DE19832114B4

DE19832114B4 - Pralldämpfer für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19832114B4
Application number: DE1998132114
Authority: DE
Inventors: Edgar Prottengeier; Guido Wey
Original assignee: Suspa Holding GmbH
Current assignee: Suspa Holding GmbH
Priority date: 1998-07-17
Filing date: 1998-07-17
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2018-07-18
Also published as: DE19832114A1

Abstract

Pralldämpfer (1; 1') für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeuges an dessen Chassis, umfassend
a) ein äußeres Tragrohr (2) mit einer Mittel-Längs-Achse (16) und einem Tragrohr-Einschub-Ende (7),
b) ein Deformations-Rohr (5; 5'), das in dem Tragrohr (2) koaxial zu dessen Achse (16) spielfrei zu diesem angeordnet und in einer Einschubrichtung (13) in dieses einschiebbar ist und das einen Außendurchmesser (D) und ein Deformations-Rohr-Einschub-Ende (8; 8') aufweist,
c) einen reversiblen Aufpralldämpfer (9; 9') mit
i) einem verschiebbaren, über das Tragrohr-Einschub-Ende (7) vorstehenden zylindrischen Gehäuse (10; 10') und
ii) einer in dem Gehäuse (10; 10') reversibel gedampft verschiebbar geführten Kolbenstange (17), welche mit dem Deformations-Rohr (5; 5') zumindest in Einschubrichtung (13) fest verbunden ist,
d) ein erstes Befestigungs-Element (3; 3'), das mit dem Tragrohr (2) verbunden ist, und ein zweites Befestigungs-Element (11), das mit dem vorstehenden Ende des Gehäuses (10; 10') verbunden ist, und...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pralidämpfer für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeuges an dessen Chassis, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 40 28 448 A1 (entsprechend US-PS 5,181,589 ) ist die Hintereinanderschaltung eines reversiblen Pralldämpfers mit einem irreversiblen Deformations-Dämpfer bekannt, wobei die Kolbenstange des reversiblen Pralldämpfers an ihrem freien Ende gegen eine Druckplatte anliegt, die wiederum gegen nach innen vorragende Längs-Sicken eines Rohres anliegt. Diese werden beim Durchschieben der Druckplatte nach außen verformt.
Aus der DE 93 10 036 U1 (entsprechend US-PS 5,427,214 ) ist die Kombination eines reversiblen Pralldämpfers mit einem irreversiblen Deformations-Dämpfer bekannt, wobei das Gehäuse des reversiblen Pralldämpfers in dem äußeren Trag- und Führungsrohr geführt ist. In Einschubrichtung hinter dem reversiblen Pralldämpfer ist ein verschiebbares Deformations-Rohr vorgesehen, das beim Hindurchschieben durch einen nach innen gerichteten Vorsprung des Trag- und Führungsrohres verformt wird und dadurch mechanische Energie in Wärme umwandelt. Nachteilig an dieser Konstruktion ist, daß das Deformations-Rohr lediglich über einen Teil der Länge des Trag- und Führungsrohres vorgesehen sein kann, da der verbleibende Teil zur Führung des Gehäuses des reversiblen Pralldämpfers benötigt wird.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Pralldämpfer der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß die Gesamtlänge des Pralldämpfers bei gleichbleibender Dämpfungswirkung möglichst gering ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, daß das freie Ende des Deformations-Rohres über das freie Ende des Tragrohres entgegen der Einschubrichtung hervorsteht und darin das Gehäuse des reversiblen Aufpralldämpfers verschiebbar geführt ist. Somit ist es nicht erforderlich, einen entsprechenden Abschnitt des Tragrohres zur Führung des Gehäuses vorzusehen, wodurch die Gesamtanordnung substantiell verkürzt werden kann.
