CH652359A5

CH652359A5 - Stossdaempfungsvorrichtung zur daempfung von aufprallstoessen fuer fahrzeuge sowie stossaufnahmeeinrichtung an einem fahrzeug mit derselben.

Info

Publication number: CH652359A5
Application number: CH7668/79A
Authority: CH
Inventors: Hajime Orima
Original assignee: Hajime Orima
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1978-12-20
Publication date: 1985-11-15
Also published as: NL181453C; NL7812401A; JPS5486140A; IT1108445B; WO1979000417A1; DE2857254C2; SU1055324A3; IT7869902A0; US4352514A; DE2857254T1; FR2415240A1; GB2036922B; CA1136655A; NL181453B; FR2415240B1; SE7906920L; GB2036922A

Description

Die Erfindung betrifft eine Stossdämpfungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Stossaufnahmeeinrichtung an einem Fahrzeug mit einer Stossdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1.

Bei bekannten Stossdämpfungsvorrichtungen für Auf-prallstösse bei Fahrzeugen wird die Stossenergie möglichst vollständig im Stossdämpfer umgewandelt, wobei der Stoss-dämpfer z.B. bleibend deformiert wird. Dabei wird die Auf-prallenergie in der Regel nicht an die Umgebung des den Stossdämpfer tragenden Fahrzeugs abgegeben. Das heisst der an einem Teil des Fahrzeugs aufgenommene Stoss kann gedämpft werden, die Stossenergie muss aber von einem anderen Teil des Fahrzeugs aufgenommen werden. Die bekannten Stossdämpfungsvorrichtungen können somit als In-nendämpfungstypen bezeichnet werden, da die Stossenergie im Fahrzeug verbleibt.

Demgegenüber gibt es Stossdämpfungsvorrichtungen, bei welchen die Aufprallenergie im wesentlichen nicht innerhalb der Vorrichtung umgewandelt wird, sondern an die Umgebung abgegeben wird. Man kann eine solche Vorrichtung als Aussendämpfungstyp bezeichnen. Aus der US-PS 3 797 872 ist eine Stossdämpfereinrichtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der vordere und hintere Stossstangen mit Kolben/Arbeitszylinderaggregaten auf beiden Seiten verbunden sind, wobei die zu einer Seite gehörenden Kolben/Zylinderaggregate untereinander verbunden sind. Schliesslich ist noch über T-Stücke eine Verbindung mit einem gemeinsamen, zentralen Druckregelgerät vorgesehen. Einwirkende Stösse ergeben eine Druckverteilung in den gesamten, das Druckmittel führenden Arbeitszylindern und Verbindungsleitungen, wobei bei einer Stosseinwirkung mit einer auswärtsgerichteten Bewegung der nicht betroffenen Stossstan-ge gerechnet wird.

Weitere Kraftfahrzeuge, deren vordere und hintere Stossstangen über stossdämpferähnliche Einrichtungen mit der Karosserie verbunden sind, lassen sich den japanischen Patentveröffentlichungen 51-49091 und 52-24294 als bekannt entnehmen, während die japanische Patentveröffentlichung 49-39138 einen als Kolben-Zylinderaggregat ausgebildeten einzelnen Stossdämpfer zeigt, bei dem das vom Kolben angetriebene Druckmittel über eine Drosselstrecke einen weiteren Kolben beaufschlagt, der mit dem Arbeitszylinder ein Gasvolumen einschliesst. Die japanische Patentveröffentlichung 49-40948 zeigt ebenfalls eine Stossdämpfungsvorrichtung.

Aus der US-PS 3 097 725 ist der Aufbau einer in sich geschlossenen Stossdämpfereinrichtung nach Art eines Kolben/Zylinderaggregats bekannt, die paarig Stossstangen von Autos zugeordnet werden kann und rückwärtig eine Art Düse aufweist. Aus dieser tritt zum Zwecke der Energieabsorption Dämpfungsmedium aus, nachdem eine nach innen gerichtete Spitze der Düse einen dünnwandigen, das Dämpfungsmedium enthaltenden Behälter durchstossen hat.

Schliesslich lässt sich dem DE-GM 7 321 686 der Aufbau einer für sich gesehen bekannten Platzmembrane entnehmen, bei der zwischen zwei zusammenmontierten Tragringen eine ebene Platzfolie als Druckentlastungselement eingespannt ist. Die Platzfolie kann Sollbruchstellen in Form von Materialverdünnungen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Kraftfahrzeuge verwendbare, eine Stosseinwirkung absorbierende Einrichtung zu schaffen, die lediglich dann anspricht, wenn der einwirkende Stoss eine gegebene Belastungsschwelle überschreitet, wobei sich hierdurch ergebende Überbeanspruchungen abgebaut werden.

