DE19652425A1 - Bumper bar impact damping system - Google Patents

Bumper bar impact damping system

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DE19652425A1 DE1996152425 DE19652425A DE19652425A1 DE 19652425 A1 DE19652425 A1 DE 19652425A1 DE 1996152425 DE1996152425 DE 1996152425 DE 19652425 A DE19652425 A DE 19652425A DE 19652425 A1 DE19652425 A1 DE 19652425A1
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Abstract

The crash bumper system on a road vehicle is triggered by heavy braking. The system releases the gas or compressed air stored in an accumulator (7) through a valve (6) in the event of a crash eg. in fog on ice, with possible heavy braking action or safety action. The control system directs the air to a damping cylinder (2) which can push the bumper (1) outwards. The restraining spring or restraining device on the bottom of the cylinder is over-pressurised, and the bumper bar is extended for a defined spring damping travel (F) by the action of the piston plunger.

Description

Kombiniertes oder einzeln ausgeführtes Stoßstangenaufprall- und Airbagaufpralldämpfungssystem mit Druckluft oder Gas für Verkehrsfahrzeuge gegen Crashunfälle, insbesondere für Auffahrunfälle.Combined or individually executed bumper impact and airbag impact damping system with compressed air or gas for vehicles against crash accidents, in particular for rear-end collisions.

Die Erfindung bezieht sich als erstes auf ein Stoßstangen­ aufpralldämpfungssystem (SADS) an der Front- und Heckpartie des Fahrzeuges mit einer definierten Anordnung von biege­ steifen Stoßstangen mit oder ohne integrierter Verkleidung, welche gelenkig und flexibel an zwei Stoßdämpfungszylinder angeschlossen sind und im Crashfall bei entsprechend starker Bremsverzögerung oder Bedienung Safetyhandel bei starkem Nebel, Glatteis durch Freigabe des im Druckbehälter ge­ speicherten Druckmediums über die Zylinder für einen be­ stimmten Dämpfungsweg ausgefahren werden, wobei anschließend das Druckmedium im Zylinder für die Dämpfung gefangen und zur Arbeitsaufnahme über gesteuerte Überdruckventile ge­ nutzt wird. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf die lös­ bar an den Längsträgern des Fahrzeugrahmen und austausch­ bar angeschlossenen Dämpfungszylinder, welche zusammen mit der Stoßstange eine Einheit bilden und über ein Leitungs­ system mit entsprechenden Steuerungs- und Regelelementen an dem Druckbehälter verbunden sind.The invention relates first to a bumper Impact absorption system (SADS) on the front and rear section of the vehicle with a defined arrangement of bending stiff bumpers with or without integrated cladding, which is articulated and flexible on two shock absorption cylinders are connected and in the event of a crash with a correspondingly strong one Braking deceleration or operation safety trade in strong Fog, black ice by releasing the ge in the pressure vessel stored pressure medium over the cylinder for a be agreed damping path are extended, after which the pressure medium trapped in the cylinder for cushioning and to start work via controlled pressure relief valves is used. The invention also relates to the releasable bar on the side members of the vehicle frame and exchange bar connected damping cylinders, which together form a unit with the bumper and via a line system with appropriate control and regulation elements are connected to the pressure vessel.

Die Erfindung bezieht sich als zweites auf ein Airbag-Auf­ pralldämpfungssystem (AADS) mit einer bereits bekannten Anordnung von Airbags im Fahrzeuginnenraum, welches bei einem Crashfall bei entsprechend starker Bremsverzögerung das im Druckbehälter gespeicherte Druckmedium zum Ausfahren und Expandieren der Airbags freigibt und dieses anschließend für eine Dämpfung gefangen und zur Arbeitsaufnahme bei einem entsprechenden Federweg genutzt wird. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf das Leitungssystem mit einem gemeinsamen oder getrennt angeordneten Druckbehälter, welches mit den Airbags verbunden ist - im Prinzip wie unter erstens auf­ geführt -.The invention relates secondly to an airbag impact absorption system (AADS) with an already known Arrangement of airbags in the vehicle interior, which at a crash in the event of a correspondingly high braking deceleration the pressure medium stored in the pressure vessel for extension  and expanding the airbags and then releases trapped for cushioning and to start work at one appropriate travel is used. The invention relates also refer to the piping system with a common or separately arranged pressure vessel, which with the Airbags is connected - in principle as below first guided -.

Die Erfindung bezieht sich auch auf die Möglichkeit einer getrennten oder gemeinsamen Verwendung der beiden Systeme mit einem oder mehreren Druckbehältern.The invention also relates to the possibility of a separate or shared use of the two systems with one or more pressure vessels.

