DE6802244U

DE6802244U - ENERGY-ABSORBING, TELESCOPIC TUBE-SHAPED PARTS WITH THE CAPABILITY OF TRANSFERRING TORQUE.

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Publication number: DE6802244U
Application number: DE6802244U
Authority: DE
Original assignee: ARA Inc
Current assignee: ARA Inc
Priority date: 1968-01-22
Filing date: 1968-10-15
Publication date: 1969-02-27
Also published as: DE1803071A1; FR1588106A; GB1255148A

Description

"Energieabsorbierend^_t teleskopartige rohriörmige Teile mit der Fähigkeit zur Übertragung von Drehmomenten.""Energy-absorbing ^ _t telescopic tubular parts capable of transmitting torque."

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Vorrichtungen zur Absorbierung von Energie _r die bei der Energieabsorption nicht zerstört werden, in Verbindung mit teleskopartig ineinander sitzenden rohrförmigen Teilen, und genauer gesagt auf eine derartige Kombination, die eine verbesserte Vorrichtung der in der USA-Patentschrift 3 231 offenbarten Art umfasst, bei der mechanische Energie durch die periodische plastische Verformung eines Stoffes in festem Aggregatzustand absorbiert wird.The present invention relates generally to the field of devices for absorbing energy _r which are not destroyed in the energy absorption, in connection with telescopically nested tubular members, and more particularly to such a combination which is an improved device of the US Pat. Patent specification 3,231 includes, in which mechanical energy is absorbed by the periodic plastic deformation of a substance in the solid state of aggregation.

■■ ■·■■·■■ 2 ■■ ■ · ■■ · ■■ 2

Obwohl die Vorrichtungen zur Absorbierung von Enegie von der in der USA-Patentschrift 3 231 049 offenbarten Art la allgemeinen zufriedenstellend sind, haben sie den Nachteil, daß das Haß der Änderung der Energieabsorbierung während der Huboder Stoßstrecke des Dämpfers im wesentlichen konstant bleibt, d.h., die Dämpfungskraft ist Über die Hub- oder Stoßstrecke konstant.Although the devices for absorbing energy from of the type la general disclosed in US Pat. No. 3,231,049 are satisfactory, they have the disadvantage that the hate for the change in energy absorption remains essentially constant during the stroke or shock path of the damper, i.e., the damping force is over the stroke or stroke distance constant.

In Anbetracht dessen ist es die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein neuartiges, energieabsorbierendes Teleskopteil zu schaffen, das die Fähigkeit zur Übertragung von Drehmomenten hat, und das eine Energieabsorbierungsvorrichtung enthält, die dem obigen Nachteil nicht unterworfen ist, und die eine Einrichtung zur Erhöhung des Maßes der Änderung der Energieabsorbierung durch Erhöhung oder Verringerung der Dämpfung während der Hui»- oder Stoßstrecke des Fämpfers umfasst. Ferner soll erfindungsgemüß ein neuartiges, energieabsorbierendes Teleskopteil geschaffen werden, das eine linear wirkende Vorrichtung zur Energieabsorbierung der beschriebenen Art unfasst, die besonders für die sichere and wirkungsvolle Absorbierung von Energie bestimmt ist, ohne die Fähigkeit zur Übertragung von Drehmomenten des Teleskopteiles in unangemessener Weise zu begrenzen.In view of this, it is the object of the present invention to provide a novel, energy-absorbing To create a telescopic part which has the ability to transmit torque and which has an energy absorbing device which is not subject to the above disadvantage and which comprises means for increasing the amount of change in energy absorption by increasing or decreasing the damping during the stroke or stroke of the damper. Further according to the invention a novel, energy-absorbing Telescopic part are created, which unfasst a linearly acting device for energy absorption of the type described, specially designed for the safe and effective absorption of energy without the ability to transmit to limit torques of the telescopic part inappropriately.

Ferner soll erfiudungsgemäß ein neuartiges Teleskopteil geschaffen werden, das eine Energieabsorbieungsvorrichtung der beschriebenen Art enthält und während eines Energieabsorbierungszyklus* nicht zerstört wird.Furthermore, according to the invention, a novel telescopic part is to be created containing an energy absorbing device of the type described and during an energy absorbing cycle * is not destroyed.

Ferner soll erfindungsgemäß ein Teleskopteil geschaffen werdeu, das eine Energieabsorbierungsvorrichtung enthält, in der die Energie durch eine periodische plastische Zugverfor— mung und Druckverformung in einem EnergieabsorbierungskSrper absorbiert wird.Furthermore, according to the invention, a telescope part is to be created which contains an energy absorbing device which the energy through a periodic plastic tensile deformation expansion and compression deformation in an energy-absorbing body is absorbed.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Teil mit der Fähigkeit zur Übertragung von Drehmomenten erste und zweite rohrförmige Teile, die teleskopartig ineinander sitzen, in betrieblicher Zuordnung zu einer periodisch wirkenden Energieabsorbierungseinrichtung in Form eines festen Ktfrpers, der in der Lage ist, Energie durch zyklische plastische Zugverformung und Druckverformung auf die übertragung von mechanischer Energie durch mindestens eines der rohrförmigen Teile hin zu absorbier« Drei AusfUhrungsformen werden offenbart. Jede ÄusXünrungsform weist eine Einrichtung zur Erhöhung des Maßes der Änderung der von der periodisch wirkenden Energieabsorbierungseinrichtung auf der Stoß- bzw. Hubstrecke der Vorrichtung durch Erhtthung oder Verringerung der Dämpfungskraft über die Stoß- oder Hubstrecke auf. Jedes Ausftihrungsbeispiel weist ferner MittelAccording to the present invention, a part having the Ability to transmit torque to first and second tubular members that telescope into one another operational assignment to a periodically operating energy absorption device in the form of a solid body that is able to absorb energy through cyclic plastic tensile deformation and compression deformation to be absorbed by the transfer of mechanical energy through at least one of the tubular parts. Three embodiments are disclosed. Every form of expression has a means of increasing the degree of change that of the periodically acting energy absorbing device on the stroke or stroke path of the device by elevation or reducing the damping force via the shock or Lifting distance. Each embodiment also has means

auf, die die einseinen Teile teleekopartig so miteinander verbinden, daß eie die Fähigkeit zur übertragung von Drehmoment haben, ohne ihre Teleskopeigeneehaft zu verlieren. Ein Ansftthrungsbeispiel ist zum Zwecke der Veranschaulichung, jedoch nicht der Begrenzung, in Fora einer Lenksäule gezeigt. Die and« ren beiden AusfUhrungsbeisplele sind in Form von Antriebiiwellen für Motorfahrzeuge gezeigt.that connect the individual parts with each other like a telescope, that eie the ability to transmit torque without losing their own telescope. An example is for the purpose of illustration, however not of limitation, shown in fora a steering column. The other two design examples are in the form of drive shafts shown for motor vehicles.

Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Ausdruck "mechanische Energie" kann gemäß seiner herkömmlichen Definition definiert werden, d.h., er bezieht sich auf eine !traft, die über eine Strecke wirkt. Ferner bezieht sich der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Ausdruck "periodische plastische Verformung" auf die Verformung eines in festem Aggregatzustand befindlichen Stoffes um eine Hysteresiskurve, wie in Figur 21 der genannten USA-Patentschrift 3 231 049 veranschaulicht. Außerdem sollen die Ausdrücke "gekrümmter Körper", "ringförmiger Körper" und "spiralförmiger Körper" jeden Körper umfassen, auf den eingewirkt werden kann, um eine periodische plastische Zugverformung und Druckverformung hervorzurufen.The term "mechanical energy" as used in the present specification can be defined according to its conventional definition, i.e. it refers to a force, which acts over a distance. Furthermore, the in the As used herein, the term "periodic plastic deformation" refers to the deformation of a solid Physical state of the substance around a hysteresis curve, as illustrated in Figure 21 of said U.S. Patent 3,231,049. In addition, the expressions "curved body", "annular body" and "spiral-shaped Body "includes any body that can be acted upon to undergo periodic plastic tensile deformation and compression deformation to evoke.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die für neuartig gehalten werden, sind besonders in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Die vorliegende Erfindung geht sowohl hinsichtlichThe features of the present invention believed to be novel are particularly set out in the appended claims set out. The present invention goes both in terms of

6802^446802 ^ 44

Ihrer Ausbildung als auch hinsichtlich ihrer Wirkungsweise srosamnen mit weiteren Zielen und Vorteilen an deutlichsten aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen hervor, in denen gleiche Bezugsseichen sich auf gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten beziehen·Their training as well as their mode of action srosamnen with further goals and advantages in the clearest way the following description in conjunction with the accompanying drawings, in which like references are used refer to like parts in the different views

In den Zeichnungen, in denen die Aueführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung veranschaulicht sind, sindIn the drawings in which the examples of the of the present invention

Figur 1 ein Diagramm, in dem die Beschleunigung gegenüber der Zeit dargestellt ist,Figure 1 is a diagram in which the acceleration versus the time is represented,

Figur 2 ein Diagramm, in dem ein dimensionsloser Hubwert gegenüber einem dimensionslosen Eingangebeschleunlgungeparameter dargestellt ist,FIG. 2 shows a diagram in which a dimensionless stroke value versus a dimensionless input acceleration parameter is shown

Figur 3 ein Diagramm, In dem ein dimensionsloser Eingangsbeschleunigungsparameter gegenüber der anfänglichen StoBgeschwindigkeit dargestellt ist,FIG. 3 shows a diagram in which a dimensionless input acceleration parameter compared to the initial impact velocity is shown

Figur h ein Diagramm, in dem der Hub gegenüber der Geschwindigkeit dargestellt 1st,Figure h shows a diagram in which the stroke is shown versus the speed,

Figi»r 5 ein Kräftediagrama, in des etwas schesatiseb eise Energieabsorbierungsvorrichtung geaäfi der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, wenn sie nichtaxialen Stussen unterworfen wird,Fig. 5 is a diagram of forces, in a somewhat schesatic manner Energy absorbing device according to the present invention is shown when subjected to non-axial shocks will,

Figur 6 eine Längsschnittansient eines Teiles einer Vorrichtung zur Absorbierung von Energie, die in Verbindung mit rohrförmigen Teleskopteilen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann,FIG. 6 shows a longitudinal sectional view of part of a device for absorbing energy in connection with tubular telescopic parts according to the present invention can be used,

Figur 7 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 7-7 in Figur 6,FIG. 7 along an enlarged partial cross-sectional view the line 7-7 in Figure 6,

Figur 8 eine der Figur 7 ähnliche Ansicht, in der ein Teil in erheblich vergrössertem Maßstäbe dargestellt ist, m bestirnte Ausbildungseinzelheiten deutlicher zu veranschaulichen,FIG. 8 is a view similar to FIG. 7, in which a part is shown on a considerably enlarged scale, m Illustrate training details more clearly,

Figur 9 eine vergrösserte Querschnitteansich' entlang der Linie 9-9 in Figur 6,FIG. 9 shows an enlarged cross-sectional view along the Line 9-9 in Figure 6,

Figur 10 eine vergrösserte Teilquerechnittsansicht entlang der Linie 10-10 in Figur 6,FIG. 10 along an enlarged partial cross-sectional view the line 10-10 in Figure 6,

Figur 11 eine Draufsicht mit hinweggebrochenen Teilen zur Darstellung der inneren Ausbildung einer Lenkungseinriehtung, in der die rohrförmigen Teile gem&B der vorliegenden Erfindung verwendet werden,Figure 11 is a plan view with parts broken away to show the internal form a Lenkungseinriehtung in which the tubular members gem & B of the present invention are used,

Figur 12 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 12-12 in Figur 11,FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view along FIG Line 12-12 in Figure 11,

Figur 13 eine vergrösserte Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 13-13 in Figur 12,FIG. 13 along an enlarged partial cross-sectional view the line 13-13 in Figure 12,

Figur 14 eine Ansicht von unten eines Kraftwagens, der eine Antriebswelle verwendet, die ein zweites AusführungsbeispieJ. der vorliegenden Erfindung darstellt,FIG. 14 is a bottom view of a motor vehicle employing a drive shaft incorporating a second embodiment. of the present invention represents

Figur 15 eine vergrösserte Querschnittanslcht entlang der Linie 15-15 in Figur 14,FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view along the Line 15-15 in Figure 14,

Figur l6 eine Querschnittsansietat entlang der Linie l6-l6 in Figur 15,FIG. 16 shows a cross-sectional view along the line 16-16 in Figure 15,

^ U ,4 £* ·■■£ ⁷I^ U, 4 £ * · ■■ £ ⁷ I

I * «II * «I.

- 7 τ- 7 τ

Figur 17 eine Teilquerechnittsaneicht, die der Figur ±6 ähnlich let und eine Antriebswelle zeigt» die eine dritte Aueführungsform der vorliegenden Erfindung bildet, undFIG. 17 is a partial cross- sectional view similar to FIG. 6 and showing a drive shaft which forms a third embodiment of the present invention, and FIG

Figur 18 eine vergrösserte Querschnittensicht eiitleng der Linie 18-18 in Figur 17.FIG. 18 shows an enlarged cross-sectional view of FIG Line 18-18 in Figure 17.

Es ist bekannt, daß bei dem Aufprall eines Kraftwagens auf einen ortsfesten Gegenstand der Kraftwagen eine gewisse Dämpfung des Stosses infolge der bleibenden Verformung der Stoßstange, des Kühlers, des Fahrgestells und dergleichen selbst dann hervorruft, wej η der Kraftwagen keine besondere Einrichtung zur Absorbierung von Energie aufweist. Wenn an der Verbindung zwischen der Lenksäule und f*em Rad ein Beschleunigungsmesser angebracht wird, beschreibt die während des Stosses geneaaene Beschleunigung voraussichtlich die Form einer HaisinuswcHe, die der in Figur 1 gezeigten ähnlich ist· Wenngleich es schwierig ist, die genaue Form der gezeigten Eingangsbeschleunigung genau zu beschreiben, scheint diese Art der Eingangsbeschleunigung zwei Parameter aufzuweisen. Diese sind die Spitzenbeschleunigung a und die Zeitdauer der BeschleunigungA t. Aus einer Analyse der zahlreichen auf dem Wasser und auf dem Land ausgeführten Versuche ergibt sich, daß die Halbeinuswellenform die Eingangsbeechleunigungskurve aufgrund der Zerstörung des Versuchskörpers während des Stosses darzustellen scheint. Wenn man annimmt, daß die Verformungsmechanik für den Kraftwagen ähnlich ist, kann «an eine mathematische Analyse der Erfordernisse für die Vorrichtung zur Absorbienng von Energie oder die Dämpfungsvorrichtung in Anwendung auf die Lenksäule des Kraftwagens aufstellen.It is known that when a motor vehicle hits a stationary object, the motor vehicle causes a certain amount of shock absorption due to permanent deformation of the bumper, radiator, chassis and the like, even if the motor vehicle does not have a special device for absorbing energy having. If f at the connection between the steering column and * em wheel, an accelerometer is provided which geneaaene during the impact acceleration expected describes the shape of a HaisinuswcHe, which is similar to that shown in Figure 1 · While it is difficult to control the precise shape of the input acceleration shown Describing exactly, this type of input acceleration appears to have two parameters. These are the peak acceleration a and the duration of the acceleration A t. From an analysis of the numerous tests carried out on the water and on land, it appears that the half-force waveform appears to represent the input acceleration curve due to the destruction of the test body during the impact. Assuming that the deformation mechanics for the motor vehicle are similar, a mathematical analysis of the requirements for the device for absorbing energy or the damping device as applied to the steering column of the motor vehicle can be made.