Dieses Ziel wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

Ferner ist es ein Ziel der Erfindung eine Stossaufnahmeeinrichtung an einem Fahrzeug zu schaffen, bei welcher die Stossenergie ausserhalb der Fahrzeugzelle aufgenommen und an die Umgebung abgegeben wird. Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 2 erreicht.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der beiliegenden Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine prinzipielle Anordnung einer Stossdämpfungsvorrichtung gemäss der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Autos, das mit der in Fig. 1 gezeigten Stossdämpfungsvorrichtung ausgerüstet ist.

Fig. 1 zeigt das Prinzip einer Stossdämpfungsvorrichtung gemäss der Erfindung, die ein Paar Behälter 1A und 1B aufweist. Die Behälter 1A und 1B sind als zylindrische Verschlussbehälter ausgebildet, in denen Gas, Flüssigkeit oder eine Mischung von Gas und Flüssigkeit aufbewahrt ist. Die in den Behältern 1A, 1B zu bewahrende Flüssigkeit ist vorzugsweise eine nicht brennbare Flüssigkeit, wenn die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung in einem Fahrzeug verwendet wird. Die Behälter 1A und 1B sind mittels eines verschlossenen Durchgangs 5 verbunden, in dem eine Trennwand 7 angeordnet ist. Die Trennwand 7 besteht z.B. aus einer Kunststoffplatte und wird durchbrochen, wenn ein einen vorbestimmten Wert übersteigender Flüssigkeitsdruck an die Trennwand angelegt wird. Das heisst, dass die Behälter 1A und 1B gewöhnlich voneinander durch die Trennwand getrennt sind und nur dann miteinander verbunden werden, wenn die Wand 7 durchbrochen ist. Die Behälter 1A und 1B weisen zylindrische Teile 2A und 2B auf, in denen Kolben 3A und 3B verschiebbar angeordnet und mittels Kolbendichtringen (nicht gezeigt) oder anderer Dichtungsteile jeweils flüssigkeitsdicht verschlossen sind. Die äusseren Enden der Kolben 3A und 3B verlaufen ausserhalb der jeweiligen zylindrischen Teile 2A und 2B. Die Kolben 3A und 3B können frei beweglich sein, wenn keine äusseren Kräfte auf die Kolben wirken.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

652 359

Entsprechend der oben erwähnten Ausbildung, wenn eine Schlagkraft oder Aufprall am äusseren Ende z.B. des Kolbens 3B einen bestimmten Wert übersteigt, wird die Flüssigkeit im Behälter 1B so zusammengedrückt, dass die Druckkräfte den Durchbruch der Trennwand 7 verursachen. In Folge dessen wird die Druckkraft der Flüssigkeit im Behälter 1B an die Flüssigkeit im Behälter 1A übertragen, so dass der Kolben 3A nach aussen bewegt wird. Im Prinzip wird die Verschiebung des Kolbens 3B nach innen der Verschiebung des Kolbens 3A nach aussen entsprechen. Es ist einfach zu verstehen, dass der oben beschriebene Ablauf auf den Fall angewendet werden kann, in dem der Kolben 3A einer Schlagkraft ausgesetzt wird, mit der Ausnahme, dass der Ablauf in umgekehrter Richtung verläuft.

Gemäss der Erfindung, weil nur die Wand 7 durchbrochen ist, wenn die Vorrichtung einem Aufprall ausgesetzt worden ist, kann die Vorrichtung nach dem Auswechseln der Trennwand 7 wieder verwendet werden. Es ist auch möglich, den Durchgang 5 zum Auswechseln der Wand 7 in entsprechender Richtung auszubauen oder zu überbrücken.

Der Durchgang 5 ist als ein durchflussbegrenzter Durchlass ausgebildet, so dass der an einen der Kolben wirkende Aufprall nicht direkt auf den anderen Kolben übertragen wird und die Dämpfungswirkung erhöht wird. Der Durchmesser des Durchgangs, d.h. der Grad der Strömungshemmung, ist von der Grösse der Behälter 1A und 1B abhängig. Es ist nicht ratsam den Durchmesser des Durchgangs 5 und den der Behälter 1A, 1B gleich zu machen, weil solche Anordnung bedeutet, dass die Aufprallkraft direkt von einem Kolben auf den anderen übertragen wird.

