DE4127381A1 - Deformationselement, insbesondere fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents
Deformationselement, insbesondere fuer ein kraftfahrzeugInfo
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- B62D21/15—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted having impact absorbing means, e.g. a frame designed to permanently or temporarily change shape or dimension upon impact with another body
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- B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
- B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
- B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
- B60R19/26—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means
- B60R19/34—Arrangements for mounting bumpers on vehicles comprising yieldable mounting means destroyed upon impact, e.g. one-shot type
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/12—Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members
- F16F7/123—Deformation involving a bending action, e.g. strap moving through multiple rollers, folding of members
Description
Die Erfindung betrifft ein Deformationselement gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1. Deformationselemente dieses Aufbaus finden beispielsweise
Einsatz an den Enden von Längsträgern eines Kraftfahrzeugs.
Beispielsweise aus der US-PS 35 99 757, F16 F7/12, und der DE-AS 11 72 558,
63c-70, bekannte gattungsgemäße Deformationselemente weisen einen Hohlträger
auf, der wesentlich stärker als das Deformationsglied ausgebildet ist, so
daß zur Umwandlung von kinetischer Energie in Verformungsarbeit praktisch
nur das Deformationsglied zur Verfügung steht, das sich dann in den Hohlträger
gleichsam zweiwandig hineinstülpt. Zusätzlich können dabei Schwierigkeiten
dann auftreten, wenn die Belastung des Deformationselements nicht in Richtung
der Längsachse desselben erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Deformations
element zu schaffen, das in einem höheren Maße durch Zusammenstauchen bzw.
Verkürzen zur Umsetzung von kinetischer Energie in Verformungsarbeit beiträgt
und ohne Ausknicken auch bei - in einem begrenzten Bereich - von seiner
Längsachse abweichenden Kraftbeaufschlagungen wirksam ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung be
schreiben die Unteransprüche.
Bei der Erfindung erfolgt also zusätzlich zur Verformung des Deformations
glieds durch Stülpen beim Überschreiten einer vorgegebenen Kraftbeaufschlagung
des Deformationselements auch eine Verformung des Hohlträgers, der sich
dann mit zumindest einer Falte auf dem äußeren Umfang des eingestülpten
Deformationsglieds, das gleichsam eine Führung für den Hohlträger bildet,
abstützt.
Wie bereits in der zitierten US-PS 35 99 757 ausgeführt, kann das Deformations
element eine beliebige Querschnittsform besitzen, insbesondere einen von
einem kreisrunden Querschnitt abweichenden Querschnitt, auch eckigen Quer
schnitt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 das Deformationselement in seinem Ausgangszustand,
Fig. 2 das Deformationselement zu Beginn des Verformungsvorgangs,
Fig. 3 dasselbe Element im verformten Zustand,
Fig. 4 ein Kraft-Weg-Diagramm des Deformationselements und
Fig. 5 das Deformationselement im verformten Zustand bei schräger
Krafteinleitung.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so besteht das Deformationselement aus
dem als Faltenbeulträger ausgebildeten Hohlträger 1 und dem Deformations
glied 2, dessen Querschnitt sich mit zunehmenden Abstand vom Hohlträger
1, also in Fig. 1 nach links, kegelartig verringert. Mit einem deutlich
abgerundeten Übergangsbereich 3 geht der Mantelbereich des Deformationsglieds
2 über in den nach außen weisenden stirnseitigen Flansch 4, der auf dem
Stirnflansch 5 des Hohlträgers 1 aufliegt und mit diesem, wie bei 6 ange
deutet, beispielsweise durch Schweißen in radialen Richtungen fest verbunden
ist. Deutlich ist erkennbar, daß der Durchmesser des Hohlträgers 1 größer
als der größte Durchmesser des Deformationsglieds 2 ist. Der Hohlträger
1 kann durch einen Endbereich eines Längsträgers des Fahrzeugs gewonnen
sein, der über das Deformationsglied 2 einen biegesteifen Stoßstangenträger
abstützt. Das Deformationsglied 2 verhindert dann kritische Biegebeanspruchungen
des Hohlträgers 1 durch den Stoßstangenträger bei einem Crash.
Beim Auftreten einer im wesentlichen in Richtung der Längsachse 7 des Defor
mationselements wirkenden Kraft P, die in dem angenommenen Einsatzfall bei
einem Crash auftritt, wird das Deformationsglied 2 unter Bildung eines Stülp
bereichs 8 in den Hohlträger 1 gleichsam teleskopierend hineingedrückt.
Wie ein Vergleich der Fig. 2 und 3 zeigt, wandert der Stülpbereich 8,
und bei Überschreiten einer vorgegebenen Mindestkraft in Achsrichtung setzt
ein Faltenbeulen des Hohlträgers 1, ausgehend von seinem in den Figuren
linken Ende, ein. Mit zumindest einer nach innen weisenden Falte 9 stützt
sich der Hohlträger 1 auf dem äußeren Umfang des eingestülpten Deformations
glieds 2 in Querrichtung ab.
Der Deformationsvorgang ist in Fig. 4 in Abhängigkeit von Kraft P und Defor
mationsweg s (Verkürzung des Deformationselements) dargestellt: Sobald die
Kraft P einen Mindestwert überschreitet, erfolgt die Stülpverformung des
Deformationsglieds 2 entsprechend Kurve a mit sanftem Anstieg der Kraft.
