DE4302878C2 - Nach dem Stülpprinzip arbeitendes Deformationselement - Google Patents
Nach dem Stülpprinzip arbeitendes DeformationselementInfo
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
- 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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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Deformationselement gemäß dem Oberbe
griff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Deformationselement ist
aus der US 3 599 757, F16F 7/12, bekannt. Bei Anwendung dieses
Stülpprinzips bei Kraftfahrzeugen (DE 11 72 558 C, 63C/70) kann
der Hohlträger durch einen Längsträgerbereich des Kraftfahrzeugs
gebildet sein. Beim eingangs genannten Stand der Technik liegt das
dort rohrförmige Deformationsglied mit seiner dem Hohlträger abge
kehrten anderen Stirnseite auf einem Anschlag auf, der der Kraft
einleitung dient.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Deformationselement so weiterzubilden, daß es praktisch ohne zu
sätzlichen Aufwand einen größeren Deformationsweg besitzt und
demgemäß in höherem Maße kinetische Energie in Verformungsarbeit
umwandelt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den
Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen
der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht also darin, daß nach
beendeter Stülpverformung des Deformationsglieds dessen Bördelung,
die sich dann an dem Anschlag abstützt, gleichsam ein Werkzeug für
die Stülpverformung des als weiteres Deformationsglied ausgebilde
ten Hohlträgers bildet. Diese Stülpverformung geht dann von den
beiden formschlüssig ineinander greifenden Bördelungen aus.
Die energieumsetzende Wirkung des erfindungsgemäßen Deformations
elements kann vergrößert werden, indem das Deformationsglied zusam
men mit dem sich anschließend verformenden Bereich des Hohlträgers,
also dem weiteren Deformationsglied, einen fluidgefüllten Raum um
schließt, der durch eine elastische Wand, also beispielsweise einen
federbelasteten Kolben oder eine elastische Membran, begrenzt ist.
Ist das Deformationsglied aus einem elastischen Material hergestel
lt, so besteht dann die Möglichkeit, bei kleinen Stoßintensitäten,
beispielsweise beim Berühren mit anderen Fahrzeugen oder Bäumen
beim Parken, anschließend eine Selbstregenerierung des Deforma
tionsglieds unter dem Fluiddruck sicherzustellen.
Zwei Ausführungsbeispiele werden im folgenden anhand der Zeichnung
erläutert, deren Längsschnitte darstellende Figuren ein erstes
Ausführungsbeispiel (Fig. 1) und ein zweites Ausführungsbeispiel
in verschiedenen Verformungszuständen (Fig. 2 bis 5) wiederge
ben.
Betrachtet man zunächst Fig. 1, so erkennt man als Hauptbestand
teile des Deformationselements das topfförmige, sich in Richtung
auf den Anschlag 1 durchmessermäßig kontinuierlich verkleinernde
Deformationselement 2 und den Hohlträger 3, der sich über die
Flanschverbindung 4 an einem weiteren, hier nicht interessierenden,
nicht zur Energieumsetzung ausgelegten Träger abstützt. Beide Teile
2 und 3 sind an ihren einander zugekehrten Stirnseiten mit Börde
lungen oder Krempen 5 und 6 versehen, die in Richtung auf das dem
Anschlag 1 abgekehrte Ende des Hohlträgers 3 geöffnet sind und sich
mit einem Gleitbewegungen zulassenden Spiel umgreifen. Damit sind
die beiden Teile 2 und 3 formschlüssig miteinander verbunden.
Beim Auftreten einer Kraft F hinreichender Größe stülpt sich das
Deformationsglied 2 in den Hohlträger 3 hinein, bis die Bördelung 5
zur Auflage auf der in Fig. 1 rechten Oberfläche des Anschlags 1
gelangt. Anschließend erfolgt unter Ausnutzung der Bördelung 5 in
dieser eine Stülpverformung auch des als weiteres Deformationsglied
ausgebildeten Hohlträgers 3 durch Rückstülpen über sich selbst in
Richtung nach rechts. Dies wird im folgenden anhand der Fig. 2
bis 5 erläutert:
Auch in diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Hauptbestandtei
le des Deformationselements das wiederum topfförmige Deformations
glied 2, das sich beim Auftreten einer Kraft F auf dem Anschlag 1
abstützt, und der als weiteres Deformationsglied ausgebildete Hohl
träger 3, der wiederum bei 4 an einem weiteren, hier nicht interes
sierenden Träger 7 abgestützt ist. Die beiden Teile 2 und 3, also
die beiden Deformationsglieder, sind wiederum über Bördelungen 5
und 6 formschlüssig, jedoch Gleitbewegungen in axialer Richtung zu
lassend miteinander verbunden. In Abweichung von dem anhand Fig. 1
erläuterten Ausführungsbeispiel umschließen die beiden Teile 2 und
3 hier einen fluidgefüllten Raum 8, der durch die elastische Mem
bran 9 begrenzt ist. In Strömungsrichtung vor dieser erkennt man
die Drosselwand 10, die bei Verkleinerung des Raums 8 infolge
Stülpverformung zumindest eines der beiden Teile 2 und 3 eine
gezielte Kraft-Weg-Kennung des Deformationselements gewährleistet.
