßfangeinrichtung nicht vorgesehen.

In einer Weiterbildung der Erfindung sind zwischen den aneinander gleitenden Umfangsflächen des Zylinders, der Ringkolben und des Stufenkolbens jeweils Ringdichlungen vorgesehen. Dadurch wird der Innenraum der Stoßdämpfvorrichtung zuverlässig gegen Druckmittelaustritt abgedichtet.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Stoßdämpfvorrichtungen jeweils am Stoßaufnahmeteil und an der Tragstruktur um im wesentlichen senkrechte Achsen schwenkbar befestigt sind.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist in bei einer Stoßfangeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannter Weise das Stoßaufnahmeteil über mindestens zwei im wesentlichen parallel zur Längsachse des Kraftfahrzeugs zusammendrückbare Stoßdämpfvorrichtungen mit der Tragstruktur \ erbunden. Diese Anordnung ist insbesondere sinnvoll für die hintere Stoßfangeinrichtung eines Kraftfahrzeugs.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist das inoßaufnahmeteil mit der Tragstruktur über mindestens zwei im wesentlichen parallel zur Längsachse des Kluftfahrzeugs zusammendrückbare Stoßdämpfvorrich'ungen und mindestens zwei quer dazu zusammendrückbare Stoßdämpfvorrichtungen verbunden. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft als vordere StoßfangeinWchtung eines Kraftfahrzeugs, da sie nicht nur direkt in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs wirkende, sondern auch schräg dazu auftreffende Stöße aufnehmen kann, die beispielsweise beim Aufprallen des Kraftfahrzeugs auf ein Hindernis beim Durchfahren einer Kurve auftreten.

Vorteilhafterweise weisen in Weiterbildung der Erfindung die Ringkolben jeweils am einen Ende einen radial einwärts vorspringenden Ringflansch und am anderen Ende einen radial auswärts vorspringenden Ringflansch auf. die jeweils gegenseitig bzw. mit einem zugeordneten Ringfiansch des Stufenkolbens und des Zylinders zur Begrenzung der axialen Verschiebung beim Rückhub in Eingriff treten. Diese miteinander in Eingriff tretenden Ringflanschc bilden nicht nur eine Anschlagbegrenzung für den Rückhub, sondern ergeben auch eine sinnvolle Abstufung der beim Zusammendrücken der Stoßdämpfvorrichtung wirksamen Flächen, so daß eine angemessene Progression der Energieabsorption erzielt wird.

Zweckmäßigerweise weisen in Verbindung mit der vorgenannten Weiterbildung der Erfindung die Ringkolben und der Zylinder jeweils von den zwischen den zusammenwirkenden Ringflanschen liegenden Ringräumen nach außen führende Entlüftungsöffnungen auf.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Rückstelleinrichtung als Druckmittelpumpe eine Lufthydraulikpumpe mit Drucküber-Setzung aufweist. Zweckmäßigerweise kann die Lufthydraulikpumpe mit einem direkt mit dem Motor des Kraftfahrzeugs gekoppelten Kompressor und einem Preßluftbehälter verbunden sein. Ein derartiger Aufbau der Rückstelleinrichtung gewährleistet in besonders zuverlässiger Weise eine schnelle Rückstellung der Stoßfangeinrichtung in die Betriebsbereitschaftsstellung nach einer Stoßeinwirkung.

Schließlich kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Anordnung eines Druckbegrenzungsveniils zur Einstellung des Druckmitieldrucks in den Stoßdämpfvorrichtungen vorgesehen sein.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Stoßdäinpfvorrichtung und

F i g. 2 in Draufsicht die gesamte Stoßfangeinrichtung in gegenüber F ι g. 1 kleinerem Maßstab.

Wie Fig. 2 zeigt, weist die Stoßfangeinrichtung jeweils ein Stoßaufnahmeteil 12, beispielsweise eine Stoßstange, und Stoßdämpfvorrichtungen 14 und 14a auf. Die Stoßdampfvorrichtungen 14 und 14</ verbinden das Stoßaufnahmeteil 12 mit der Tragstruktur 13 des Kraftfahrzeugs. Die in F i g. 2 gezeigte bevorzugte Ausführungsform verwendet tür die vordere Stoßfangeinrichtung vier und für die hintere Stoßlangeinrichtung zwei Stoßdämpfvorrichtungen. Wie F i g. 2 unten zeigt, ist bei Verwendung von zwei Stoßdämpfvorrichtungen 14 das Stoßaufnahmeteil 12 parallel zur Fahrzeuglängsachse verschiebbar. Bei Verwendung von vier StoCdämpfvorrichtungen 14 und 14a (F i g. 2, oben), von denen zwei quer zu den beiden anderen angeordnet sind, kann die Stoßfangeinrichtung auch seitliche oder schräg von vorn kommende Stöße absorbieren. Bei Verwendung von vier Stoßdämpfvorrichtungen sind um senkrechte Achsen schwenkbare Verbindungen zwischen der Tragstruktur 13 und den Stoßdämpfvorrichtungen 14 und I4i] einerseits und zwischen den Stoßdämpfvorrichtungen 14 und 14a und dem Stoßaufnahmeteil 12 andererseits erforderlich.

