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Die
Erfindung betrifft eine Pralldämpferanordnung
für ein
Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Derartige
Pralldämpferanordnungen
werden in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um die bei einer Kollision
einwirkende Aufprallenergie zumindest teilweise in Verformungsarbeit
umzuwandeln. Damit werden Beschädigungen
am Kraftfahrzeugaufbau, beispielsweise an Längsträgern, minimiert bzw. bei geringen Geschwindigkeiten
sogar ganz vermieden. Die bei Kollision auftretenden Beschädigung und
Verformungen am Fahrzeug werden so verringert, wodurch zum einen
die Sicherheit für
die Fahrzeuginsassen durch den Erhalt der Fahrgastzelle erhöht wird,
als auch zum anderen die Kosten für die Instandsetzung gering
gehalten werden können.
Dies führt
zu einer verbesserten Einstufung der Versicherer in die Typschadenklasse.
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Eine
gattungsgemäße Pralldämpferanordnung
für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers an
einem Kraftfahrzeugaufbau ist beispielsweise aus der
DE 199 10 978 A1 oder der
DE 102 06 011 A1 bekannt.
Diese Ausführungen
weisen jeweils ein in einem Außenrohr
verschiebbar angeordnetes Innenrohr auf, wobei beide Rohre über eine
in etwa parallel zueinander ausgerichtete Verjüngung verfügen und die Verjüngung des Innenrohres
von der Verjüngung
des Außenrohres umschlossen
ist. Zumindest eines der beiden Rohre wird bei einer Verschiebung
mittels der Verjüngung der
beiden Rohre verformt. Die bekannten Anordnungen weisen ein zusätzliches,
verformbares Versteifungselement auf.
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Beiden
Lösungen
ist jedoch gemein, dass das Innenrohr als lang gestrecktes Bauteil
ausgeführt ist.
Damit ergibt sich jedoch bei Querkräften, wie sie bei einem schräg zur axialen
Längsachse
des Innenrohres einwirkenden Aufprall entstehen, eine geringe Widerstandskraft
des Innenrohres, sodass dieses im Falle eines Unfalls dazu neigt
sich seitwärts
zu verformen. Damit ist jedoch die Funktion des Ineinanderschiebens von
Innen- und Außenrohr,
wie es für
eine Energieabsorption bei einem Unfall erforderlich wäre, nicht
mehr zuverlässig
gegeben.
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Die
AT 402 186 B offenbart
ferner eine Pralldämpferanordnung
mit zwei relativ zueinander verschiebbaren Rohren, dabei ist ein
Innenrohr innerhalb eines Außenrohres
angeordnet. Das Innenrohr und das Außenrohr weisen jeweils eine
kegelstumpfartige Verjüngung
auf, wobei die kegelstumpfartige Verjüngung des Außenrohres
die kegelstumpfartige Verjüngung
des Innenrohres umschließt und
die Wandungen des Innenrohres und des Außenrohres im Bereich der kegelstumpfartigen
Verjüngung
in etwa parallel verlaufen. Bei einer Fahrzeugkollision wird dabei
das Innenrohr in das Außenrohr hinein
verschoben und verformt, derart, dass der Außendurchmesser des Innenrohres
sich verkleinert. Die Aufprallenergie wird auf diese Weise in Verformungsarbeit
umgewandelt. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass bei seitlich
erfolgenden Aufprall, insbesondere die Innenrohre dazu neigen abzuknicken
oder zu blockieren, so dass keine wirkungsvolle Umformarbeit mehr
stattfindet und die Aufprallenergie unmittelbar zu einer Verformung
des Fahrzeugaufbaus und damit zu erheblichen Beschädigungen am
Fahrzeugaufbau und damit zu einem Verlust der Sicherheit und zu
erhöhten
Instandsetzungskosten führt.
In Hinblick auf neuere Richtlinien zur Einstufung der Typschadenklasse
wirkt sich dieses Verhalten äußert negativ
aus.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Pralldämpferanordnung mit zwei ineinander
verschiebbar angeordneten Rohren zu schaffen, die eine erhöhte Seitenstabilität gewährleistet,
so dass auch bei einem schrägen
Fahrzeugaufprall eine hinreichende Umformarbeit erfolgen kann, so
dass die Folgen des Fahrzeugaufpralles, insbesondere die Instandsetzungskosten
und die Verformung des Fahrzeugaufbaus verringert werden.