Während Fig. 1 die Verhältnisse im Ausgangszustand, d. h. bei feh
lender Belastung, wiedergibt, beziehen sich die Fig. 3, 4 und 5
auf verschiedene Verformungszustände, hervorgerufen durch eine hin
reichend große Kraft F. Ein Vergleich der Fig. 3 und 2 zeigt,
daß im Falle der Fig. 3 die Stülpverformung nur des Deformations
glieds 2 im Gange ist, wodurch der Raum 8 verkleinert und demgemäß
die Membran 9 konvex verformt ist.
In Fig. 4 ist das Deformationsglied 2 vollständig verformt, d. h.
seine Bördelung 5 ist zur Auflage auf dem Anschlag 1 gekommen. Auch
die Membran 9 ist gegenüber Fig. 3 stärker verformt.
Eine weitere Verformung des Deformationselements unter weiterer
Verkürzung desselben geschieht nun gemäß Fig. 5 durch Rückstülpen
von Material des als weiteres Deformationsglied ausgebildeten Hohl
trägers 3, wobei die, wie gesagt, auf dem Anschlag 1 abgestützte
Bördelung 5 des Deformationsglieds 1 gleichsam als Bördel- oder
Stülpwerkzeug dient.
Betrachtet man nochmals Fig. 4, so ist, sofern nunmehr die Kraft F
zum Verschwinden kommt, eine selbsttätige Regenerierung des Defor
mationselements unter der Wirkung der elastischen Membran 9 und des
Fluiddrucks im Raum 8 möglich. Das Deformationsglied 2 nimmt dann
wieder seine in Fig. 2 dargestellte Form ein. Eine derartige Rück
formung des Deformationsglieds 2 ist zwar aus dem Zustand gemäß
Fig. 5 auch möglich, jedoch bleibt das zweite Deformationsglied 3
in seiner deformierten Form.
Als Materialien für die Teile 2 und 3 empfehlen sich Stahl und
Kunststoff nach Art von Polyamid.
Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßes Deformationsele
ment geschaffen, das praktisch ohne zusätzlichen Aufwand eine maxi
male Deformationslänge sicherstellt.
Claims (5)
1. Deformationselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, enthaltend in Richtung
der Längsachse des Elements aufeinanderfolgend einen Hohlträger und ein einen
kleineren Durchmesser besitzendes Deformationsglied, das mit einer stirnseitigen
auswärts weisenden Abstellung an einer ebenfalls auswärts weisenden stirnseitigen
Abstellung des Hohlträgers abgestützt ist, dessen anderer Stirnseite ferner ein
Anschlag zugeordnet ist und das sich beim Auftreten einer in Längsachsenrichtung
wirkenden Kraft in den Hohlträger unter Verkürzung der Länge des
Deformationselements einstülpt, dadurch gekennzeichnet, daß beide Abstellungen
die Form in Richtung auf die andere Stirnseite des Hohlträgers (3) offener
Bördelungen (6, 7) besitzen, von denen die Bördelung (6) des Deformationsglieds
(2) diejenige des Hohlträgers (3) mit Gleitbewegungen zulassendem Spiel umgreift,
der sich, als weiteres Deformationsglied ausgebildet, nach Stülpverformung des
Deformationsglieds (2) und Auflage seiner Bördelung (5) auf dem Anschlag (1)
unter weiterer Verkürzung des Deformationselements über sich selbst zurückstülpt.
2. Deformationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Deformationsglied (2) elastisch ausgebildet ist.
3. Deformationselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß das Deformationsglied (2) die Form eines Topfes mit
sich in Richtung auf seinen anschlagseitigen Boden kontinuier
lich verringerndem Querschnitt besitzt.
4. Deformationselement, nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Deformationsglied (2) und der Hohlträger
(3) einen fluidgefüllten, durch eine elastisch nachgiebige Wand
(9) abgeschlossenen Raum (8) bilden.
5. Deformationselement, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß vor der nachgiebigen Wand (9) eine Drosselwand (10) liegt.
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- 1993-02-02 DE DE4302878A patent/DE4302878C2/de not_active Expired - Fee Related
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