■?:■ ?:

In Figur i ist die Beschleunigungskurve einer Energieabsorbierungsvorrichtung der Halbsinuswelle überlagert, um die drei zusätzlichen Parameter zu veranschaulichen, die zur Beschreibung der mathematischen Charakteristiken der Vorrichtung erforderlich sind. Diese drei Parameter sind die folgenden: Bei der Zeit t. wird die Vorrichtung mit einem Beschleunigungswert a_ betätigt, der während der Eingangsbeschleunigung des Aufpralls auftritt. Die Vorrichtung wird solange mit dieser Beschleunigung betätigt, bis die Geschwindigkeit der Vorrichtung gleich Null ist, was in dem Zeitpunkt t_g der Fall ist.In Figure i, the acceleration curve of an energy absorbing device is superimposed on the half-sine wave to illustrate the three additional parameters required to describe the mathematical characteristics of the device. These three parameters are as follows: At time t. the device is actuated with an acceleration value a_ which occurs during the initial acceleration of the impact. The device is operated with this acceleration until the speed of the device is equal to zero, which is the case _{at time t g.}

Auf der Grundlage der in Figur 1 gezeigten Beschleunigungscharakteristiken kann eine Lösung für die Huberfordernisse d>r Esiergieabsorbierungsvorrichtung als eine Funktion von drei veränderlichen Großen entwickelt werden: Das Verhältnis der Beschleunigung der Vorrichtung zu der Spitzeneingangsbeschleunigung a /a ; ein dimensionsloses BeschleunigungsverhältnisOn the basis of the acceleration characteristics shown in FIG. 1, a solution for the stroke requirements d> r Esiergy absorbing device can be designed as a function of three variable magnitudes: The ratio of the Accelerating the device to the peak input acceleration a / a; a dimensionless acceleration ratio

SOSO

, wobei ν der ursprünglichen Stoßgeschwindigkeit ° , where ν is the original collision velocity °

/a/ a

SOSO

ο Λ tο Λ t

* ^Ψο ° i ^s * ^Ψ ο ° i ^s

entspricht; und ein dimensionsloser Hubparameter — ^s ) is equivalent to; and a dimensionless stroke parameter - ^s )

wobei β der Hub der energieabsorbierenden Vorrichtung ist. Der dimensionslose Hubparameter r- für die Vorrichtung ist in Figur 2 als Funktion der anderen beiden Parameter dargestellt. Die Prüfung der Ergebnisse dieser Figur zeigt, daß wenn von der durch die Verformung des Kraftwagens hervorgerufenen Dämp—where β is the stroke of the energy absorbing device. The dimensionless stroke parameter r- for the device is shown in Figure 2 as a function of the other two parameters. Examination of the results of this figure shows that if the damping caused by the deformation of the vehicle

fung Vorteile hergeleitet werden sollen, ein Wert a /a erzielt werden muß, der gleich oder größer als 0,5 ist. Venn ferner die Werte iür ' kleiner als i sind, kann es schwierig sein,If advantages are to be derived, a value a / a is achieved must be equal to or greater than 0.5. Venn also the Values i for 'are less than i, it can be difficult to

Nutzen aus der infolge der Verformung des Kraftwagens auftretenden Dämpfung zu ziehen, es sei denn, das Verhältnis &₈/a_o ist nahe an 1, was außerordentlich unpraktisch ist. Da die technische Bedeutung des Jöraaeters a_s/a_Q eich von selbst versteht, sind die einzigen Parameter, die einiger KlarstellungTake advantage of the damping resulting from the deformation of the motor vehicle unless the ratio & ₈ / a _o is close to 1, which is extremely impractical. Since the technical meaning of the Jöraaeter a _s / a _Q eich is self-evident, the only parameters that require some clarification

^ao A-t bedürfen, der Eingangsbeschleunigungsparameter ■ ^ι' ■■ und der ^a o At require the input ^{acceleration parameter ■ ι} '■■ and the

Hubparameter <g·■ . Der erste Parameter, der aus veränderlichen Größen besteht, die sur Bildung der Fingangsbeschleunigungskurve gemäß Figur i verwendet werden, kann durch die Anfangsstoßgeschwindigkeit v_Q und den Parameter bestimmt werden, der von dem Produkt der Spitzen-ⁿgⁿ-Kräfte, g , und der Strede α abhängt, die ein Maß der Anfangsgeschwindigkeit ν . A t ist, wan die Dauer der Eiiigangsbeschleunigung beschreibt. DieStroke parameter <g · ■. The first parameter, which consists of varying sizes sur formation of Fingangsbeschleunigungskurve be used i accordance with figure can be determined by the initial impact velocity v _Q and the parameter g ⁿ of the product of the peak ^n; forces, g, and Strede α depends, which is a measure of the initial speed ν. A t is what describes the duration of the initial acceleration. the

Characteristics of the acceleration parameter ■ ■ are in

T ^vo Figur 3 als Funktion der Anfangsstoßgeschwindigkeit ν und des Produktparameters g_ ·Δ_ dargestellt. Die Prüfung der Ergetnisse der Figur 3 zeigt, daß bei einer Stoßgeschwindigkeit von weniger als etwa 6 a/sec. und bei angemessenen Werten fürT ^v o Figure 3 shown as a function of the initial impact velocity ν and the product parameter g_ · Δ_. Examination of the results of FIG. 3 shows that at an impact speed of less than about 6 a / sec. and with reasonable values for

a .^ t g . die Werte für den Stoßbeschleunigungsparametera. ^ t g. the values for the impact acceleration parameter

größer als 1 sind.are greater than 1.

Bei Stoßgeechwindigkeiten von 12 bis 30 m/sec. müssen jedoch Werte für S₀ Ά _a erreicht werden, die größer als 100 sind, sonst werden die von der in Figur 2 gezeigten Hubverringerung aufgrund des Eingangsbeschleunigungsparanieters hergeleiteten Vorteile nicht verwirklicht. Physikalischer ausgedrückt muß bei einem Auftreten von einer Eingangsspitzenbeschleunigung von 100 g während eines Aufp^^Hs sie gesamte bleibende Verformung durch die Stoßstange, den Kühler, das Fahrgestell des Kraftwagens und die Leitphnke u.dgl. mindestens etwa 30 cm überschreiten und möglicherweise bei hohen Geschwindigkeiten größer als 1,5 m sein. Die Ergebnisse der Figur 3 zeigen deutlich, daß bei Stössen mit hohen Geschwindigkeiten (im Bereich zwischen 12 und 30 m/sec.) die Dämpfung des Stoßes für den Fahrer durch die Lenksäule durch zusätzliche Dämpfungsvorrichtungen, wie z.B. eine energieabsorbierende Stoßstange oder Leitplanke unterstützt werden kann, um die Höhe der Belastung und die Stoßstrecken des Fahrers so gering wie möglich zu halten.At impact speeds of 12 to 30 m / sec. However, values for S ₀ Ά _a which are greater than 100 must be achieved, otherwise the advantages derived from the stroke reduction shown in FIG. 2 due to the input acceleration comparison will not be achieved. In more physical terms, if an input peak acceleration of 100 g occurs during one lift, the total permanent deformation caused by the bumper, radiator, vehicle chassis and guide bar, etc. must exceed at least about 30 cm and possibly at high speeds be larger than 1.5 m. The results in FIG. 3 clearly show that in the case of impacts at high speeds (in the range between 12 and 30 m / sec.), The shock absorption for the driver by the steering column can be supported by additional damping devices, such as an energy-absorbing bumper or guardrail in order to keep the amount of load and the impact distances of the driver as low as possible.

Um die für die Lenksäule erforderliche eigentliche Hubstrecke aus dem Parameter s" gemäß Figur 2 zu bestimmen, ist in Figur 4 der Hubparameter ν o/2a als Funktion der Stoßgeechwindigkeit vo und verschiedener vorgeschriebener g-WerteIn order to determine the actual stroke distance required for the steering column from the parameter s ″ according to FIG in FIG. 4 the stroke parameter ν o / 2a as a function of the impact speed vo and various prescribed g-values

des in der Lenksäule angeordneten ringförmigen Dämpfungcigliedes dargestellt. Nachdem ein Wert für die dimensionslose Hubstrecke i, aus Figur 2 bestimmt worden ist, wird die für dasof the annular damping element arranged in the steering column shown. After a value for the dimensionless stroke distance i has been determined from FIG. 2, the value for the

s"
Dämpfungsglied erforderliche eigentliche Hubetrecke erhalten,s "
Obtain attenuator required actual stroke distance,

indem man den aus Figur 4 erhaltene» Wert für ν o/2a - derby using the "value for ν o / 2a" obtained from FIG

eine Funktion der Stoßgeschwindigkeit vo und der Betriebs-g-a function of the impact velocity vo and the operating g-

I₁ Kraft der Vorrichtung, g_ß, ist, mit s" multipliziert.I ₁ force of the device, g _ß , is multiplied by s ".