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Die
Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs
gelöst.
Vorteilhafte Aus- beziehungsweise Weiterbildungen der Erfindung
sind durch die Unteransprüche
gegeben.
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Eine
Pralldämpferanordnung
für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers an
einem Kraftfahrzeugaufbau, weist ein in einem Außenrohr verschiebbar angeordnetes
Innenrohr auf, wobei des Weiteren beide Rohre eine in etwa parallel
zueinander ausgerichtete Verjüngung aufweisen.
Die Verjüngung
des Innenrohres wird dabei von der Verjüngung des Außenrohres
umschlossen, wobei zumindest eines der beiden Rohre während der
Verschiebung mittels der Verjüngung
verformbar ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass
diese Pralldämpferanordnung
ein zusätzliches verformbares
Versteifungselement aufweist und das zusätzliche Versteifungselement
zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr angeordnet ist, wobei das
Versteifungselement einerseits mit dem Innenrohr und andererseits
mit dem Außenrohr
mittelbar oder unmittelbar verbunden wird.
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Die
bei einem Schrägaufprall
wirkenden Seitenkräfte
werden von dem zusätzlichen
Versteifungselement aufgenommen, so dass das Versteifungselement
ein seitliches Wegknicken oder Verbiegen des Innenrohres oder des
Außenrohres
verhindert. Dadurch wird eine Blockade der Verschiebung von dem Innenrohr
relativ zu dem Außenrohr
vermieden, so dass auch bei einem schrägen Fahrzeugaufprall die Verschiebung
von dem Innenrohr relativ zum Außenrohr stattfinden kann und
die Aufprallenergie in Verformungsarbeit umgewandelt wird. Das Versteifungselement
selbst verformt sich während
der Verschiebung des Innenrohres relativ zum Außenrohr auch und leistet einen
zusätzlichen
Beitrag zur Verformungsarbeit. In jedem Fall wird daher auch bei
einem schrägen
Fahrzeugaufprall zuerst eine Verformungsarbeit innerhalb der Pralldämpferanordnung
geleistet bevor eine Verformung oder Beschädigung von Karosseriebauteilen
eintritt, da das zur Verformung der Pralldämpferanordnung notwendige Kraftniveau
unterhalb der Steifigkeitswerte des Kraftfahrzeugaufbaus bzw. der
an der Pralldämpferanordnung angebundenen
Karosseriebauteile liegt. Damit trägt das Versteifungselement
der Pralldämpferanordnung
wesentlich zur Verbesserung der Sicherheit des Kraftfahrzeugaufbaus
bei und vermeidet weitgehend Beschädigungen bzw. Verformungen
desselben, da ein wesentlicher Teil der Aufprallenergie bereits
von der Pralldämpferanordnung
umgewandelt wurde, bevor sie auf den Fahrzeugaufbau übertragen
wird. Insbesondere bei einem Aufprall mit einer geringen Geschwindigkeit
wird bereits die gesamte Aufprallenergie durch die Pralldämpferanordnung
in Verformungsarbeit umgewandelt. So werden die Reparaturkosten
gering gehalten.
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Besonders
vorteilhaft ist es entsprechend einer Ausgestaltung der Erfindung,
wenn das Versteifungselement kegelförmig ausgebildet ist und zumindest
eines der beiden Rohre umgibt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
weisen die zusätzlichen
kegelförmigen
Versteifungselemente seitliche Sicken auf, die länglich oder elliptisch ausgebildet
sein können
und deren Richtung der längeren
Ausdehnung vorteilhaft im wesentlichen senkrecht zur Längsachse
zumindest eines der beiden Rohre ausgerichtet ist. Wenn die Seitenkräfte auf Grund
eines zu schrägen
Fahrzeugaufpralls oder einer zu hohen Geschwindigkeit bei dem Aufprall
zu groß werden,
ermöglichen
die Sicken, dass sich das Versteifungselement definiert verformen
kann, indem es sich seitlich verbiegt. Eine Verschiebung von Innenrohr
zu Außenrohr
findet dann zwar nicht mehr statt, allerdings wird auch in diesem
Fall zuerst Verformungsarbeit von der Pralldämpferanordnung geleistet, bevor
der Kraftfahrzeugaufbau oder ein Karosseriebauteil beschädigt wird,
so dass die Beschädigungen
des Fahrzeugaufbaus verringert werden können und die Sicherheit des
Fahrzeuges insgesamt verbessert wird.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist gegeben, wenn sich
das Versteifungselement an einem Befestigungsflansch abstützt, welcher
das Außenrohr in
einer Ausnehmung aufnimmt und mit einem Karosseriebauteil, bevorzugt
beispielsweise einem Längsträger, verbindbar
ist. Auf diese Weise ist eine mittelbare Anbindung des Versteifungselementes
an das Außenrohr
geschaffen, die eine vorteilhafte Modulgestaltung der Pralldämpferanordnung schafft.
