DE1963334C3 - Energieaufnahmeglied - Google Patents

Description

Es besteht häufig die Forderung, zwischen einem Stützglied und einem Stoßaufnahmeglied ein Energieaufnahmeglied vorzusehen, das unter Einwirkung von Zugkräften plastisch verformbar ist und hierdurch die Energie aufnimmt, unter Einwirkung von Druckkräften aber plastisch unverformbar ist. Ein derartiger Fall liegt bei der Sicherheitslenkvorrichtung gemäß dem älteren Patent 19 50 062 vor, bei dem ein Energieaufnahmeglied in Form einer Platte mit zeilenmäßig gegeneinander versetzten Schlitzen seitlich neben der Lenksäule angeordnet ist und sich nur bei Einwirkung von Zugkräften plastisch verformt. Durch die starre Ausbildung des Elementes gegenüber Druckkräften wird verhindert, daß vor dem Aufprall des Fahrers auf das Lenkrad anderweitig auf das Energieaufnahmeglied einwirkende Druckkräfte bereits eine Verformung und damit eine Änderung der Dämpfungscharakteristik des Energieaufnahmegliedes hervorrufen können. Auch bei einer Sitzbefestigung oder einer Stoßstangenbefestigung ist ein nur in einer Richtung plastisch verformbares Energieaufnahmeglied erwünscht, um beispielsweise im ersten Fall sicherzustellen, daß der Fahrersitz bei einem Aufprall nicht nach vorne geschwenkt wird, oder, um bei einem Zug auf die Stoßstange, wie sie beispielsweise beim Abschleppen des Fahrzeuges auftritt, das Energieaufnahmeglied nicht plastisch zu verformen.

Durch die DE-AS 12 53 522 ist ein Teleskopschwingungsdämpfer in Gestalt eines aus gummielastischem Werkstoff bestehenden in Längsrichtung gewellten Hohlkörpers bekanntgeworden, bei dem quer zur Längsachse verlaufende Schlitze vorgesehen sind, deren Ränder aneinander liegen und die sich bei Zugbeanspruchung öffnen. Damit dieser Schwingungsdämpfer funktionsfähig bleibt, darf das Stoßdämpfungsglied nicht plastisch verformt werden, die Zugbeanspruchung muß vielmehr auf Kräfte beschränkt bleiben, die nur eine elastische Verformung hervorrufen. Das Stoßdämpfungsglied ist auch bei einer Druckbeanspruchung elastisch nachgiebig.

Durch die US-PS 3198 288 und 2165 274 sind Energieaufnahmeglieder zum Einbau zwischen einem Stoßaufnahmeglied und einem Stützglied bekanntgeworden, die in axialer Richtung gewellt sind. Diese Energieaufnahmeglieder sind bei einer Druckbeanspruchung entweder plastisch verformbar oder knicken elastisch aus, so daß sie nicht dort einsetzbar sind, wo das Energieaufnahmeglied im wesentlichen nur bei Belastung in einer Richtung plastisch verformbar sein soll, während es bei Belastung in der anderen Richtung starr sein soll.

Ziel der Erfindung ist eine allgemein einsetzbare Stoßdähipfungseinrichtung aus einfachen und billig herstellbaren Einzelteilen mit einem Energieaufnahmeglied, das sich im wesentlichen nur bei einer Zugbeanspruchung, nicht aber bei einer Druckbeanspruchung plastisch verformt und das in einfacher Weise ersetzt werden kann.

Die Erfindung ist durch Anspruch 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird durch Ausführungsbeispiele anhand der vier Figuren näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Aufsicht einer Stoßdämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig.2 eine Aufsicht der Stoßdämpfungseinrichtung gemäß Fig. 1 nach der Aufnahme der Energie eines Stoßes;

Fig. 3 eine Ansicht einer weiteren zwischen Stoßstange und Fahrgestell eines Kraftfahrzeuges anzuordnenden Stoßdämpfungseinrichtung der Erfindung von unten;

F i g. 4 eine Seitenansicht der Ausführungsform nach F i g. 3.