Zahlreiche weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Pralldämpfer im Ausgangszustand im Längsschnitt gemäß eifem ersten Ausführungsbeispiel,
2 den Pralldämpfer gemäß 1 mit vollständig eingeschobener Kolbenstange im Längsschnitt,
3 den Pralldämpfer gemäß 1 mit teilweise verformtem Deformations-Rohr im Längsschnitt und
4 einen Pralldämpfer im Ausgangszustand im Längsschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Bei dem in den 1 bis 3 gezeigten Pralldämpfer 1, der eine erste Ausführungsform darstellt, handelt es sich um einen sowohl reversibel als auch irreversibel arbeitenden Dämpfer. Er weist ein kreiszylindrisches äußeres Tragrohr 2 auf, an dem ein Befestigungsflansch 3 angebracht ist, der mit Befestigungs-Öffnungen 4 versehen ist. Mittels dieses Befestigungsflansches 3 ist der Pralldämpfer 1 am Chassis eines Kraftfahrzeuges befestigbar. In dem Tragrohr 2 ist ein ebenfalls kreiszylindrisches, aus Stahl oder anderen geeigneten Materialien bestehendes Deformations-Rohr 5 angeordnet, dessen Außendurchmesser D etwa dem Innendurchmesser D' des Tragsrohres 2 entspricht, d. h. das Deformations-Rohr 5 sitzt weitgehend spielfrei aber nicht mit Preßpassung im Tragrohr 2. Ein Abschnitt 6 der axialen Länge I des Deformations-Rohres 5 ragt über das Tragrohr-Rohr-Einschub-Ende 7, das im folgenden als freies Ende 7 des Tragrohres 2 bezeichnet wird, heraus. Vorteilhaft ist das Vorsehen des Befestigungsflansches 3 im Bereich des freien Endes 7.
In dem Deformations-Rohr 5 ist ein über dessen Deformations-Rohr-Einschub-Ende 8, das im folgenden als freies Endes 8 bezeichnet wird, um die axiale Länge R hinausragender reversibler Aufpralldämpfer 9 vorgesehen, der beispielsweise in seinem Grundaufbau aus der DE 40 28 448 A (entsprechend US-PS 5,181,589 ) bekannt ist und in 2 genauer dargestellt ist. Ein solcher reversibler Aufpralldämpfer weist ein zylindrisches Gehäuse 10 auf, an dessen nach außen gerichtetem Ende ein rohrförmiges Befestigungs-Element 11 angebracht ist, durch das der Pralldämpfer 1 mit einem anderen Teil eines Kraftfahrzeuges, in der Regel mit einem Stoßfänger des Kraftfahrzeuges, verbindbar ist. Das Gehäuse 10 ist im Bereich des Abschnitts 6 über eine koaxial zwischen dem Gehäuse 10 und dem Deformations-Rohr 5 angeordnete Führungs-Hülse 12 verschiebbar geführt. Die Führungs-Hülse 12 ist aus Polyamid oder anderen geeigneten Materialien hergestellt. Es ist auch möglich, anstelle der Führungs-Hülse 12 eine Führung des Gehäuses 10 unmittelbar im Deformations-Rohr 5 vorzusehen. Die Festlegung des Gehäuses 10 auf Zug gegenüber dem Deformations-Rohr 5 und damit dem Tragrohr 2 entgegen einer Einschubrichtung 13 erfolgt mittels eines Befestigungs-Rings 14, der am in Einschubrichtung 13 liegenden Ende des Gehäuses 10 vorgesehen ist, und der entgegen der Einschubrichtung 13 auf der Führungs-Hülse 12 abgestützt ist. Diese ist wiederum an einer am freien Ende 8 vorgesehenen Umbördelung 15 des Deformation s-Rohres 5 entgegen der Einschubrichtung 13 abgestützt. Das Gehäuse 10 ist entlang einer dem Tragrohr 2 und dem Deformations-Rohr 5 gemeinsamen Mittel-Längs-Achse 16 in Einschubrichtung 13 im Deformations-Rohr 5 frei verschiebbar geführt. Am freien Ende einer Kolbenstange 17, des reversiblen Aufpralldämpfers 9 das zum Befestigungs-Ring 14 einen axialen Abstand K besitzt, ist eine Druckplatte 18 angebracht, die gegenüber dem Deformations-Rohr 5 abgestützt ist. Hierzu weist das Deformations-Rohr 5 eine zur Mittel-Längs-Achse 16 bin vorragende Sicke 19 mit einem entgegen der Einschubrichtung 13 weisenden Rand 20 auf, auf dem die Druckplatte 18 in Einschubrichtung 13 abgestützt ist. Es ist zur Verbindung der Druckplatte 18 mit dem Deformations-Rohr 5 ebenfalls möglich, eine auf dem Umfang der Druckplatte 18 verlaufende Nut vorzusehen. In diesem Fall greift eine am Deformations-Rohr 5 zur Achse 16 hin vorragende Sicke in die Nut ein und stellt auf die Weise eine formschlüssige Verbindung zwischen Deformations-Rohr 5 und Druckplatte 18 her. Der Aufpralldämpfer 9 weist im reversibel zusammengedrückten Zustand, der in 2 gezeigt ist, eine inkompressible Gesamtlänge L auf.
In Einschubrichtung 13 hinter der Sicke 19 ist eine Verformungs-Einrichtung 21 vorgesehen. Diese wird durch einen am Tragrohr 2 ausgebildeten, zur Mittel-Längs-Achse 16 hin vorragenden ringförmigen Vorsprung 22 gebildet, dessen kleinster Innendurchmesser d kleiner ist als der Außendurchmesser D des Deformations-Rohres 5. Der Vorsprung 22 weist eine sich in Einschubrichtung 13 zur Mittel-Längs-Achse 16 hin verjüngende Deformationsfläche 23 auf. Eine im Deformations-Rohr 5 ausgebildete Vertiefung 24 ist dem Vorsprung 22 angepaßt und liegt radial spielfrei gegen diesen an. Ein Verstärkungs-Ring 25 ist auf der Außenseite des Tragrohres 2 in dem Vorsprung 22 angeordnet und diesem im Querschnitt angepaßt. Das Tragrohr 2 und das Deformations-Rohr 5 weisen eine den Verstärkungs-Ring 22 an seinem in Einschubrichtung 13 hinten liegenden Ende teilweise überdeckende von der Mittel-Längs-Achse 16 weg gerichtete Umbördelung 26 auf, so daß das Deformations-Rohr 5 auf Zug entgegen der Einschub-richtung 13 gegenüber dem Tragrohr 2 abgestützt ist. Der genauere Aufbau der Verformungs-Einrichtung 21 ist in DE 93 10 036 U (entsprechend US 5,427,214 ) beschrieben. Dasselbe gilt für die Dimensionierung der Wandstärken des Tragrohres 2 und des Deformations-Rohres 5 sowie deren Materialwahl.
Bei einem Aufprall wird zuerst das Gehäuse 10 um maximal die axiale Länge K, die bei geeigneter Dimensionierung nur geringfügig kleiner als R ist, in Einschubrichtung 13 in das Deformations-Rohr 5 eingeschoben, wodurch die Kolbenstange 17 in das Gehäuse 10 hineingeschoben wird, da die Druckplatte 18 zu diesem Zeitpunkt relativ zum Tragrohr 2 festliegt. Die Verschiebung des Gehäuses 10 wird im wesentlichen durch den Abschnitt 6 des Deformations-Rohres 5 und die darin befindliche Führungs-Hülse 12 geführt. Bei diesem Vorgang wird Energie in Wärme umgewandelt. Sofern die gesamte Energie in Wärme umgewandelt worden ist, erfolgt hiernach bei entsprechender Entlastung eine Verschiebung des Gehäuses 10 entgegen der Einschubrichtung 13, bis der Ausgangszustand wieder hergestellt ist. Der Pralldämpfer 1 kann nun für einen weiteren Aufprall genutzt werden.
Wenn – ohne daß die gesamte aufzufangenden Energie in Wärme umgewandelt worden ist – die Kolbenstange 17 weitestmöglich in das Gehäuse 10 eingefahren ist, was in 2 dargestellt ist, wird das Deformations-Rohr 5 von der Druckplatte 18 in Einschubrichtung 13 durch die Verformungs-Einrichtung 21, also durch den Vorsprung 22 maximal um die axiale Länge R+I-K geschoben. Da der kleinste Innendurchmesser d des Vorsprungs 22 kleiner ist als der Außendurchmesser D des Deformations-Rohres 5, wird das Deformations-Rohr 5 beim Einschieben entsprechend der Einschubrichtung 13 in das Tragrohr 2 plastisch verformt. Während das Deformations-Rohr 5 beim Einschieben in Einschubrichtung 13 in das Tragrohr 2 erheblichen radialen Verformungskräften ausgesetzt wird, hat das Tragrohr 2 derartige Verformungskräfte in Richtung radial zur Mittel-Längs-Achse 16 nicht aufzunehrnen. Diese werden von dem Verstärkungsring 25 aufgenommen. Durch den irreversiblen Verformungsprozeß des Deformations-Rohres 5 wird mechanische Energie in Wärme umgewandelt. Sobald die Verformung des Deformations-Rohres 5 durch Einschieben des Deformations-Robres beginnt, wird der Abschnitt 6 des Deformations-Rohres 5 in gleichem Maße in das Tragrohr 2 eingeschoben wie das Gehäuse 10, so daß zu jedem Zeitpunkt eine stabile Führung des Gehäuses 10 sichergestellt ist, die auch große Quer-Stabilität besitzt. Der Verformungsprozeß ist beendet, wenn das Befestigungs-Element 11 das freie Ende 7 des Tragrohres 2 erreicht hat. Dieser Punkt ist in 3 dargestellt. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion muß die axiale Länge des Tragrohres 2 zwischen dem freien Ende 7 und dem Verstärkungs-Ring 25 nicht wesentlich länger als L sein und kann somit optimal ausgenutzt werden.
Eine zweite Ausführungsform ist in 4 gezeigt. Hinsichtlich der Beschreibung wird auf die erste Ausführungsform gemäß 1 bis 3 verwiesen. Im folgenden werden lediglich die Unterschiede beschrieben, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen und verschiedene, jedoch funktionell gleichwertige Teile mit einem apostrophierten Bezugszeichen versehen sind. Der Pralldämpfer 1' weist einen reversiblen Aufpralldämpfer 9' auf. Innerhalb des Gehäuses 10' ist ein Kolben 27 verschiebbar und im wesentlichen spielfrei gegenüber der Innenwand 28 des Gehäuses 10 verschiebbar geführt. Der Kolben 27 ist mit der aus dem Gehäuse 10 herausgeführten Kolbenstange 17 verbunden, welche durch eine Kolben-Führung 29 dichtend verschiebbar geführt ist. Die Kolben-Führung 29 ist in dem Gehäuse 10' angeordnet und mit diesem fest verbunden. Der Kolben 27 weist parallel zur Achse 16 verlaufende Bohrungen 30 auf, welche den Teil-Gehäuse-Raum 31, der zwischen dem Kolben 27 und dem geschlossenen Ende des Gehäuses 10' gebildet ist, mit dem Teil-Gehäuse-Raum 32, welcher zwischen dem Kolben 27 und der Kolben-Führung 29 gebildet ist, verbinden. Der Raum 31 ist mit einen unter Druck flüssigen Material gefüllt. Bei einem Aufprall füllt genügend großer Energie wird der Kolben 27 in den Raum 31 eingeschoben. Durch das Einschieben der Kolbenstange 17 wird das in den Räumen 31 und 32 zur Verfügung stehende Innenvolumen reduziert, wodurch der herrschende Druck erhöht wird. Durch die Drucker höhung wird das im Raum 31 befindliche Material verflüssigt und anschließend durch die Bohrungen 30 gepreßt. Die Energie des Aufpralls wird auf diese Weise in thermische Energie umgewandelt.
Das Gehäuse 10' weist eine Anschlagkante 33 auf, die entlang des Umfangs verlauft und durch eine Verjüngung des Außendurchmessers des Gehäuses 10' entgegen der Einschubrichtung 13 gebildet wird. Das Deformations-Rohr 5' weist einen Anschlag 34 auf, welcher durch eine Verjüngung des Innendurchmessers des Deformations-Rohres 5' entgegen der Einschubrichtung 13 gebildet wird und gegen den die Anschlagkante 33 entgegen der Einschubrichtung 13 abgestützt ist. Im Bereich des freien Endes 8' des Deformations-Rohres 5' ist eine Anschlag-Sicke 35 vorgesehen, deren Außendurchmesser größer ist als der Innendurchmesser des Tragrohrs 2 im Bereich des freien Endes 7.
Wenn auf das Befestigungs-Element 11 eine Kraft in Einschubrichtung 13 ausgeübt wird, wird zunächst das Gehäuse 10', welches in dem Deformations-Rohr 5' geführt ist, in Richtung der Einschubrichtung 13 verschoben, wodurch der Kolben 27 in den Teil-Gehäuse-Raum 31 gedämpft geschoben wird. Der gesamte Einschubvorgang ist beendet, wenn der Anschlag-Vorsprung 35 am freien Ende 7 in Anschlag kommt.