Die Pralldämpferanordnung
kann somit als separates Modul gefertigt und auf einfache Weise
an den Fahrzeugaufbau montiert werden, wodurch Fertigungskosten
gespart werden können.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Außenrohr
einen radial nach außen weisenden
Kragen auf, welcher am Rand der Ausnehmung am Befestigungsflansch
angeordnet ist und dort mittels einer Schweißverbindung das Außenrohr
mit dem Befestigungsflansch verbindet. Mittels dieser Anordnung
wird eine einfache Montage der Pralldämpferanordnung gewährleistet.
Besonders günstig
für die
Erfindung ist es, wenn das Außenrohr
eine Sollbruchstelle aufweist, so dass das Außenrohr vom Befestigungsflansch
abtrennbar ist. Dies wirkt sich insbesondere bei Fahrzeugaufprällen mit
hohen Geschwindigkeiten positiv aus. Da sich hier die Rohre wegen
der hohen Dehnungsbeanspruchung nicht verformen, reißt das Außenrohr
an der Sollbruchstelle ab und kann sich gemeinsam mit dem Innenrohr
gegen den Fahrzeugaufbau verschieben, wobei durch das zusätzliche
Versteifungselement noch ein Anteil der Aufprallenergie in Verformungsarbeit
umgewandelt wird. In jedem Fall verschiebt sich auch hier zuerst
die Pralldämpferanordnung
oder Teile davon gegenüber
dem Fahrzeugaufbau und findet ein Abbau der Aufprallenergie statt,
bevor sich der Fahrzeugaufbau selbst verformt oder beschädigt wird,
so dass auch hier die Sicherheit des Fahrzeugaufbaus verbessert
ist.
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In
einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen dem Innenrohr und
dem Außenrohr
zumindest im Bereich der Ausnehmung ein Spalt ausgebildet. Dieser
ermöglicht
in Grenzen eine durch Seitenkräfte bedingte
Verbiegung oder Schiefstellung des Innenrohres gegenüber dem
Außenrohr,
so dass keine Blockade des Innenrohres gegenüber dem Außenrohr auftreten kann. Somit
ist es möglich,
dass sich trotz der wirkenden Seitenkräfte das Innenrohr relativ zum
Außenrohr
verschieben kann und zumindest eines der beiden Rohre Umformungsarbeit
leisten kann. Unterstützt
wird dieser Effekt dadurch, dass in einer vorteilhaften Ausführung in
einem Bereich des Außenrohres,
welcher an dem dem Stoßfänger abgewandten
Ende des Außenrohres
angeordnet ist, die Innenwandung des Außenrohres und die Außenwandung
des Innenrohres aneinander anliegen. Der zwischen diesem Bereich
und dem Befestigungsflansch wirkende Hebelarm führt unter Belastung mit einer
Seitenkraft und in Verbindung mit dem Spalt zwischen dem Innenrohr
und dem Außenrohr
im Bereich der Ausnehmung zu einer erweiterten möglichen Schrägstellung
des Innenrohres gegenüber dem
Befestigungsflansch unter der noch eine Verschiebung des Innenrohres
relativ zum Außenrohr möglich ist.
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Eine
wesentliche Verbesserung der Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsarbeit stellt
die Verwendung eines Gleitelementes zwischen dem Innenrohr und dem
Außenrohr
zumindest im Bereich der Verjüngung
des Innenrohres dar. Hierdurch können
herabgesetzte bestimmbare Reibwerte zwischen den verschiebbaren
Bauteilen erzielt werden. Das Gleitelement kann als separates Bauteil,
beispielsweise eine Kunststoff- oder Teflonbuchse ausgebildet sein
oder aber auch durch eine Kunststoffanspritzung an das Außenrohr
oder einen Kunststoffüberzug
des Innenrohres gebildet werden.