Es ist auch möglich, dass die Behälter 1A und 1B Gas und Flüssigkeit beinhalten, um die Dämpfungswirkung der Vorrichtung zu erhöhen. In diesem Fall kann der Aufprall über den aus zwei Arten von Flüssigkeiten bestehenden Weg übertragen werden, d.h., Kolben-Flüssigkeit-Gas-Flüssigkeit-Gas-Kolben oder Kolben-Flüssigkeit-Gas-Flüssig-keit-Gas-Flüssigkeit-Kolben, anstatt über einen aus einer Flüssigkeit bestehenden Weg, das heisst, Kolben-Flüssigkeit-Flüssigkeit-Kolben.

Im weiteren kann die erfindungsgemässe Stossdämpfungsvorrichtung durch Anpassung der Form und/oder der Länge der zylindrischen Teile 2A, 2B in gewünschten Stellungen montiert werden, d.h., z.B. durch Verbiegung der zylindrischen Teile 2A, 2B.

Zusätzlich dient die Vorrichtung als eine elastische Federungsvorrichtung, die einer Vorrichtung aus Federn entspricht, wenn kein äusserer Aufprall oder Schlag vorkommt, oder wenn die äussere Kraft einen kleineren als den zum Durchbruch der Wand 7 vorbestimmten Wert aufweist, weil die Kolben 3A und 3B frei bewegbar sind.

Gemäss der Erfindung, weil die Aufprallenergie in der Vorrichtung nicht absorbiert oder gespeichert wird, sondern ausserhalb der Vorrichtung entladen wird, bleibt bei einem Fahrzeug oder demgleichen die Fahrzeugkarosserie bis zu einem bestimmten Grad von dem Aufprall verschont.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Autos, das mit einer Stossaufnahmeeinrichtung mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ausgerüstet ist. So wie in Fig. 2, kann ein Paar Stossdämpfungsvorrichtungen an beiden Seiten eines Autos parallel angeordnet werden. Es ist aber auch als Alternative möglich, in der Mitte des Autos 10 eine einzige Stossdämpfungsvorrichtung vorzusehen. Die Stossdämpfungsvorrichtung oder Vorrichtungen kann bzw. können z.B. unter dem Boden des Autos angebracht werden. Die Kolben 3A und 3B sind an ihren äusseren Enden mit Stangen 11A und IIB versehen, die sich im wesentlichen in Kolbenrichtung erstrecken und jeweils an ein Frontteil 17 und Heckteil 15 der Autokarosserie angeschlossen sind. Das Front- und das

Heckteil 17 und 15 müssen jeweils einzeln entworfen und getrennt von der eigentlichen Fahrzeugkarosserie 10 sein. Die Oberflächen des vorderen und hinteren Teils 17 und 15 sind im weiteren gegenüber der Oberfläche der Karosserie 10 abgestuft, damit sich das vordere und das hintere Teil 17 und 15 jeweils unter die Karosserie 10 oder über die Karosserie bewegen können. Dazu müssen Räume oder Lücken zwischen dem vorderen und dem hinteren Teil und der Karosserie vorgesehen werden, welche Räume oder Lücken dem Betrag der Verschiebung des vorderen und hinteren Teil, d.h., der Verschiebung der Kolben 3A und 3B, entsprechen. Zur Anordnung dieser Räume oder Lücken können z. B. der Motorraum im hinteren Teil des Autos entsprechend den Räumen oder Lücken vergrössert werden. Die Vergrösserung würde natürlich bewirken, dass die volle Länge des Autos grösser wird.

Bei der oben beschriebenen Ausführung, wenn z. B. das Auto von hinten angefahren und das hintere Teil 15 dem Aufprall ausgesetzt wird, wird das hintere Teil 15 unter oder über die Karosserie 10 bewegt oder verschoben und wird gleichzeitig die Stange IIB und dementsprechend den Kolben 3B in die gleiche Richtung stossen. In Folge dessen wird das vordere Teil 17 um einen der Verschiebung des hinteren Teils 15 entsprechenden Betrag aus der Karosserie geschleudert, um den Aufprall ausserhalb des Autos zu entladen. Der Vorteil ist, dass die Aufprallkräfte keine Wirkung auf die Karosserie 10 haben, und dass die im Auto befindlichen Personen sicher vor dem Aufprall des Zusammenstosses und daraus sich ergebenden Verletzungen geschützt werden können. Wenn das vordere Teil 17 dem Zusammenstoss ausgesetzt wird, wird das hintere Teil 15 ähnlich aus der Karosserie 10 geschleudert, so dass der Zusammenstoss keine Wirkung auf die Karosserie 10 selber hat. Dazu, weil auch andere Autos, mit denen das Auto zusammenstösst, dem gedämpften Aufprall ausgesetzt sind, ist es sehr vorteilhaft, die Stossdämpfungsvorrichtung gemäss der Erfindung in Kraftfahrzeugen einzubauen.