It is assumed that through appropriate training of the

i, Kraftwagens und/oder der Leitplanken der Wert s* "0,5 aus Figur 2 erhalten werden kann. Für eine Stoßgeschwindigkeit von 24 in/sec., die einer Geschwindigkeit von b6,4 km/h entspricht, und bei einem g-Wert der Euergieabsorbierungsvorrichtung oder Dämpfungsvorrichtung von 30, die ohne Schaden für den Fahrer gemäß den festgestellten Kriterien für das menschliche Aus— haltevermugen annehmbar ist (in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung), ist ein Huberfordernis von 3 χ 0,5 = 1,5 Fuß (0,45 ») für die Dämpfungsvorrichtung der Lenksäule erforderlich. Wenn der Wert von s" ⁼ 0,5 durch entsprechende Ausbildung des !Kraftwagens und/oder der Leitplanke nicht erhalten werden, würde ein Wert von s 0,9 verwirklicht werdeu, und infolgedessen würde die Dämpfungsvorrichtung der Lenksäule eine Hubstrecke von nahezu 0,91 m für dieselben Aufprallbedingungen erfordern. Es ist offensichtlich, daß, wenn eine Hubstrecke von 0,45 η in der Lenksäule praktisch durchführbar und Werte von 0,9 ai, motor vehicle and / or guardrails the value s * "0.5 can be obtained from Figure 2. For a collision speed of 24 in / sec., which corresponds to a speed of 6.4 km / h, and at a g- A value of 30 for the energy absorbing device or dampening device that is acceptable for human endurance according to the established criteria for human endurance without harm to the driver (in the forward and backward directions) is a stroke requirement of 3 0.5 = 1.5 feet (0 , 45 ») is required for the damping device of the steering column. If the value of s" ⁼ 0.5 is not obtained by appropriate design of the motor vehicle and / or the guardrail, a value of s 0.9 would be achieved, and consequently the damping device of the steering column require a lifting distance of almost 0.91 m for the same impact conditions. It is obvious that if a lifting distance of 0.45 η in the steering column is practically feasible and values of 0.9 a

oder mehr praktisch undurchführbar sind, die Verhinderung der Verletzung eines Fahrers bei verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit, nämlich bei 24 m/sec. oder 86,4 km/h für keine Lenksäulen-Dämpfungsanlage durchführbar ist, es sei denn, die Dämpfung des Stosses wird von anderen Dämpfungsquellen unterstützt. or more are practically impracticable to prevent the Injury to a driver at relatively high speed, namely at 24 m / sec. or 86.4 km / h for no steering column damping system is feasible unless the shock absorption is supported by other sources of absorption.

Eine derartige Dämpfungsquell© besteht in der Autobahn— Leitplanke, die in einem weiteren Vorschlag der Anmelderin (Patentanmeldung Az.: P 15 75 076.2 vom 16. Juni 1967) bei 10 gezeigt ist. Diese Leitplanke weist eine periodisch wirkende Energieabsorbierungselnrichtung 12 und eine Energietiber tragungs einrichtung 14 auf, wie sie in den Figuren 5 bis 10 der vorliegenden Anmeldung gezeigt sind.Such a source of attenuation © exists in the Autobahn— Guardrail, which in a further proposal by the applicant (patent application Az .: P 15 75 076.2 of June 16, 1967) at 10 is shown. This guardrail has a periodically acting energy absorbing device 12 and an energy converter carrying device 14, as shown in Figures 5 to 10 of the present application.

Die Energieübertragungseinrichtung 14 umfasst eine Stoßaufnahmeeinrichtung 16, ein inneres rohrfSrmiges Glied 18, ein erstes Verbindungemittel 20 und eine Halterung 22. Die Halterung 22 umfasst eine feste Stütze 24 und ein äusseres rohrförmiges Teil 34, das die periodisch wirkende Energieabsorbierungseinrichtung 12 in betrieblicher Zuordnung asu dem inneren rohrförmigen Teil 18 hält und die Ausrichtung des Teiles 18 auf die periodisch wirkende Energieabsorbierungeeinrichtung aufrechterhält. Die Halterung 22 weist ferner eine zweite Ver-The energy transfer device 14 includes a shock absorbing device 16, an inner tubular member 18 first connecting means 20 and a holder 22. The holder 22 comprises a fixed support 24 and an outer tubular one Part 34, which is the periodic energy absorbing device 12 holds in operational assignment asu the inner tubular part 18 and the orientation of the part 18 on the periodically acting energy absorption device maintains. The holder 22 also has a second connection

bindungseinrichtung 36 auf, mit der das äussere rohrförmige Teil 34 mit der Stütze 24 verbunden ist Das inere rohrförmige Teil 18, das äunsere rohrfönnige Teil 34 und die periodisch wirkende Energieabsorbierungseil, richtung 12 bilden eine Dämpfungsanordnung 42. binding device 36, with which the outer tubular Part 34 connected to the support 24 is the inner tubular Part 18, the outer tubular part 34 and the periodic Acting energy absorption cable, direction 12, form a damping arrangement 42.

Jede Dämpfungsanordnung 42 hat einen Hub vor .„wa 609,6 um von ihrer vollständig ausgefahrenen Stellung in ihre vollständig zusammengedrückte Stellung, in der sich das innere rohrförmige Teil 18 nahezu vollständig innerhalb des äueseren rohrförmigen Teiles 34 befindet. Die Dämpfungsanordnungen 42 absorbierer die Energie in einer veiter unten beschriebenen Weise dadurch, daß sie zusammengedrückt werden, wenn die Stoflaufnahmeeinrichtung 16 einen Stoß von einem Kraftwagen oder dergleichen aufnimmt Die Energieabeorbierungsfähgceit der Dämpfungseinrichtungen 42 ist derart, daß der Dämpfungshub eines besonderen Dämpfers beginnt, ohne daß dem Fahrer oder einem sonstigen Insassen des Kraftwagens ein wesentlicher Schaden zugefügt würde.Each damping arrangement 42 has a stroke in front of "wa 609.6 µm from its fully extended position to its fully compressed position in which the inner tubular member 18 is almost entirely within the outer tubular Part 34 is located. The damping assemblies 42 absorb the energy in a manner described further below in that they are compressed when the mass receiving device 16 absorbs a shock from a motor vehicle or the like. The energy absorption capacity of the damping devices 42 is such that the damping stroke of a particular damper begins without the driver or a substantial damage would be caused to other occupants of the vehicle.