Jede Stoßdämpfvorrichtung 14 bzw. 14a umfaßt gemäß Fig. I einen Zylinder 10 mit einer Umfangswandung 4, an deren einem Ende ein Ringfiansch 4;ϊ radial einwärts vorspringt. Entlang der Innenumfangsfläche

dieses Ringflansches 4a gleitet ein Ringkolben 3, der an seinem einen Ende einen radial auswärts vorspringenden Ringflansch 3b aufweist. Dieser wirkt mit dem Ringfiansch 4a so zusammen, daß der Ringkolben 3 nicht von der Umfangswandung 4 des Zylinders 10 abgleiten kann. An dem dem Zylinder 10 abgewandten Ende weist der Ringkolben 3 einen dem Ringflansch 4a ähnlichen, radial einwärts vorspringenden Ringfiansch 3a auf. Ein weiterer Ringkolben 2 kleineren Durchmessers ist im Ringkolben 3 geführt, und auch dieser kleinere Ringkolben 2 weist einen radial auswärts vorspringenden Ringfiansch 2b und einen radial einwärts vorspringenden Ringflansch 2a auf. Entlang der Innenumlangsfläche am Ringflansch 2a des Ringkolbens 2 gleitet ein Stufenkolben 1. an dessen einem Ende ein mit dem Ringflansch 2a zusammenwirkender, radial auswärts vorspringender Ringflansch 1Λ vorgesehen ist. Der von dem Zylinder 10. den Ringkolben 2 und 3 und dem Stufenkolben 1 umschlossene Innenraum ist mit einem Druckmittel beaufschlagt, das durch eine Durchlaßöffnung 11 im Zylinder 10 treten kann. Die jeweils zwischen den radial einwärts vorspringenden Ringflanschen 2a. 3a und 4a und den radial auswärts vorspringenden Ringflanschen \b. 2b und 3b entstehenden Ringräume werden über Entlüftungsöffnungen 8 entlüftet. Der Stufenkolben 1 trägt an seinem Außenumfang einen als Sprengring ausgebildeten Anschlag 5.

Wird die Stoßdämpfvorrichtung 14 bzw. 14a zusammengedrückt, so wird der Stufenkolben 1 unter Verdrängung des in ihrem Innenraum befindlichen Druckmittels nach innen geschoben, bis der Anschlag 5 am Ringkolben 2 anliegt. Ein weiterer Druck auf die Stoßdämpfvorrichtung drürkt über den Anschlag 5 nun auch den Ringkolben 2 nach innen. Die Wirkung des Anschlages 5 wird noch durch einen an der Innenumfangsfläche des Ringkolbens 2 angebrachten weiteren Anschlag 9 ergänzt. Beim Eindrücken kommt der Stufenkolben 1 an diesem Anschlag 9 zur Anlage und drückt somit auf den Ringkolben 2. Der Ringkoiben 2 weist einen mit dem Ringkolben 3 zusammenwirkenden Anschlag 6 auf. Auch beim Ringkolben 3 ist an der Innenumfangsfläche ein Anschlag 9 vorgesehen, der die Wirkung des Anschlags 6 ergänzt Ein Anschlag 7 an dem Ringkolben 3 dient zur Begrenzung der Einschubbewegung des Ringkolbens 3. Da sich beim Zusammendrücken der beschriebenen Stoßdämpfvorrichtung die wirksame Kolbenfläche stufenweise vergrößert ergibt sich eine progressive Chrakteristik der Energieabsorption.

Zur Druckmittelversorgung — als Druckmittel wird vorzugsweise Hydrauliköl eingesetzt — ist eine als Lufthydraulikpumpe ausgebildete Druckmittelpumpe 15 vorgesehen, die den Hydraulikdruck konstant hält und nach Beendigung des Zusammendrückens so viel Druckmittel nachführt daß die Stoßdämpfvorrichtungen 14 und 14a wieder auf ihre ursprüngliche Länge ausfahren und damit schnell wieder betriebsbereit sind. Die Lufthydraulikpumpe wird durch einen direkt mit dem Motor des Kraftfahrzeugs gekoppelten Kompressor und einen Preßluftbehälter 16 mit Druckluft beaufschiagt Ein Druckbegrenzungsventil im Hydraulikkreis sorgt dafür, daß bei einer Stoßeinwirkung der erhöhte Druck im Hydrauliksystem ausgeglichen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Stoßfangeinrichtung für Kraftfahrzeuge, mit mindestens einem an dem Kraftfahrzeug außenseitig angeordneten Stoßaufnahmeteil, jeweils zwischen dem Stoßaufnahmeteil und der Tragstruktur des Kraftfahrzeugs angeordneten Stoßdämpfvorrichtungen, die jeweils einen mit der Tragstruktur bzw. dem zugeordneten Stoßaufnahmeteil verbundenen Zylinder und einen mit dem Stoßaufnahmeteil bzw. der Tragstruktur verbundenen Kolben aufweisen, und einer Rückstelleinrichtung zum Einführen von Druckmittel in die Innenräume der Zylinder mittels einer jeweils an eine Durchlaßöffnung des Zylinders angeschlossenen Druckmitielleitung, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils