DE4302879C2

DE4302879C2 - Nach dem Stülpprinzip arbeitendes Deformationselement

Info

Publication number: DE4302879C2
Application number: DE4302879A
Authority: DE
Inventors: Holger Michael Thum
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1992-02-15
Filing date: 1993-02-02
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2013-02-03
Also published as: DE4302879A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Deformationselement gemäß dem Oberbe griff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Deformationselement ist aus der DE 12 82 363 B bekannt. Bekannt ist auch die Anwendung des Stülpprinzips bei Kraftfahrzeugen (DE 11 72 558 C, 63C 70).

Beim Stand der Technik ist das Deformationsglied durch ein Rohr ge bildet, d. h. es besitzt einen kreisringförmigen Querschnitt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes De formationselement zu schaffen, das eine größere Freiheit hinsicht lich der Wahl der Querschnittsform für das Deformationsglied bie tet.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den Merkmalen des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Deformationselement verwendet also Deforma tionsglieder, die keinen kreisrunden, sondern einen Polygonquer schnitt besitzen. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, einen Querschnitt mit vier oder mehr Ecken zu verwenden. Derartige Quer schnitte finden beispielsweise bei Längsträgern von Kraftfahrzeugen Anwendung, so daß das Deformationsglied bei dem erfindungsgemäßen Deformationselement durch einen Bereich eines Längsträgers eines Fahrzeugs gebildet sein kann. Das Stülpwerkzeug ist so ausgebildet, daß es vor der Einleitung des Stülpvorgangs diesen Polygonquer schnitt des Deformationsglieds in einen kreisringförmigen Quer schnitt umwandelt und dann in an sich üblicher Weise mittels eines in Längsschnitten kehlenartigen Bereichs des Stülpwerkzeugs bei hinreichend großer Kraft die Stülpverformung vornimmt. Dabei ist die Umformung des Polygonquerschnitts in einen kreisringförmigen Querschnitt bereits mit einer Umsetzung von kinetischer Energie in Verformungsarbeit verbunden, so daß bei gegebener Deformationslänge die Verwendung eines Deformationsglieds mit polygonförmigem Quer schnitt gegenüber derjenigen eines Deformationsglieds mit von vorn herein kreisringförmigen Querschnitt ein größeres Maß an Energieum setzung sicherstellt.

Dem dient auch die Maßnahme gemäß Anspruch 2, da die Deformation des Deformationsglieds dann mit einer Verformung (Umlegung) auch der Flansche verbunden ist.

Wie Anspruch 3 zum Ausdruck bringt, gehen die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht auf Kosten einer Verringerung der Ausgestaltungs möglichkeiten des Deformationselements. Es ist vielmehr auch mög lich, das Deformationsglied mit einer viskosen Flüssigkeit zu füllen, die beispielsweise durch einen Drosselquerschnitt unter der Einwirkung einer Kraft herausgepresst wird, so daß durch das Fluid einerseits eine Versteifung des Deformationsglieds gegen Knickung und andererseits eine Erhöhung der Energieumsetzung erreicht wird.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den in Fig. 2 bei I-I bezeichneten Querschnitt durch ein Deformationsglied,

die Fig. 2 und 3 zueinander senkrechte Längsschnitte durch das Deformationselement,

die Fig. 4, 5 und 6 zueinander senkrechte Seitenansich ten und Fig. 6 eine Stirnansicht eines Stülpwerkzeugs so wie

die Fig. 7 und 8 zueinander senkrechte Längsschnitte und

Fig. 9 den in Fig. 8 bei IX-IX bezeichneten Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform.

Betrachtet man zunächst die Fig. 1, 2 und 3, so erkennt man bei 1 ein Deformationsglied mit sechseckigem Querschnitt, das in diesem Ausführungsbeispiel mit einer vorgebördelten Stirnseite 2 an dem Stülpwerkzeug 3 abgestützt ist. Dieses besitzt drei in Längsrich tung aufeinander folgende Querschnittsbereiche I, II und III, von denen der Querschnittsbereich I dem Ausgangsquerschnitt des Defor mationsglieds 1 so angepaßt ist, daß eine teleskopierende Anordnung des Deformationsglieds 1 und des Querschnittsbereichs I möglich ist. In diesem Ausführungsbeispiel umgibt oder umschließt das De formationsglied 1 den demgemäß ebenfalls polygonalen Querschnitts bereich I des Stülpwerkzeugs 3. An den Bereich I schließt sich der Übergangsbereich II zum im Längsschnitt kehlenartigen Stülpbereich III an. Dieser Bereich III besitzt einen kreisscheibenförmigen Querschnitt, und der Übergangsbereich II ist so ausgebildet, daß er den ursprünglich sechseckigen Querschnitt des Deformationsglieds 1 in einen kreisringförmigen Querschnitt umwandelt, dessen Durch messer durch den Umfang des ursprünglichen Querschnitts des Defor mationsglieds 1 gegeben ist. An der Stelle, an der diese Umwandlung in einen kreisringförmigen Querschnitt bewirkt ist, liegt in diesem Ausführungsbeispiel die Nut 4 mit der Ringdichtung 5, da hier ange nommen ist, daß das Deformationsglied 1 mit einem viskosen Medium zur Erhöhung der Energieumsetzung und Erzielung eines geschwindig keitsabhängigen Kraft-Weg-Verlaufs gefüllt ist.