Jedes Verbindungsmittel 36, 20 weist einen Augbolzen 44 mit einem mit Außengewinde versehenen Ende 46 und einem Buchsenende 48 auf. Das Buchsenende 48 weist eine Buchse 50, in der ein Kugelglied 52 durch eine Schrauben- und Mntteranordnung 54 (Figur 10) gelenkig angebracht ist, das der Verbindung mitEach connector 36, 20 includes an eyebolt 44 with an externally threaded end 46 and a socket end 48 on. The socket end 48 has a socket 50 in which a ball member 52 is secured by a screw and nut assembly 54 (Figure 10) is hinged to the connection with

einer zugeordneten Stütze 24 oder einer zugeordneten Stoßaufnahmeeinrichtung 16 dient. Wenn die Stoßaufnahmeeinrichtung die Stellung einnimmt, in der sie sich vor dem Stoß befindet, bilden die Dämpfungsvorrichtungen 42 einen Winkel von etwa mit der Stoßaufnähmevorrichtung l6. Die Gelenkigkeit der Verbindungsmittel 20, 36 und die Stellung der Stoßaufnahmeeinrichtung 16 vor dem Stoß gewährleisten, daß der Hub der Stoßaufnahmeeinrichtung 16 fast nur durch die Strecke eingeschränkt wird, die dem Durchmesser der Dämpfungsvorrichtungen 42 zugeordnet ist, und nicht durch ihre zusammengedruckte Länge. Ferner gewährleistet diese Anordnung, daß die Dämpfungseinrichtungen und die Verbindungsmittel 20, 36 unabhängig von dem Stoßwinkel intakt bleiben.an associated support 24 or an associated shock absorbing device 16 serves. When the shock absorption device is in the position in which it is before the shock, the damping devices 42 form an angle of approximately with the shock absorbing device l6. The flexibility of the connecting means 20, 36 and the position of the shock absorbing device 16 before the shock ensure that the stroke of the shock absorbing device 16 is restricted almost only by the distance assigned to the diameter of the damping devices 42 is, and not by its compressed length. This arrangement also ensures that the damping devices and the connecting means 20, 36 remain intact regardless of the joint angle.

Unter nunmehriger besonderer Bezugnahme auf Figur 5 sollte, wenn eine optimale Energieabsorbierung erzielt werden soll, die Kraft F des Stosses während der gesamten Hubstrecke des Dämpfen 42 eine konstante sein. Zu diesem Zweck muß die Kraft F desWith particular reference now to Figure 5, if optimum energy absorption is to be achieved, the force F of the impact during the entire stroke length of the damping 42 be a constant. For this purpose the force F des

Damper necessarily with the stroke with the change of

1
cos G zunehmen, wobei sich θ möglicherweise während des Hubes zwischen 45° und 75° ändern würde. Diese mit dem Hab zunehmende Kraft wird in weiter unten beschriebener Weise bei der Herstellung der Dämpfungseinrichtungen 42 vorgesehen. Da die Stoßaufnahmeeinrichtung l6 so ausgebildet ist, daß sie sicli während des Hubes der Dämpfungseinrichtung 42 nicht für 1
cos G increase, where θ would possibly change between 45 ° and 75 ° during the stroke. This force, which increases with the person, is provided in the manner described below during the manufacture of the damping devices 42. Since the shock absorbing device l6 is designed so that it sicli during the stroke of the damping device 42 not for

dauernd verformt, und da die Dämpfungseinrichtungen sowohl Bit Zug- als auch Druckhttben arbeiten, ist jeder Dämpfer unabhängig von dem Winkel der Stoßkraft betriebewirkean. Damit wird die Stoßkraft Über eine grösstutfgllche Fläche der Stoßauf nähme einrichtung 16 verteilt, und es ergibt sich daraus eine geringe Wahrscheinlichkeit, daß irgendeine der Däaipfungseinrichtungen zerstört wird.is constantly deformed, and since the damping devices operate in both bit pull and push mode, each damper is operative regardless of the angle of the impact force. The impact force is thus distributed over a large area of the impact absorbing device 16, and there is therefore a low probability that any of the damping devices will be destroyed.

Der Innendurchmesser des aussereη rohrförmigen Teiles 34 ist genügend grosser als der Außendurchmeseer des inneren rohrförmigen Teiles 18, so daß ein Ringraum oder eine Kammer 70 zwischen den Teilen 34 und 18 gebildet wird. Die periodisch wirkende Enorgieabsorbierungseiurichtung 12 ist in der llbamer 70 in betrieblicher Zuordnung zu dem Uusseren rohrförmigen Teil 34 und dem inneren rohrförmigen Teil 18 angeordnet, um durch periodische plastische Verformung und die Umkehr dieser Verformung auf die durch die EnergieUbertragungselnrichtung 14 auf sie übertragene mechanische Energie hin Energie zu absorbieren. Die periodisch wirkende Energieabsorblerungseinrichtung 12 umfasst einen Arbeitskäfig 72 und einen Staukäfig 73 und einen festen, nichtelaetomeren, in radialer Richtung nicht zusammengedrückten gekrümmten Körper in Form einer spiralförmigen Spule 74 mit einer Vielzahl von Windungen 76. Jede Windung 76 stellt einen gekrümmten Körper dar, der einer periodischen plastischen Zugverformung und Druckverformung durch die The inner diameter of the outer tubular part 34 is sufficiently larger than the outer diameter of the inner tubular part 18 so that an annular space or a chamber 70 between the parts 34 and 18 is formed. The periodically acting energy absorption device 12 is arranged in the chamber 70 in operational assignment to the outer tubular part 34 and the inner tubular part 18 in order to generate energy through periodic plastic deformation and the reversal of this deformation to the mechanical energy transferred to it by the energy transmission device 14 to absorb. The periodically acting energy absorption device 12 comprises a working cage 72 and a storage cage 73 and a solid, non-elastic, curved body in the form of a spiral coil 74 not compressed in the radial direction with a plurality of turns 76. Each turn 76 represents a curved body, which is one periodic plastic tensile deformation and compression deformation by the

Drehung jeder Windung 76 um ihre innere Achse unterworfen werden kann. Die periodisch wirkende Energieabsorbierungselnrich— tung 12 wird durch eine Haltekappe 80 daran gehindert, eich über das Ende 78 des rohrförmigen Teiles 18 hinauszubewegen. Die Haltekappe 80 weist eine Seitenwand 81 auf, die das Ende 78 des rohrförmigen Teiles 18 umgibt und an diesem durch geeignete Schweißstellen 82 befestigt ist, sowie eine Bodenwand 84, deren Funktion weiter unten beschrieben wird. Die Seitenwand 81 weist eine» oberen Rand 86 auf, an dem der Arbeitskäfig 72 angreifen kann, um zu verhindern, daß er an dem Ende 78 vorbeibewegt wird.Rotation of each turn 76 about its inner axis can be subjected. The periodically acting energy absorbing agent Device 12 is prevented by a retaining cap 80 from moving beyond the end 78 of the tubular part 18 calibration. The retaining cap 80 has a side wall 81 that forms the end 78 of the tubular part 18 surrounds and is attached to this by suitable welds 82, as well as a bottom wall 84, the function of which is described below. The side wall 81 has an »upper edge 86 on which the working cage 72 can engage in order to prevent it from being attached to the End 78 is moved past.

Der Arbeitskäfig 72 und der Staukäfig 73 weisen je ein d**8 innere rohrförmige Teil 18 umgebendes Band 88 und mittlere gekrümmte Körper 90 auf, die in länglichen Öffnungen 92 augeorduet sind, die in einem zugeordneten Band 88 vorgesehen sind.The working cage 72 and the storage cage 73 each have a d ** 8 inner tubular portion 18 surrounding band 88 and central curved body 90 which augeorduet in elongated openings 92 which are provided in an associated band 88.

Der Betrag der durch jede Dämpfungseinrichtung 42 absorbierten Energie hängt teilweise von der Anzahl der Windungen 76 ab, die während eines besonderen Hubes um ihre Innenachsen gedreht werden. Die Anzahl der Windungen 76, die gedreht werden, hängt davon ab, ob sie während eines besonderen Arbeitshubes in Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Teil und dem äusseren rohrförmigen Teil 34 gebracht werden oderThe amount absorbed by each attenuator 42 Energy depends in part on the number of turns 76 which are rotated around their inner axes during a special stroke. The number of turns 76 that will be rotated depends on whether it is in working engagement with the inner tubular member during a particular working stroke and the outer tubular part 34 or

nicht. Die Windungen 76 werden während eines Arbeitehubes in Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Teil 18 und dem äuseeren rohrförmigen Teil 34 gebracht, um die sich «it den Arbeitshub erhöhende Kraft zu erzeugen, wie es bei der Herstellung jeder Dämpfungseinrichtung 42 vorgesehen ist. Dies wird dadurch erreicht, daß man das innere rohrförmige Teil 18 von seinem Ende 78 zu seinem anderen Ende 94 hin um ein bestimmtes Maß konisch verjüngt ausbildet. Eine derartige konische Verjüngung des inneren rohrförmigen Teiles 18 bildet eine veränderliche Kammer 70, die eine Erhöhung der Kraft während des Arbeitsbubes zur Folge hat. Das Maß der konischen Verjüngung hängt von ά r Länge des inneren rohrförmigen Teiles 16, seinem Durchmesser und dem Durchmesner der Windungen 76 ab, wie es weiter unten ausführlich beschrieben wird.not. The turns 76 are in Working engagement with the inner tubular part 18 and the outer tubular part 34 around which it extends To generate working stroke increasing force, as is provided in the manufacture of each damping device 42. this will achieved in that the inner tubular member 18 from its end 78 to its other end 94 to a certain Measure conically tapered. Such a conical tapering of the inner tubular part 18 forms a variable one Chamber 70, which increases the force during the work boom. The amount of conical taper depends on the length of the inner tubular part 16, its diameter and the diameter of the turns 76, such as it is described in detail below.