Die Fig. 1 und 2 stellen eine universell anwendbare Stoßdämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung dar. Die Stoßdämpfungseinrichtung enthält ein Energieaufnahmeglied in Gestalt einer halbkreisförmig gebogenen Platte 14, die eine untere vorstehende Zunge 19 aufweist, die fest an einem Stoßaufnahmeglied 6 durch einen Bolzen 17 über Reibungshülsen befestigt ist. Der Bolzen 17 erstreckt sich durch ein Langloch 18, das axial zur Zunge verläuft. Normalerweise wird der Bolzen 17 nahe dem oberen Ende des Laingloches 18 festgezogen.

Ein vorstehendes Zungenpaar 20 ist am oberen Ende der Platte 14 gebildet. Jede Zunge weist ein Langloch 23 bzw. 24 auf, um einen Bolzen 22 aufzunehmen, der durch die Langlöcher geführt ist und die Platte 14 über einen Abstandhalter an einem Stützglied befestigt. Normalerweise werden die Bolzen 22 ungefähr in der Mitte der Langlöcher 23,24 festgezogen.

Als Material für die Platte kommt ein steifer Werkstoff, der jedoch etwas elastisch ist, wie zum Beispiel Metall, eine Metallegierung, insbesondere Stahlblech, in Frage. Der Mittelabschnitt 31 der Platte 14 ist plastisch verformbar ausgebildet Zu diesem Zweck weist er eine Vielzahl von parallel zueinander

angeordneten, versetzten Schlitzen 32 auf. Einige der Schütze münden in die Seitenränder der Platte 14. Die Schlitze liegen quer zur Längsrichtung der Platte. Die Ränder der Schlitze 32 liegen aneinander, so daß der Mittelabschnitt 31 axialgerichteten Druckkräften widersteht, die auf die oberen und die unteren Zungen 20,19 ausgeübt werden. Solche Kräfte verursachen keine Längenänderung der Platte 19. Hingegen erzeugen axial gerichtete, auf die Zungen 19, 20 ausgeübte Zugkräfte, die einen bestimmten Wert übersteigen, eine plastische gitterartige Verformung der Platte 14 (Fig.2), wobei die Schlitze weit geöffnet werden, um Zwischenräume 34 zu bilden. Die Länge der Platte 14 wird vergrößert Durch eine solche plastische Verformung in eine gitterartige Gestalt wird die Stoßenergie in gewünschter Weise aufgenommen.

Die beschriebene Stoßdämpfungseinrichtung arbeitet in der folgenden Weise.

Bei einer Stoßeinwirkung auf das Stoßaufnahmeglied 6 in Richtung des Pfeiles X bewegt sich eer Bolzen 17 mit dem StoQaufnahmeglied in Richtung X, bis er das untere Ende 33 des Langloches 18 erreicht und die Zunge Vs nach unten mitnimmt, wobei der Mittelabschnitt 31 der Platte 14 unter Öffnung der Schlitze 32 und gleichzeitige Aufnahme der Energie gestreckt wird. In dieser Weise geht die Platte 14 unter allmählicher plastischer Verformung in die in F i g. 2 dargestellte gitterartige Gestalt über.

Bei einer entgegen der Richtung X nach oben gerichteten Beanspruchung des Stoßaufnahmegliedes bleibt, da die Platte 14 nicht unter der Druckbelastung plastisch verformbar ist, der Mittelabschnitt 31 der Platte 14 starr und es wird eine Bewegung nach oben verhindert.

Das Energieaufnahmeglied stellt eine getrennte Einheit dar. Dies ermöglicht ein einfaches Ersetzen des Energieaufnahmegliedes.