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Die
Erfindung ermöglicht
bei den verschiedenen vorstellbaren Aufprallsituationen eine verbesserte
Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsarbeit, insbesondere
bei einem Schrägaufprall
und einem Aufprall mit höheren
Geschwindigkeiten. Dies ermöglicht
auch eine optimierte Sensierung des Crash-Pulses für die Airbag-Auslösung, da
nun ein sicheres Signal durch die in jedem Fall stattfindende Verformung
der Pralldämpferanordnung
gegeben ist.
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Die
Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles nochmals näher erläutert werden.
In den zugehörigen
Zeichnungen zeigen
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1:
eine dreidimensionale Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung
im Ausgangszustand,
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2:
eine Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung im Ausgangszustand,
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3:
eine dreidimensionale Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung
im verformten Zustand,
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4 eine
Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung im verformten
Zustand und
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5:
eine Rückansicht
der erfindungsgemäßen Pralldämpferanordnung
im Ausgangszustand.
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Die 1 und 2 zeigen
eine Pralldämpferanordnung 1 mit
einem Innenrohr 2, welches in einem Aussenrohr 3 angeordnet
ist. Das Innenrohr 2 ist über eine Montageplatte 4 mit
einem Stoßfänger 5 verbunden.
Die Montageplatte 4 und das Innenrohr 2 sind dabei
beispielsweise mittels einer Schweißverbindung stoffschlüssig miteinander
verbunden. Das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 weisen entlang
ihrer axialen Erstreckung einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt
auf, der je nach Steifigkeitsanforderungen auch von der Kreisform
abweichen kann.
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Das
Außenrohr 3 besitzt
einen radial nach außen
abgestellten Kragen 6 welcher sich gegen den Rand einer
Ausnehmung 7 eines Befestigungsflansches 8 abstützt. Die
Ausnehmung 7 des Befestigungsflansches 8 ist mit
einer hülsenartigen
Erweiterung 9 ausgebildet, so dass die Außenwandung
des Außenrohres 3 an
der Innenwandung der Ausnehmung 7 bzw. der hülsenartigen
Erweiterung 9 anliegt. Das Außenrohr 3 ist entlang
des Kragens 6 in diesem Ausführungsbeispiel mittels einer
Schweißverbindung 10 mit
dem Befestigungsflansch 8 stoffschlüssig verbunden. Alternativ
ist beispielsweise auch eine Klebeverbindung von Außenrohr 3 und
Befestigungsflansch 8 denkbar.
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Der
Befestigungsflansch 8 ist mittels einer Schraubverbindung 11 an
einer plan ausgebildeten Stirnseite 12 eines hohl ausgebildeten
Längsträger 13 verbunden.
Der Befestigungsflansch könnte
abweichend von diesem Ausführungsbeispiel
beispielsweise auch an jedem anderen Karosseriebauteil befestigt
sein. Das Außenrohr 3 mit
dem darin aufgenommen Innenrohr 2 sind dabei zu wesentlichen
Teilen im Hohlraum 14 des Längsträger 13 angeordnet. Auch
die hülsenartige
Erweiterung 9 des Befestigungsflansches 8 zeigt
dabei in den Hohlraum 14 des Längsträgers 13 hinein, so
dass der Kragen 6 des Außenrohres 3 außerhalb
des Längsträgers 13 an dem
Befestigungsflansch 4 anliegt.
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Das
Außenrohr 3 weist
beabstandet zur Ausnehmung 7 und der hülsenartigen Erweiterung 9 eine Einengung 15 auf,
wobei das Außenrohr 3 eine
in das Innere des Hohlraumes 14 gerichtete kegelstumpfartige
Verjüngung 16 aufweist.
Auf der der dem Kragen 6 abgewandten Seite der Einengung 15 weitet
sich das Außenrohr 3 wieder
kegelförmig
auf und weist an seinem Ende einen Bereich 17 mit einem
konstanten kreisförmigen
Querschnitt auf. Das Innenrohr 2 ist innerhalb des Außenrohres 3 aufgenommen
und weist ebenfalls eine Einengung 18 auf, die in der axialen Lage
mit der Einengung 15 des Außenrohres 3 übereinstimmt.
Das Innenrohr 2 weist ferner im Bereich der Verjüngung 16 des
Außenrohres 3 eine
parallel dazu ausgerichtete kegelstumpfartige Verjüngung 19 auf,
welche bei einer gleichen Steigung eine kürzere axiale Ausdehnung besitzt
als die Verjüngung 16 des Außenrohres 3.
Der Außendurchmesser
des Innenrohres 2, welches in Richtung des Stoßfängers 5 einen
gleichbleibenden kreisförmigen
Querschnitt mit einem konstanten Außendurchmesser aufweist und aus
dem Außenrohr 3 heraustritt,
ist daher im Bereich der Ausnehmung 7 des Befestigungsflansches 8 und der
hülsenartigen
Erweiterung 9 kleiner als der Innendurchmesser des Außenrohres 3 in
diesem Bereich, so dass zwischen dem Innerohr 2 und dem
Außenrohr 3 ein
Spalt 20 ausgebildet ist. An seinem in das Innere des Hohlraumes 14 des
Längsträgers 13 gerichteten
Ende, ist das Innenrohr 2 wieder aufgeweitet, dergestalt,
dass die Außenwandung
des Innerohres 2 an der Innenwandung des Außenrohres 3 im Bereich 17 anliegt.
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Zwischen
dem Innerohr 2 und dem Außenrohr 3 ist im Bereich
der Verjüngung 16, 19 und
der Einengung 15, 18 ein Gleitelement 21 angeordnet, welches
einen definierten gegenüber
der Reibpaarung Innenrohr 2 gegen Außenrohr 3 verringerten Reibwert
zwischen dem Innerohr 2 und dem Außenrohr 3 ermöglicht.
Das Gleitelement 21 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Kunststoff
gefertigt, welcher an des Außenrohr 3 angespritzt
ist. Alternativ hierzu kann das Gleitelement auch aus einer Teflon-
oder Kunststoffbuchse gebildet sein, die mittels entsprechender
Ausnehmungen am Außenrohr 3 festgelegt werden
kann, um so gegen ein Verrutschen gesichert zu werden.
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Zwischen
dem Stoßfänger 5 und
dem Längsträger 13 weist
die Pralldämpferanordnung 1 ein
zusätzliches
Versteifungselement 22 auf, dass in diesem Ausführungsbeispiel
im wesentlichen konusförmig
ausgebildet ist. Das konusförmige
Versteifungselement 22 ist einerseits mittels einer Schweißverbindung 23 mit
dem Innenrohr 2 und an seinem anderen Ende mittels einer
weiteren Schweißverbindung 24 stoffschlüssig mit
dem Befestigungsflansch 8 verbunden und stützt sich
an diesem ab. Alternativ zur oder in Kombination mit der Schweißverbindung 23 kann das
Versteifungselement 22 auch über eine formschlüssige Verbindung
mit dem Innenrohr 2 verfügen. Das konusförmige Versteifungselement 22 weist des
Weiteren zumindest zwei beidseitig des Innenrohres angeordnete Sicken 25 auf,
wie dies beispielsweise der 5 zu entnehmen
ist. Je nach den Anforderungen kann das Versteifungselement auch
mit mehren in Längsachsenrichtung
des Innenrohres 2 hintereinander liegenden Sicken 25 versehen
sein. Die Sicken 25 sind dabei im wesentlichen länglich bzw.
ellipsenförmig
ausgebildet, wobei die jeweils größere Ausdehnung der Sicken 25 senkrecht
zur Längsachse
des Innenrohres 2 angeordnet ist.
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Insgesamt
bildet die Pralldämpferanordnung 1 somit
eine starre Verbindung zwischen Längsträger 13 und Stoßfänger 5 und
trägt somit
zur Gesamtsteifigkeit des Fahrzeugrahmens bei. Außerdem ist
die Pralldämpferanordnung 1 in
der Lage, Abschlepp- und Verzurrungskräfte aufzunehmen, insbesondere wenn
die Aufnahme des Abschlepphakens direkt an der Pralldämpferanordnung 1 oder
dem Stoßfänger 5 angeordnet
ist. Die einen Hinterschnitt bildende Aufweitung des Innenrohres 2 und
des Außenrohres 3 im
Bereich 17 verhindert dabei, dass das Innenrohr 2 aus
dem Außenrohr 3 herausgezogen
wird.
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Prallt
das Fahrzeug gegen ein Hindernis, wirkt eine Kraft F auf den Stoßfänger, die
bei einem senkrechten Aufprall des Fahrzeuges in Richtung der Längsachse
des Innenrohres 2 wirkt. Sofern dieser Aufprall mit einer
niedrigen Geschwindigkeit erfolgt, verschiebt sich das Innenrohr 2 gegen
das Außenrohr 3 in
den Längsträger 13 hinein.
Dabei drückt
die kegelstumpfförmige
Verjüngung 19 des
Innenrohres 2 über
das Gleitelement 21 gegen die kegelstumpfförmige Verjüngung 16 des
Außenrohres 3.
Da das Außenrohr 3 höhere Festigkeitswerte
wie das Innenrohr 2 aufweist und/oder steifer ausgebildet
ist als das Innenrohr 2, verformt sich das Innenrohr 2 dergestalt,
dass der Durchmesser des Innenrohres 2 kleiner wird und
die Länge
des Innenrohres 2 zunimmt. Dabei verschiebt sich das Innenrohr 2 in
den Längsträger 13 hinein,
wie dies in den 3 und 4 ersichtlich
ist. Mit der Verschiebung des Innerohres 2 verformt sich
auch das konusförmige
Versteifungselement 22, wobei die durch die Schweißverbindung 23 definierte
Anbindung des konusförmigen
Versteifungselementes 22 an das Innenrohr 2 in
das Innere des konusförmigen
Versteifungselementes 22 hinein gezogen wird. Hierzu weist
die Schweißverbindung 23 eine
höhere
Festigkeit auf, als das durch den Aufprall in die Schweißverbindung
eingetragene Kraftniveau. Damit wird an zwei Stellen die Aufprallenergie in
Verformungsarbeit umgewandelt. In jedem Fall ist die Steifigkeit
der Pralldämpferanordnung 1 geringer als
die Steifigkeit des Längsträgers 13,
so dass sich immer zuerst der Pralldämpfer 1 verformt bzw.
das Innenrohr 2 in den Längsträger 13 verschiebt,
bevor das durch den Aufprall eingetragene Kraftniveau auf den Längsträger 13 übertragen
wird und sich dieser verformt. Die Beschädigungen sind anfangs ausschließlich an
der Pralldämpferanordnung 1 vorhanden.
Eine derart umgeformte Pralldämpferanordnung ist
den 3 und 4 zu entnehmen.
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Das
Gleitelement 21 verringert bei der Verschiebung des Innenrohres 2 in
das Außenrohr 3 die Reibung
zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 so, dass
die eingebrachte Aufprallenergie sicher in Verformungsarbeit umgewandelt
werden kann und keine Kraftspritzen auftreten, die den Längsträger beschädigen könnten. Die
Anspritzung des Kunststoffes des Gleitelementes 21 verhindert
dabei ein Durchrutschen des Gleitelementes 21 bei der Verschiebung und
Verjüngung
des Innenrohres 2.
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Bei
einem Fahrzeugaufprall mit höherer
Geschwindigkeit verformen sich auf Grund der hohen Dehnungsbeanspruchung
die Rohre, bzw. das Innenrohr 2 nicht. Um sicherzustellen,
dass sich auf jeden Fall das Innenrohr 2 in den Längsträger 13 verschiebt,
bevor die Kräfte
auf den Längsträger 13 übertragen
werden und sich dieser verformen kann, ist die Verbindung des Außenrohres 3 zum
Befestigungsflansch 8 als eine Sollbruchstelle ausgebildet. Bei
derartigen Belastungen schert das Außenrohr 3 an seinem
Kragen 6 ab und wird zusammen mit dem Innenrohr 2 in
den Hohlraum 14 des Längsträgers 13 verschoben.
Die Kante der Ausnehmung 7 des Befestigungsflansches 4 wirkt
dabei als Scherkante. Alternativ hierzu ist es auch denkbar, zwischen
Außenrohr 3 und
Befestigungsflansch 4 eine Reibschlussverbindung oder ein
separates Scherelement, wie beispielsweise ein anvulkanisiertes
Gummielement, vorzusehen, welche bei einem entsprechenden Belastungsniveau
nachgeben und die Verbindung zwischen Außenrohr 3 und Befestigungsflansch 8 aufheben.
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Handelt
es sich bei dem Fahrzeugaufprall gegen ein Hindernis um einen Schrägaufprall,
also unter einem von der senkrechten Richtung abweichenden Winkel,
wirkt auf die Pralldämpferanordnung
neben einer in Richtung der Längsmittelachse des
Innenrohres wirkenden Aufprallkraft F eine dazu senkrechte Seitenkraft
Fs. Diese Seitenkraft Fs wird von dem Innenrohr 2 auf das
konusförmige
Versteifungselement 22 übertragen,
welches sich wiederum am Befestigungsflansch 8 abstützt. Damit
wird ein seitliche Abknicken oder Wegbiegen des Innenrohres 2,
welches zu einer Blockade von Innenrohr 2 und Außenrohr 3 führen würden, vermieden.
Das Innenrohr 2 ist trotz der wirkenden Seitenkraft Fs
weiterhin in der Lage unter der in Längsachsenrichtung wirkenden
Aufprallkraft F in das Außenrohr 3 hinein
verschoben werden zu können,
da, wie ausgeführt,
eine Blockade von Außenrohr 3 und
Innenrohr 2 nicht stattfindet. Eine Blockade von Innenrohr 2 und
Außenrohr 3 wird
auch dadurch wirksam vermieden, dass das Gleitelement 21 die
Reibung zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 wirksam
herabsetzt. Zudem erlaubt der Spalt 20 zwischen Innenrohr 2 und Außenrohr 3 eine
elastische Biegung relativ zum Außenrohr 3, ohne dass
Innenrohr 2 sofort blockiert werden würde. Da sich das Innenrohr über den
zwischen Befestigungsflansch 8 und dem Bereich 17,
in welchem das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 aneinander
anliegen, ausgebildeten Hebelarm abstützt, kann das Außenrohr 3 zudem
der elastischen Biegung des Innenrohres 2 folgen. Dadurch
kann die in Längsachsenrichtung
des Innenrohres 2 wirkende Kraft F auch im Bereich der
Verjüngung 16, 19 nahezu
vollständig
zur Wirkung kommen und die Einschiebung des Innenrohres 2 in
das Außenrohr 3 stattfinden.
Damit ermöglicht
die erfindungsgemäße Pralldämpferanordnung 1 auch
bei einem Schrägaufprall die
Umwandlung der Aufprallenergie in Verformungsarbeit, bevor der Längsträger 13 oder
ein anderes Karosseriebauteil verformt wird.
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Erfolgt
der Fahrzeugaufprall unter einem zu schrägen Winkel, so dass eine Verformung
des Innenrohres 2 nicht mehr stattfinden kann, ermöglichen die
Sicken 25 an den Seiten des Versteifungselementes 22,
dass sich das Versteifungselement 22 einfalten und auf
diese Weise Aufprallenergie aufnehmen kann und zunächst eine
Beschädigung
des Längsträgers 13 vermieden
wird. Bedingt durch den Spalt 20 und dem oben beschriebenen
wirksamen Hebelarm zwischen dem Bereich 17 und dem Befestigungsflansch 8 können sich
zudem das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 in einem
bestimmte Bereich schräg stellen,
ohne dass eine den Längsträger 13 schädigende
bzw. verformende Kraft über
den Befestigungsflansch auf den Längsträger 13 übertragen wird.
In jedem Fall nimmt zunächst
die Pralldämpferanordnung 1 die
Aufprallenergie auf indem sie diese in Verformungsarbeit umwandelt,
bevor eine Verformung oder Schädigung
des Längsträgers eintritt.
So kann zumindest bei Fahrzeugaufprällen mit niedrigen Geschwindigkeiten
eine Verformung der Karosserie, welche nur unter großem Aufwand
verbunden mit hohen Kosten beseitigt werden könnte, wirksam vermieden werden.
Es muss in einem solchen Fall lediglich die Pralldämpferanordnung 1 ausgetauscht
werden, womit in erheblichen Maße
Kosten eingespart werden können.
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Die
Pralldämpferanordnung 1,
insbesondere das Innenrohr 2 und das Außenrohr 3 kann nicht
nur aus Stahlwerkstoff gefertigt sein. Insbesondere können auch
Aluminium, ein Kunststoff-Metallverbund oder ein anderer Werkstoff
zum Einsatz kommen. Wenn beispielsweise das Innenrohr 2 vollständig mit einem
gleitfähigen
Kunststoffüberzug
versehen ist, kann auf das separate Gleitelement 21 verzichtet werden,
wodurch die Pralldämpferanordnung 1 insgesamt
einfacher aufbaut.