Während ein«s besonderen Arbeitshubes absorbiert der Arbeitskäfig 72 aufgrund der Drehung der gekrümmten Körper 90 um ihre Innenachse nicht nur Energie, sondern er bewegt auch die Windungen 76 des spiralförmigen Körpers 74 in Arbeitseingriff mit dem äusserer rohrförmigen T^iI 34 durch Verschiebung der Windungen 76 an dem inneren rohrförmigen Teil 18 entlang in Richtung des Pfeiles 96. Eine bestimmte Anzahl von Windungen 76 befindet sich von Anfang an in Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Teil 18 und dem äusseren rohrförmigen Teil 34, so daß die periodisch wirkende Energieabsorbierungseinrich-The working cage absorbs during a special working stroke 72 due to the rotation of the curved body 90 about its inner axis not only energy, but it also moves the turns 76 of the spiral body 74 in working engagement with the outer tubular T ^ iI 34 by displacement of turns 76 along the inner tubular part 18 in the direction of arrow 96. A certain number of turns 76 is in working engagement with the inner tubular part 18 and the outer tubular part 34, so that the periodically acting energy absorption device

tung 12 bei Beginn des Aufprallstosses eine bestimmte Energiemenge absorbiert Um die Windungen 76 in Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Teil 18 und dem äusseren rohrförmigen Teil 34 zu bringen, müssen die Innenwand 98 des ausseren rohrförmigen Teiles 34 und die Außenwand 100 des inneren rohrförmigen Teiles 18 eine ausreichende Reibungskraft auf die Windungen 76 ausüben, um sie um ihre Innenachsen zu drehen. Aa Ende des Hubes kann die periodisch wirkende Energieabsorbierungseinricütung 12 zu dem Ende 78 des inneren rohrförmigen Teiles 16 durch die Ausfahrbewegung der zugeordneten Dampfungseinrichtung 42 zurückgebracht werden. Während dieser Ausfahrbewegung gewährleistet der Staukäfig 73» daß die Windungen 76 ordnungsgemäss aneinandergereiht bleiben.device 12 a certain amount of energy at the beginning of the impact absorbed around the turns 76 in working engagement with the inner tubular member 18 and the outer tubular To bring part 34, the inner wall 98 of the outer tubular Part 34 and the outer wall 100 of the inner tubular part 18 have a sufficient frictional force on the windings 76 exercise in order to rotate them around their inner axes. Aa The periodic energy absorbing device can end the stroke 12 to the end 78 of the inner tubular part 16 by the extension movement of the associated damping device 42 to be returned. During this extension movement, the storage cage 73 ensures that the windings 76 remain properly lined up.

Wenn eine besondere Dämpfungseinrichtung 42 vollständig ausgefahren ist, wird die periodisch wirkende Energieabsorbierungseinrichtung 12 durch eine Mutter 104 daran gehindert, aus dem offenen Ende 102 des rohrförmigen Teiles 34 auszutreten. Die Mutter 104 sitzt auf einest mit Außengewinde versehenen Ring 106, der an dem Ende 102 des rohrföniigen Teiles 34 durch geeignete Schweissungen 108 befestigt ist.When a special damping device 42 is fully extended is, the periodic energy absorbing device 12 is prevented by a nut 104 from the open end 102 of the tubular part 34 to exit. the Nut 104 sits on an externally threaded ring 106, which is attached to the end 102 of the tubular part 34 by suitable welds 108.

Obwohl für die verschiedenen Einzelteile jeder Dämpfungseinrichtung 42 eine Reihe von verschiedenen Parametern zur Although for the various individual parts of each damping device 42 a number of different parameters

Geltung kommt, können die folgenden Warte als veranschaulichendes Beispiel angegeben werden:The following points can be considered as illustrative Example are given:

Das innere rohrförmige Teil 18 kann ein hohler zylindrischer Körper aus wärraebehandeltem rostfreiem Stahl 17-7 PH «ein. Dieser Körper kann eine Wanddicke von 0,635 nm» wie es durch dieThe inner tubular member 18 may be a hollow cylindrical body of heat treated 17-7 PH stainless steel. This Can have a wall thickness of 0.635 nm »as it is through the body

Arrows 110 in Figure 8 is indicated, an effective length of

■ '9
304,8 mm und einen Außtindurchmeeser aufweisen, der an dem Ende 94 69,04 mm beträgt und sich mit einer ünderungsrate von 0,5 mm pro Meter in Richtung auf das Ende 78 zu einem kürzeren Durchmesser verjüngt.■ '9
304.8 mm and an outside diameter that is 69.04 mm at the end 94 and tapers toward the end 78 to a shorter diameter at a rate of change of 0.5 mm per meter.

Das ausser© rohrförmige Teil 34 kann ein hohler zylindrischer Körper aus wärmebehandeltem rostfreiem Stahl 17-7PH mit einer Wanddicke von 0,635 mm und einem Außendurchmesser von 72,21 mm sein.The outside tubular part 34 can be a hollow cylindrical one 17-7PH heat-treated stainless steel body with a wall thickness of 0.635 mm and an outside diameter of 72.21 mm be.

Die Ringkammer 70 hat zwischen dem äusseren rohrförmigen Teil 34 und dem inneren rohrförmigen Teil 18 an dem Ende 94 des inneren rohrförmigen Teiles 18 eine lichte Weite von etwa 0,94 mm mit einer entsprechenden Zunahme mit einer Änderungsrate von 0,5 mm pro Meter in Richtung auf das Ende 78 zu einer höchsten Zunahme von 0,381 mm.The annular chamber 70 has between the outer tubular Part 34 and the inner tubular part 18 at the end 94 of the inner tubular part 18 have a clearance of approximately 0.94 mm with a corresponding increase with a rate of change of 0.5 mm per meter towards the end 78 to one highest increase of 0.381 mm.

-Sl--Sl-

Die gekrümmten Körper 90 in den Käfigen 72 und 73 bestehen aus einem rostfreien Stahldraht 302 und haben je einen Durchmesser von etwa 1,18 mm und eine Länge von 22,098 mm. In Jedem der Käfige 72, 73 sind sechs derartige Körper vorgesehen, und zur Bewegung jedes Käfigs ist eine Kraft von etwa 81,646 kp erforderlich.The curved bodies 90 in the cages 72 and 73 exist made of a stainless steel wire 302 and each have a diameter of about 1.18 mm and a length of 22.098 mm. In each of the cages 72, 73 there are six such bodies and a force of about 81.646 kg is required to move each cage necessary.