Die Fig.3 und 4 stellen eine Anwendung der StoßdämpfungFeinrichtung zwischen der Stoßstange und dem Fahrgestell eines Fahrzeuges dar. Durch diese wird beim Auftreten eines Stoßes auf die Stoßstange in Richtung des Pfeiles Y dessen Energie durch plastische Verformung des Energieaufnahmegliedes 14 aufgenommen. Die Befestigung umfaßt ein Stützglied 60b, das durch geeignete Mittel mit dem Fahrgestell verbunden ist und die Stoßstange, die am Stoßaufnahmeglied 60a befestigt ist. Das Stoßaufnahmeglied 60a stellt eine schwere, im hülsenförmigen Stützglied 60ö gleitbare Achse dar. Ein aus U-Profil bestehender Lenker 62 ist mit seinem einen Ende an der Stelle 61 am Stoßaufnahmeglied 60a angelenkt, während das andere Ende 66 durch den Bolzen 17 mit der energieabsorbierenden Platte 14a verbunden ist. Ein zweiter aus U-Profi! bestehender Lenker 62 ist mit seinem einen Ende an der Stelle 63 am Stützglied 6Qb angelenkt, während das andere Ende 67 durch den Bolzen 22 an der Platte 14a befestigt ist. Durch eine drehbare Befestigung am Zapfen 65 sind die Mittelabschnitte der Lenker 62 und 64 gekreuzt. Die Platte 14a entspricht der Platte 14 nach Fig. 1, wobei jedoch anstelle einer gekrümmten Form eine ebene Form vorgesehen ist. Anhand dieses Ausführungsbeispieles ist zu ersehen, daß die Platte 14a einer beim Zusammenschieben der Glieder 60a und 60b auftretenden Verformung als Folge einer Druckbeanspruchung zu widerstehen vermag. Bei einem Stoß in Zugrichtung der Glieder, das heißt, wenn die Glieder 60a und 606 auseinandergerückt werden, wird die Platte 14a plastisch gestreckt bzw. verformt, wobei die Schlitze 32 entsprechend F i g. 2 erweitert werden.

Bei der Stoßdämpfungseinrichtung gemäß der Erfindung kann eine plastische Verformung der Platte 14 bzw. 14a bereits bei einer sehr kleinen äußeren Krafteinwirkung hervorgerufen werden, und es erfolgt eine Energieaufnahme, wenn die Schlitze 32 senkrecht zu der Richtung dieser äußeren Kraft stehen. Selbstverständlich muß die Beschaffenheit und die Größe der energieaufnehmenden Platte und die Größe und Anzahl der Schlitze 32 entsprechend gewählt werden. Vermin-

jo dert man den zwischen der Richtung der Kraftwirkung und der Längsachse der Platte 14 gebildeten Winkel, so vergrößert sich die Zugkraft, die die plastische Verformung erzeugt. Durch geeignete Auswahl der Anordnung der Zwischenräume der Schlitze 32 läßt sich die Größe der Energie, die aufgenommen werden kann, verändern. Es ist auch möglich, die Anfangszugkraft und die Menge an zu absorbierender Energie durch geeignete Auswahl des Werkstoffes und der Dicke des Energieaufnahmegliedes sowie durch die Anordnung und die Zwischenräume der Schlitze zu variieren. Damit ist das Energieaufnahmeglied einfach im Aufbau und im Zusammenbau mit den zu schützenden Teilen. Es ist allgemein anwendbar. Das Energieaufnahmeglied kann eingesetzt werden, wenn verlangt wird, daß bei großer zu absorbierender Energie und großer Anfangszugkraft die Verformung und die relative Gleitbewegung der abstützenden und kraftaufnehmenden Glieder kleingehalten werden soll.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anwendung des in der DE-PS 19 50 062 für die Verwendung bei einer Sicherheitslenkvorrichtung vorgeschlagenen, unter der Einwirkung von Zugkräften plastisch verformbaren, unter der Einwirkung von Druckkräften plastisch unverformbaren Energieaufnahmegliedes, das in Form einer länglichen Platte mit Reihen von parallelen, quer zur Längsrichtung der Platte verlaufenden Schlitzen ausgebildet und in Längsrichtung zwischen einem Stützglied und einem Stoßaufnahmeglied angeordnet ist, bei allen übrigen Anwendungsfäüen, bei denen Zug-Stoßkräfte energieabsorbierend aufgenommen werden sollen.

2. Energieaufnahmeglied für die Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (32) einer Reihe gegenüber den Schlitzen (32) einer benachbarten Reihe versetzt angeordnet sind.

3. Energieaufnahmeglied für die Anwendung nach Anspruch 1, bei der das Stützglied und ein dazu koaxiales Stoßaufnahmeglied parallel zur Längsachse der Platte liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßaufnahmeglied (66,19) am Stützglied (2,20) gleitend gelagert ist

4. Energieaufnahmeglied für die Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige Schlitze (32) nach den seitlichen Rändern der Platte (14) hin offen sind.

5. Energieaufnahmeglied für die Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (14) wenigstens teilweise gekrümmt ausgebildet ist, z. B. in Form eines Halbzylinders (F i g. 1 und 2).

6. Energieaufnahmeglied für die Anwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (14a,)eben ist (F i g. 3 und 4).