Claims

Pralldämpfer (1; 1') für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeuges an dessen Chassis, umfassend a) ein äußeres Tragrohr (2) mit einer Mittel-Längs-Achse (16) und einem Tragrohr-Einschub-Ende (7), b) ein Deformations-Rohr (5; 5'), das in dem Tragrohr (2) koaxial zu dessen Achse (16) spielfrei zu diesem angeordnet und in einer Einschubrichtung (13) in dieses einschiebbar ist und das einen Außendurchmesser (D) und ein Deformations-Rohr-Einschub-Ende (8; 8') aufweist, c) einen reversiblen Aufpralldämpfer (9; 9') mit i) einem verschiebbaren, über das Tragrohr-Einschub-Ende (7) vorstehenden zylindrischen Gehäuse (10; 10') und ii) einer in dem Gehäuse (10; 10') reversibel gedampft verschiebbar geführten Kolbenstange (17), welche mit dem Deformations-Rohr (5; 5') zumindest in Einschubrichtung (13) fest verbunden ist, d) ein erstes Befestigungs-Element (3; 3'), das mit dem Tragrohr (2) verbunden ist, und ein zweites Befestigungs-Element (11), das mit dem vorstehenden Ende des Gehäuses (10; 10') verbunden ist, und e) eine Verformungs-Einrichtung (21) zur Verformung des Deformations-Rohres (5; 5') bei einer Relativbewegung in Einschubrichtung (13) zwischen dem ersten Befestigungs-Element (3; 3') und dem zweiten Befestigungs-Element (11), dadurch gekennzeichnet, daß f) das Deformations-Rohr-Einschub-Ende (8; 8') mit einem Führungs-Abschnitt (6; 6') mit einer axialen Länge I über das Tragrohr- Einschub-Ende (7) entgegen der Einschubrichtung (13) hervorsteht und das Gehäuse (10; 10') in dem Führungs-Abschnitt (6; 6') verschiebbar geführt ist.
Pralldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) in dem Führungs-Abschnitt (6) über eine koaxial zwischen dem Gehäuse (10) und dem Deformations-Rohr (5) angeordnete Führungs-Hülse (12) geführt ist.
Pralldämpfer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10') im Führungs-Abschnitt (6') des Deformations-Rohres (5') geführt ist.
Pralldämpfer gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Befestigungs-Element (3; 3') am Tragrohr-Einschub-Ende (7) vorgesehen.
Pralldämpfer gemäß einen der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungs-Einrichtung (21) mit einem am Tragrohr (2) ausgebildeten, zur Achse (16) hin vorragenden verstärkten Vorsprung (22), dessen kleinster Innendurchmesser (d) kleiner ist als der Außendurchmesser (D) des Deformations-Rohres (5; 5'), vorgesehen ist.
Pralldämpfer gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärkungs-Ring (25), der auf der Außenseite des Tragrohres (2) in dem Vorsprung (22) angeordnet und diesem im Querschnitt angepaßt ist, vorgesehen ist.
Pralldämpfer gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragrohr (2) und das Deformations-Rohr (5; 5') eine den Verstärkungs-Ring (25) an seinem in Einschubrichtung (13) hinten liegenden Ende teilweise überdeckende von der Achse (16) weg gerichtete Umbördelung (26) aufweist.
Pralldämpfer gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformations-Rohr (5; 5') eine zur Achse (16) hin vorragende Sicke (19; 19') mit einem entgegen der Einschubrichtung (13) weisenden Rand (20; 20') aufweist, auf dem eine mit der Kolbenstange (17) endseitig verbundene Druckplatte (18) abgestützt ist.
Pralldämpfer gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Kolbenstange (17) endseitig verbundene Druckplatte (18) mit einer am äußeren Umfang verlaufenden Nut vorgesehen ist.
Pralldämpfer gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Deformations-Rohr (5; 5') eine zur Achse (16) hin vorragende Sicke vorgesehen ist, die in die Nut zur formschlüssigen Verbindung mit der Druckplatte (18) eingreift.