Die spiralförmige Spule 74 besteht aus einem rostfreien Stahldraht 302 mit einem Durchmesser von etwa 1,143 Bim, und weist etwa 80 Windungen 76 auf. Es sind etwa 90,718 kp erforderlich um jede Windung um ihre innere Achse zu drehen. Da die lichte Weite der Ringkammer 70 eine höchste Zunahme von 0,038 aim hat und die gekrümmten Körper 90 einen um 0,038 mm grösseren Durchmesser als die Windungen 76 haben, stehen die Käfige 72, 73 stets in Arbeitseingriff an den rohrförmigen Teilen 18 und 34. Dadurch wird gewährleistet, daß die Käfige 72, 73 während des Arbeitshubes der Dämpfungseinrichtung 42 stets eine bewegende Kraft auf die Windungen 76 ausüben.The helical coil 74 is made from stainless steel wire 302 approximately 1.143 um in diameter, and has about 80 turns 76. It takes approximately 90,718 kg to rotate each turn around its inner axis. Since the clear width of the annular chamber 70 has a highest increase of 0.038 aim and the curved bodies 90 have a diameter that is 0.038 mm larger than the turns 76, the Cages 72, 73 always in working engagement with the tubular parts 18 and 34. This ensures that the cages 72, 73 always exert a moving force on the windings 76 during the working stroke of the damping device 42.

Das Verbindungsteil 20 ist an dein Ende 94 einer zugeordneten Dämpfungseinrichtung 42 mittels eines Stiftes 112 befestigt, der in dem offenen Ende 94 dee inneren rohrförmigen Teiles 18 durch geeignete Schweissungen 114 befestigt ist und eine mit Innengewinde versehene Bohrung II6 aufweist, die das mit Außengewinde versehene Ende 46 des Augbolzens 44 aufnimmt.The connecting part 20 is at its end 94 an associated The damping device 42 is fastened by means of a pin 112 which is inserted into the open end 94 of the inner tubular part 18 is fastened by suitable welds 114 and has an internally threaded bore II6 which is externally threaded provided end 46 of the eyebolt 44 receives.

Das Verbindungsteile 36 ist mit dem Ende 118 des ausβeren rohrförmigen Teiles 34 durch eine Abschlußkappe l£0 verbunden, die in dem offenen Ende 118 durch geeignete Schwel8Bungen 122 befestigt ist und eine mit Innengewinde versehene Bohrung 124 aufweist, die das mit Außengewinde versehene Lüde 46 des Augbolzens 44 aufnimmt. Ein Lufteinlaßventil 12f Ij in der Abschlußkappe 120 angebracht und dient der Einführung von Preßluft in das Innere des äusseren rohrförmigen Teiles 34 zur Ausübung einer gegen die geschlossene Bodenwand 84 der Abschlußkappe 80 gerichteten Kraft, die dazu dient, die Dämpfungseinrichtung 42 wieder auszufahren, wenn sie zuvor zusammengedrückt worden istThe connecting part 36 is with the end 118 of the outer tubular part 34 connected by an end cap l £ 0, in the open end 118 by means of suitable swellings 122 and has an internally threaded bore 124 which defines the externally threaded lug 46 of the eyebolt 44 records. An air inlet valve 12f Ij in the end cap 120 attached and is used to introduce compressed air into the interior of the outer tubular part 34 for exercise one against the closed bottom wall 84 of the end cap 80 directed force, which serves to extend the damping device 42 again if they were previously compressed has been

Ö802244Ö802244

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines energieabsorbierenden rohrförmigen Teleskopteile» mit der Fähigkeit zur übertragung von Drehmomenten wird nun Jim Zusammenhang mit den Figuren Ii bis 13 beschrieben, in denen eine Lenkungseinrichtung 146a eine Stoßaufnahmeeinrichtung l6d in Form eineν Lenkrades umfasst, das drehfest mit einem inneren rotorfttmigen Teil 16d verbunden ist, das teleskopartig in einem äusseren rohrförmigen Teil 34d sitzt, das eine Verechiebewelle 216 aufweist, die an dem Ende 218 des äusseren rohrförmigen Teiles befestigt ist. Die Verschiebewelle 2i6 ist den üblichen Lenkungszahnrädern (nicht gezeigt) betrieblich zugeordnet, die in einem Gehäuse untergebracht sind, das durch die gestrichelten Linien 220 gezeigt ist.A first embodiment of an energy-absorbing tubular telescopic parts »with the ability to transmit of torques Jim will now be related to Figures Ii to 13 described, in which a steering device 146a comprises a shock absorption device l6d in the form of a steering wheel, that rotatably with an inner rotor-shaped part 16d is connected, the telescopic in an outer tubular Part 34d sits, which has a Verechiebewelle 216, the is attached to the end 218 of the outer tubular member. The sliding shaft 2i6 is the usual steering gears (not shown) operationally assigned to be housed in a housing which is shown by the dashed lines 220.

Die Lenkungseinrichtung 146a umfasst ferner eine periodisch wirkende Energleabsorbierungseinrichtung 12d, die der oben beschriebenen periodisch wirkenden Energieabsorbierungseinrichttuqg 12 gleich sein kann, mit der Abweichung, daß eine bestimmte Anzahl von Windungen 76d mit kugelförmigen Teilen 222 versehen sein kann, die in rillenfureigen Kammern 224 angeordnet sind, um das innere rohrförmlge Teil 18d mit dem äusseren rohrförmigen Teil 14d dr^hfest zu verbinden und dabei die relative Hin— -■ und Hebewegung zwischen diesen beiden Teilen zu gestatten. Die rillenfö-rmigen Kammern 224 können durch in axialer Richtung verlaufende, gekrümmte Kanäle 226 gebildet "werden, 4Ie-In dem The steering device 146a further comprises a periodically acting energy absorption device 12d, that of the one described above periodically acting energy absorption device 12 may be the same, with the difference that a certain number of turns 76d are provided with spherical parts 222 which are arranged in grooved chambers 224, around the inner tubular part 18d with the outer tubular part Part 14d to be connected in a twist-proof manner and the relative backward - ■ and to allow lifting movement between these two parts. the Grooved chambers 224 can be formed by curved channels 226 running in the axial direction, FIG

;i«02244; i «02244

äueeeren rohrförmigen Teil 34d ausgebildet sind, sowie durch in den Inneren rohrförmigen Teil ISd auegebildete entsprechende Kanäle 228.outer tubular portion 34d are formed, as well as by in the inner tubular part ISd formed corresponding Channels 228.

Eine zweite Aueführungsform für ein energieabsorbierendes rohrförmiges Teleekopteil mit der Fähigkeit zur Übertragung von Drehmomenten wird nun in Verbindung mit den Figuren 14 bis 16 beschrieben , in denen ein Kraftwagen 230 ein Chassis 232 mit einem Rahmen 234, ein Hinterachsgehäuse 238, ein Differntial 240 und ein Getriebe 242 umfasst. Eine Antriebswellenanordnung 244 verbindet das Getriebe 242 alt den Differential 240 und umfasst ein inneres rohrförasiges Teil 18a, das teleskopartig in einem äusseren rohrförmigen Teil 34e sitzt.A second embodiment for an energy-absorbing one tubular telescopic part with the ability to transmit torques is now shown in connection with FIGS to 16 described, in which a motor vehicle 230 has a chassis 232 with a frame 234, a rear axle housing 238 Differential 240 and a gear 242 includes. A drive shaft assembly 244 connects the transmission 242 to the differential 240 and includes an inner tubular part 18a, telescopically in an outer tubular part 34e sits.

Die Antriebswelle 244 umfasst ferner eine periodisch wirkende Energieabsorbierungseinrichtung 12d, die der oben in Verbindung mit den Figuren 11 bis 13 beschriebenen periodisch wirkenden Energieabsorbierungseinrichtung gleich sein kann. Die periodisch wirkende Energieabeorbierungseinrichtunig 12d weist mindestens eine Windung 76d auf, die mit kugelförmigen Teilen 222 versehen ist, die in rillenförmlgen Kammern 246 angeordnet sind, um das innere rohrförmige Teil 18e drehfeet mit dem äusseren rohrförmigen Teil 34« zu verbinden und gleichzeltig die relative Bewegung In axialer Richtung bzw. die re-The drive shaft 244 further comprises a periodically acting energy absorbing device 12d, which is in connection with the above may be the same as the periodically acting energy absorbing device described in FIGS. 11 to 13. The periodically acting energy absorption device 12d has at least one turn 76d, which is provided with spherical parts 222, which are in groove-shaped chambers 246 are arranged to rotate about the inner tubular member 18e to be connected to the outer tubular part 34 ″ and at the same time the relative movement in the axial direction or the re-

08022440802244

lative Hin- und Herbewegung zwischen diesen beiden Teilen zu geetatten. Die rillenförmigen Kammern 246 können durch in axialer Richtung verlaufende, gekrümmte Kanäle 248 gebildet werden, die in dem äusseren rohrförmigen Teil 34e ausgebildet sind, sowie durch entsprechende Kanäle 250, die in den inneren rohrförmigen Teil 18e ausgebildet sind.to allow relative to-and-fro movement between these two parts. The groove-shaped chambers 246 can through in axially extending, curved channels 248 are formed, which are formed in the outer tubular part 34e and through corresponding channels 250 formed in the inner tubular portion 18e.