Nach Beendigung dieses Stülpvorgangs und erneutem Kraftanstieg setzt das
Faltenbeulen des Hohlträgers 1 entsprechend Kurve b ein; der Kraftverlauf
ist jetzt im wesentlichen konstant.
Der Anstieg des Kraftverlaufs in Fig. 4 läßt sich durch Änderung des Kegel
winkels und/oder des Radius der Abrundung 3 beeinflussen. So führt eine
Abrundung 3′ mit größerem Radius zu dem in Fig. 4 unterbrochen angedeuteten
steileren Kraftanstieg.
Wie bereits bemerkt, stützt sich im deformierten Zustand der Hohlträger
1 mit zumindest einer Falte 9 auf dem äußeren Umfang des eingestülpten Defor
mationsglieds 1 ab. Fig. 5 macht anschaulich, daß dadurch auch bei Einleitung
einer bezüglich der Längsachse 7 des Deformationselements schräg verlaufenden
Kraft P ein Ausknicken des Hohlträgers 1 vermieden ist.
Ein bevorzugter Einsatzfall des Deformationselements ist seine Anordnung
zwischen Lenkgetriebe und Lenksäule einer Kraftfahrzeuglenkung. In den figürlich
dargestellten Beispielen links ist dann die Lenksäule, rechts das Lenkgetriebe
angeschlossen. Der Einsatz der Erfindung bietet den Vorteil, daß sie eine
axiale Lenksäulenführung auch während der Lenksäulendeformation sicherstellt,
da ein unsymmetrisches Ausknicken nicht auftritt.
Auch eine Anordnung des Deformationselements im Zuge eines Lenksäulen-Mantel
rohres ist möglich.
Die Herstellung der Erfindung kann durch einfaches Tiefziehen eines Blechs,
Aufweiten eines Rohres oder Spritzgießen aus Kunststoff erfolgen. Wegen
der hohen Formstabilität und der hohen Energieaufnahme während der Deformation
kann das Deformationselement sehr leicht ausgeführt sein.
Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßes Deformationselement ge
schaffen, das eine wirksame Umsetzung von kinetischer Energie in Verformungs
arbeit, insbesondere einen großen Verformungsweg, sicherstellt und auch
schräg zu seiner Längsachse gerichtete Kräfte aufzunehmen vermag.
Claims (6)
1. Deformationselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, enthaltend in
Richtung der Längsachse des Elements aufeinanderfolgend einen Hohlträger
und ein rohrartiges Deformationsglied kleineren Durchmessers als der
Hohlträger, dessen diesem zugekehrte Stirnseite mit einem auswärts weisenden
Flansch am Hohlträger abgestützt ist, so daß beim Auftreten einer im
wesentlichen in Richtung der Längsachse verlaufenden Kraft vorgegebener
Mindestgröße eine Verkürzung des Elements durch Einstülpen des Deforma
tionsglieds in den Hohlträger erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß sich
das Deformationsglied (2) mit zunehmendem Abstand vom Hohlträger (1)
kegelartig verjüngt und dieser als sich im wesentlichen nach dem Einstülp
vorgang verformender Faltenbeulträger ausgebildet ist, der sich im ver
formten Zustand mit zumindest einer Falte (9) an dem eingestülpten Deforma
tionsglied (2) abstützt.
2. Deformationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch
der Hohlträger (1) an seiner dem Deformationsglied (2) zugekehrten Stirn
seite einen auswärts weisenden Flansch (5) besitzt und beide Flansche
(3, 5) miteinander verbunden sind.
3. Deformationselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Mantelbereich des Deformationsglieds (2) mit einer deutlichen Abrundung
(3) in den Flansch (4) übergeht.
4. Deformationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch seine Anordnung zwischen einem Lenkgetriebe und einer Lenksäule
eines Kraftfahrzeugs.
5. Deformationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hohlträger (1) ein Längsträger eines Kraftfahrzeugs ist und das
Deformationsglied (2) zum begrenzt gelenkigen Anschluß eines quer verlaufenden
Stoßstangenträgers dient.
6. Deformationselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch seine Anordnung im Zuge eines eine Lenksäule eines Kraftfahrzeugs
aufnehmenden Mantelrohrs.
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
DE4127381A DE4127381C2 (de) | 1991-03-16 | 1991-08-19 | Deformationselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
DE19914131372 DE4131372B4 (de) | 1991-08-19 | 1991-09-20 | Deformationselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
US07/849,517 US5224574A (en) | 1991-03-16 | 1992-03-11 | Deformation structure, in particular for a motor vehicle |
FR9203042A FR2673986B1 (fr) | 1991-03-16 | 1992-03-13 | Element de deformation, notamment pour une automobile. |
Applications Claiming Priority (2)
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DE4127381A DE4127381C2 (de) | 1991-03-16 | 1991-08-19 | Deformationselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4127381A1 true DE4127381A1 (de) | 1992-09-17 |
DE4127381C2 DE4127381C2 (de) | 2003-12-18 |
Family
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Family Applications (1)
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DE4127381A Expired - Fee Related DE4127381C2 (de) | 1991-03-16 | 1991-08-19 | Deformationselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
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1991
- 1991-08-19 DE DE4127381A patent/DE4127381C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE4127381C2 (de) | 2003-12-18 |
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Legal Events
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