Es gibt bereits einige gefederte Stoßstangenanordnungen mit geringem Federweg und Arbeitsaufnahme für geringe Auffahr­ stöße, wobei auch weiterhin zum Schutz der Insassen eine aufwendige Knautschzone benötigt wird, welche bei einem Crashfall großen Sach- und Personenschaden mit sich bringt.There are already some sprung bumper assemblies with it low travel and start of work for low collision bumps, while continuing to protect the occupants elaborate crumple zone is needed, which at a Crash case brings great property damage and personal injury.

Außerdem gibt es bereits Airbagdämpfungssysteme mit dem Druckmedium aus der Pyrotechnik, welche giftige und feuer­ gefährliche Auswirkungen haben können und auf Grund geringer Arbeitsaufnahme und Explosion Verletzungen verursachen.In addition, there are already airbag damping systems with the Pressure medium from pyrotechnics, which is toxic and fire can have dangerous effects and because of less Starting work and explosion cause injury.

Im ersten Fall SADS will die Erfindung Abhilfe schaffen wie in den Ansprüchen gekennzeichnet, die Aufgabe dadurch lösen, daß über Gas bzw. Druckluft, welche im Behälter gespeichert ist, kurzzeitig vor einem Crashfall bei großer Bremsverzögerung oder Betätigung Safetyhandel freigibt und die Stoßstange über die Dämpfungszylinder entsprechend dem notwendigen Federweg F ausgefahren wird und anschließend der Aufprallstoß über die gefangene Druckluft im Zylinderraum zur Arbeitsaufnahme abgebaut wird. Die da­ durch stark reduzierte Stoßkraft wird somit von der Stoßstange auf die Dämpfungszylinder und von dort auf die Längsträger des Bodenrahmens übertragen, so daß die bisherigen Knautschzonen der Karosserie nicht mehr notwendig sind und mit einfachen Verkleidungen ersetzt werden können.In the first case SADS, the invention seeks to remedy the situation as characterized in the claims, the task thereby solve that over gas or compressed air, which in the container is saved, shortly before a crash in the event of a large Brake deceleration or actuation safety trade releases and the bumper over the damping cylinders accordingly the necessary travel F is extended and then the impact impact on the captured compressed air in the Cylinder chamber is dismantled for work. The one there due to greatly reduced impact force, the Bumper to the damping cylinders and from there  transferred to the side members of the floor frame, so that the previous crumple zones of the body are no longer necessary are and can be replaced with simple coverings.

Im zweiten Falle AADS will die Erfindung wie in den Ansprüchen gekennzeichnet in der Weise Abhilfe schaffen, daß das Gas bzw. Druckluft ebenso im Druckbehälter gespeichert prinzipiell gleich dem SADS der Airbag ausgefahren und expandiert wird und ebenso die gefangene Druckluft im Luftsack zur Arbeitsaufnahme genutzt wird und das Behältnis erhalten bleibt.In the second case, AADS wants the invention as in the claims identified remedy in such a way that the gas or In principle, compressed air is also stored in the pressure vessel in the same way the SADS the airbag is extended and expanded and so too the compressed air trapped in the airbag is used to start work and the container remains intact.

Die Vorteile dieser Systeme sind im wesentlichen wie folgt:The main advantages of these systems are as follows:

Vorteile SADSAdvantages of SADS

  • - Starke Verringerung von Personen- und Sachschäden bei allen Crashfällen mit wesentlich mehr Sicherheit- Significant reduction in personal injury and property damage to everyone Crash cases with much more safety
  • - Verringerung der Versicherungsfälle, Versicherungsprämien und der Folgekosten- Reduction of insurance claims, insurance premiums and the follow-up costs
  • - Einfachere und billigere Bauweise der Heck- und Frontpartien durch Wegfall der Crashzonen- Simpler and cheaper construction of the rear and front parts by eliminating the crash zones
  • - Starke Verringerung von Reparatur- und Instandsetzungsarbeiten- Great reduction in repair and repair work
  • - Gute Austauschbarkeit durch Modulbauweise und leichte Wieder­ inbetriebnahme- Good interchangeability due to modular construction and easy re-installation Installation
  • - Einfacheres und sicheres Einparken sowie Fahren im Stau- Easier and safer parking and driving in traffic jams
  • - Wenn jedes Fahrzeug ein Dämpfungssystem hat, so findet eine Verdoppelung der Arbeitsaufnahme statt und die Stoßkraft wird halbiert- If every vehicle has a damping system, one will find one Doubling the job takes place and the impact force will halved
  • - Bei Mehr- oder Serienauffahrunfälle findet eine Vielfachdämpfung statt, wodurch die Personen- und Sachschäden ebenso reduziert werden- In the case of multiple or serial rear-end collisions, multiple damping takes place instead, which also reduces personal injury and property damage will
  • - Viele gleiche Baukomponenten für alle Fahrzeugfabrikate gleicher Größenordnung mit hohen Stückzahlen und daher geringe Kosten in einer Modulbauweise vereinigt - Many identical components for all vehicle makes are the same Size with large quantities and therefore low costs united in a modular design  
  • - Das SADS kann einzeln ausgeführt oder kombiniert mit dem AADS mit noch größerer Sicherheit eingebaut werden.- The SADS can be carried out individually or in combination with the AADS can be installed with even greater security.
Vorteile AADSAdvantages of AADS