Vie es in den Figuren 17 und 18 gezeigt ist, kann eine Antriebswelle 244 a mit der Antriebswelle 44 identisch sein, mit der Abweichung, daß die kugelförmigen Teile 222 und die rillenförmigen Kammern 246 durch mehrere ebscherbare Teile 222a bzw. in Umfangsrichtung verlaufende Schlitze 246a ersetzt werden können.As shown in Figures 17 and 18, a drive shaft 244 a be identical to the drive shaft 44, with the deviation that the spherical parts 222 and the groove-shaped chambers 246 by several ebschbaren parts 222a or slots 246a extending in the circumferential direction can be replaced.

Die Antriebswelle 244a weist eine periodisch wirkende Energieabsorbierungseinrichtung 12f auf, die der periodisch wirkenden Energieabsorbierungseinrichtung 12d gleich sein kann, mit der Abweichung, daß die kugelförmigen Elemente 222 weggelassen sind, wodurch die Windungen 76f den in Verbindung mit den Figuren 7-8 beschriebenen Windungen 76 gleich sind.The drive shaft 244a has a periodically acting energy absorption device 12f, which may be the same as the periodically acting energy absorbing device 12d the deviation that the spherical elements 222 are omitted, whereby the windings 76f in connection with the figures 7-8 described turns 76 are the same.

Die abscherbaren Teilen 222a verbinden ein inneres rohr— förmiges Teil i8f drehfest mit einem äusseren rohrförmigen Teil 34f, lassen sich aber ohne weiteres abscheren, um eine relative axiale Bewegung bzw. Hin- und Herbewegung zwischenThe shearable parts 222a connect an inner tubular part i8f in a rotationally fixed manner with an outer tubular part Part 34f, but can easily be sheared off to allow relative axial movement or reciprocating movement between

diesen beiden Teilen zu gestatten. Jedes abscherbare Teil 222a kann in dem ihm zugeordneten Schlitz 246a durch eine Schweissung 108a an Ort und Stelle gehalten werdeu, die auch ein mit Außengewinde versehenes Teil 106a au dem äusseren rohrförmigen Teil 34f befestigt. Vier abscherbare Teile 222a können verwendet werden, und jedes Teil kann aus einem 50,8 mm χ 0,0508 mm großen Messingbeilageblech o. dgl. bestehen. Die Amessung von 50,8 ram wird in radialer Richtung angeordnet, so daß jedes Toil 222a unter normalen Drehmomentsbelastungen, die während der Drehung der Antriebswelle 244a auftreten, nicht abgeschert, wird. Die Abmessung von 0,0508 mm gestattet das Abscheren ohne unangemessene Erhöhung der Dämpfungski aft, wenn die Antriebswelle 244a einer axialen Belastung von ausreichender Größe unterworfen wird, um die periodische Wirkung der periodisch wirkenden Energieabsorbierungseinrichtung 12f auszulösen. to allow these two parts. Each shearable part 222a can in its associated slot 246a through a Weld 108a is held in place, that too an externally threaded portion 106a attached to the outer tubular portion 34f. Four shearable parts 222a can be used, and each part can consist of a 50.8mm 0.0508mm brass shim or the like. the A measurement of 50.8 ram is arranged in the radial direction, so that each Toil 222a under normal torque loads, occurring during rotation of the drive shaft 244a is not sheared. The dimension of 0.0508 mm allows this Shearing without an unreasonable increase in the damping force, if the drive shaft 244a is subjected to an axial load of sufficient magnitude to the periodic effect of the trigger periodically acting energy absorption device 12f.

Während die hier ausführlich gezeigten und beschriebenen besonderen rohrförmigen Teile in der Lage sind, die oben angegebenen Ziele zu erreichen und Vorteile zu bieten, sei darauf hingewiesen, daß sie nur der Veranschaulichung der gegenwärtig bevorzugten AusfUhrungsformen der Erfindung dienen, und daß die hier gezeigten Einzelheiten der Ausbildung oder Konstruktion nur durch den Rahmen der beigefügten Aaqprtiche begrenzt werden sollen, die einen Teil der vorliegenden Offen-While the particular tubular members shown and described in detail herein are capable of those noted above To achieve goals and to offer advantages, it should be noted that they are only illustrative of the present preferred embodiments of the invention are used, and that the details of the training or construction shown here are only limited by the scope of the attached Aaqprtiche which are part of the present disclosure

barung bilden.form bargaining.

Claims

PATENT LAWYERS LICHT ■:. il2, SSE 33 Munich, October 11, 1968 / De ARA, IXC. West Covina, Calif. West Garvey Avenue 2017 V. St. A. Utility Model Application "Energy absorbing, telescopic tubular members capable of transmitting torque." USER REQUIREMENTS

1. Energy-absorbing telescopic part with the ability to transmit torques, characterized by an inner one Part (18), which is telescopic in an outer part (34) with sufficient space to form an annular chamber (70) sits between the two parts, a periodic energy absorbing device (£), which is arranged in the chamber is to absorb energy that is applied to the periodically acting energy absorbing device by a relative

axial movement of the two parts (18, 34) is transmitted, wherein the periodically acting energy absorption device has means for absorbing energy by a plastic deformation and the reversal of the plastic deformation of the same parts, the plastic deformation by the transfer of mechanical energy from the parts ( ig _-> ■ ) caused uiu on the energieabsorbiexsade device, and M ₁ ttel (222, 246) which connects the parts (18, 34) to one another to prevent the relative rotation between them, without the relative axial movement between the two parts being significant to hinder.

2. Energy-absorbing part according to claim 1, characterized in that that further parts of the periodically acting energy absorption device at efoem determined in one direction effective operation of the parts (18, 34) are subjected to a periodic deformation, whereby the force necessary to move the parts required is gradually changed until it reaches a prescribed value, whereupon it is constant as the parts move further.

3. Energy-absorbing part according to claim 1, characterized in that that one part (18d) is an upper steering column part and the other part (34d) is a lower steering column part.

2244

4. Energy-absorbing part according to claim i, characterized characterized in that one part (18e) is connected to the transmission of a motor vehicle and the other part (34e) with the Differential of the motor vehicle is connected.

5 energy-absorbing part according to claim 1, characterized in that the periodically acting Energieabsorblezungseimichtung consists of a solid, non-elastomeric, in the radial direction not compressed, curved body, which can do its inner axis can be rotated by alternating plastic tensile deformation and plastic compression deformation of the same parts To absorb energy transferred to them through the parts (18, Jh) during each cycle.

6. Energy-absorbing part according to claim 1, characterized in that that the periodically acting energy absorbing device a working cage (72), a spiral-shaped cage (74) and a storage cage (73)

7. Energy-absorbing part according to claim 1, characterized in that that the annular chamber (70) has a variable width, and that the periodically acting energy absorbing device the mechanical energy is subjected to an extent that is controlled by the variable width of the chamber will.

-k--k-

8. Energieabsorbierendee part according to claims 1, characterized in that that the connecting means (222, 246, 250) each have at least one chamber (246 or 250) on each part (34e or 18e) and one substantially spherical part (222) which is arranged in the chambers.

9 · Energy-absorbing part according to claim 1, characterized ρ that the connecting means comprise at least one shearable part (22a) which the inner part (I8f) with the outer part (34f) connects.