Die Erfindung ist nicht auf eine Stossaufnahmeeinrichtung bei Kraftfahrzeugen eingeschränkt, denn sie kann auch als Sicherheitsvorrichtung bei anderen Transportmitteln wie Flugzeugen, Schiffen, Eisenbahnwagen oder dergleichen verwendet werden. Es ist wichtig, dass die vorderen und hinteren Teile der Transportmittel oder ihre Teile getrennt vom Gehäuse des Transportmittels angeordnet werden, und dass die getrennten, vorderen und hinteren Teile mit dem Gehäuse so verbunden werden, dass jeweils zwischen den hinteren und vorderen Teilen und dem Gehäuse genügend lange Verschiebungswege vorgesehen sind, um die Verschiebung der hinteren und der vorderen Teile um einen der Verschiebung der Kolben entsprechenden Betrag zu ermöglichen. Die äusseren Enden der Kolben sind jeweils an die vorderen und hinteren Teile des Transportmittels angeschlossen.

Wenn die die Verschiebungswege ergebenden Abstände ein unerwünschtes Aussehen des Transportmittels bewirken, so können sie innerhalb des Transportmittels, wie in Fig. 2 gezeigt, angeordnet werden, so dass die Wege von aussen unsichtbar sind. Die vorderen und die hinteren Teile sind bezüglich des Gehäuses des Transportmittels leicht abgestuft, damit diese zwei Teile unter oder über das Gehäuse bewegt oder verschoben werden können. In diesem Fall haben die Verschiebungswege keinen wesentlichen Einfluss auf das Aussehen eines konventionellen Transportmittels.

Es ist auch möglich, im allgemeinen kugelförmig ausgebildete Flüssigkeitsbehälter 1A und 1B zu entwerfen, die mit einer Mehrzahl in alle Richtungen herausragenden Kolben versehen sind, um ein Transportmittel vor den Zusammen-stössen aus allen Richtungen zu schützen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims

652 359 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Stossdämpfungsvorrichtung zur Dämpfung von Auf-prallstössen für Fahrzeuge, insbesondere Automobile, gekennzeichnet durch ein Paar über einen durchflussbegren-zenden Durchlass (5) verbundener Fluidbehälter (1A, 1B), wobei jeder der Fluidbehälter (1A, 1B) einen zu dem jeweiligen Fluidbehälter verschiebbar und fluiddicht angeordneten Kolben (3A, 3B) aufweist, wobei ein Ende jedes Kolbens (3A, 3B) aus dem jeweiligen Fluidbehälter (1A, 1B) herausragt, und durch eine Trennwand (7), die im durchlassbegrenzenden Durchlass (5) angeordnet ist und durchbrochen werden kann, wenn ein einen vorbestimmten Wert übersteigender Fluiddruck auf die Trennwand (7) einwirkt, wobei, wenn ein Stoss auf das äussere Ende eines der Kolben (3A, 3B) aufgebracht wird, der Kompressionsdruck des Fluids im entsprechenden Fluidbehälter den Bruch der Trennwand (7) verursacht und den Kolben des anderen Fluidbehälters nach aussen bewegt, um mindestens einen Teil des Stosses vom einen Ende der Vorrichtung zum anderen zu übertragen.

2. Stossaufnahmeeinrichtung an einem Fahrzeug mit einer Stossdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein in vorbestimmtem Abstand und verschiebbar zum Fahrzeug (10) angeordneter Frontteil (17) der Einrichtung mit dem Ende des einen Kolbens (3A) der im Fahrzeug (10) angeordneten Stossdämpfungsvorrichtung und ein im vorbestimmten Abstand und verschiebbar zum Fahrzeug (10) angeordneter Heckteil (15) der Einrichtung mit dem anderen Kolben (3B) der Vorrichtung verbunden ist.