Da bei der Erfindung eine Verformung also nicht nur durch Durchmes seränderung des Deformationsglieds (durch Umstülpung bzw. Rückstül pung), sondern auch durch Änderung seiner Querschnittsform (Umwan dlung eines Polygonquerschnitts in einen Kreisquerschnitt) erfolgt, und zwar fortlaufend während des gesamten Verformungsvorgangs, ergibt sich eine höhere Energieumsetzung als bei Verwendung eines Deformationsglieds mit von vorn herein kreisringförmigem Quer schnitt.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen Ansichten des Stülpwerkzeugs 3, aus denen die Querschnittsformen desselben in den definierten Bereichen I, II und III hervorgehen.

Bei dem in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Stülpwerkzeug 20 die bereits anhand der bisherigen Figuren erläuterte Form. In Abweichung von dem beschrie benen Ausführungsbeispiel ist das Deformationsglied 21 aus zwei Längsschalen 22 und 23 zusammengesetzt, die über abgestellte Flansche 24, 25 und 26, 27 beispielsweise durch Verschweißung verbunden sind. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, verlaufen die Ebenen dieser Flansche so, daß sie die Längsmittelachse 28 des Elements nicht enthalten. Dies hat bei der Stülpverformung gemäß Fig. 7 ein Umlegen der Flansche und damit eine weitere Umsetzung von kine tischer Energie in Verformungsarbeit zur Folge. Die hakenförmigen Abstellungen 29 und 30 bilden Abrutschsicherungen für die Flansche 25 und 26 bei Beschädigung der Schweißverbindungen.

Mit der Erfindung ist demgemäß ein gattungsgemäßes Deformationsele ment geschaffen, das nicht nur größere Freiheit hinsichtlich der Wahl des Querschnitts des Deformationsglieds bietet, sondern damit verbunden auch Vorteile hinsichtlich der stoßmindernden Wirkung durch Umsetzung von kinetischer Energie in Verformungsarbeit.

Durch die aus den Fig. 3 und 7 ersichtliche "Einschnürung" des Stülpwerkzeugs ergibt sich ein sicherer Zuammenhalt der Bestand teile des Deformationselements in Längsrichtung.

Claims

1. Deformationselement, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, enthaltend ein sich mit einer Stirnseite an einem Stülpwerkzeug abstützendes, sich beim Auftreten einer in Längsrichtung des Deformationselements wirkenden Mindestkraft an einer kehlenartigen Stülpzone des Stülpwerkzeugs durch Rückstülpung energieumsetzend verformendes Deformationsglied, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsglied (1) einen Polygonquerschnitt besitzt und das Stülpwerkzeug (3) in Längsrichtung aufeinanderfolgend drei Querschnittsbereiche (I, II, III) aufweist, von denen erster (I) dem Polygonquerschnitt des unverformten Deformationsglieds (1) angepaßt ist und mit einem Längenbereich desselben teleskopiert, während ein zweiter Querschnittsbereich (II) als Übergangsbereich von dem ersten (I) zu einem dritten Querschnittsbereich (III) ausgebildet ist, der, ausgehend von einem kreisförmigen Querschnitt mit vom aufliegenden Umfang des Deformationsglieds (1) bestimmten Durchmesser, die in Längsschnitten kehlenartige Stülpzone bildet.

2. Deformationselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsglied (21) aus mehreren Längsschalen (22, 23) mittels Flanschen (24, 25, 26, 27) zusammengesetzt ist, deren Ebenen außerhalb der Längsachse (28) des Elements verlaufen.

3. Deformationselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationsglied (1) fluidgefüllt ist und das Stülpwerkzeug (3) im dritten Querschnittsbereich (III) eine umlaufende Nut (4) zur Aufnahme einer Ringdichtung (5) besitzt.