  • - Größere Arbeitsaufnahme ohne Verwendung von Pyrotechnik mit mehr Sicherheit und weniger Verletzungen- Larger work start without using pyrotechnics with more security and less injuries
  • - Wiederverwendung des Airbags und des Drucksystems- Reuse of the airbag and the pressure system
  • - Alle Airbags können von einem Drucksystem aus bedient werden.- All airbags can be operated from a pressure system will.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand darstellender Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 auf zwei Blatt näher erläutert, wobei Fig. 1 eine Seitenansicht und Draufsicht mit den Er­ findungsmerkmalen für beide Systeme SADS und AADS darstellt und Fig. 2 mit der Einzelheit X die Hauptkomponente Dämpfungs­ zylinder zeigt.The invention is explained in more detail below on two sheets with the aid of illustrative drawings of FIG. 1 and FIG. 2, FIG. 1 showing a side view and top view with the inventive features for both systems SADS and AADS, and FIG. 2 with the detail X the main component Damping cylinder shows.

Wie die Abbildungen des SADS in Fig. 1 erfindungsgemäß zeigt, sind die biegesteifen Stoßstangen 1 in gleicher Höhe H in der Front- und Heckpartie angeordnet. Die Stoßstangen sind über flexible Gelenklager 4 an die Dämpfungszylinder 2 angeschlossen. Die 4 Dämpfungszylinder 2 sind gleicher Bau­ art austauschbar an den Längsträgern 9 angeschlossen und werden vorne quer über die Stoßstange 3 abgestützt. Die Verkleidung 10 kann mit der Stoßstange 1 integriert oder separat als leichtes Formteil lösbar angebracht sein. Die Die Dämpfungszylinder 2 haben entsprechend der Fahrzeug­ größe und Gewicht abgestimmte Dimensionen gleicher Bauart, was auch für die anderen Komponenten gilt. Er besteht nach Fig. 2 im Prinzip aus den Komponenten Gehäuse 21 als Zylinder mit der Führungsbuchse 23, Rückhaltefeder 29 sowie ein Feder­ paket 27 mit Anschlußflansche 26, 30 sowie den Leitungsan­ schlüssen für die Druckluftzuführung 8 und -abführung 5, außerdem aus dem Kolbenstößel 22 und dem flexiblen An­ schlußlager 24, Anschlußelemente 25 sowie dem Dichtring 28. Hydraulische Unterstützung des Dämpfungszylinders 2 zur not­ wendigen Erhöhung der Arbeitsaufnahme ist alternativ vorge­ sehen. Bei schlechten Witterungsbedingungen kann zur größeren Sicherheit bei Nebel, Glatteis über einen im Fahrerraum ange­ ordneten Safetyhandel das Stoßstangensystem ausgefahren werden und nach Fahrtbeendigung über Druckabbauventil das System in Normallage eingefahren wird. As shown by the images of the SADS in Fig. 1 according to the invention, the rigid bumpers 1 are arranged at the same height H in the front and rear. The bumpers are connected to the damping cylinders 2 via flexible joint bearings 4 . The 4 damping cylinders 2 are of the same type interchangeably connected to the side members 9 and are supported across the front of the bumper 3 . The lining 10 can be integrated with the bumper 1 or can be detachably attached separately as a light molded part. The damping cylinders 2 have dimensions of the same design according to the vehicle size and weight, which also applies to the other components. It consists of Fig. 2 in principle from the components housing 21 as a cylinder with the guide bush 23 , retaining spring 29 and a spring package 27 with connecting flanges 26 , 30 and the line connections for the compressed air supply 8 and discharge 5 , also from the piston rod 22nd and the flexible on circuit bearing 24 , connecting elements 25 and the sealing ring 28th Hydraulic support of the damping cylinder 2 for the necessary agile increase in work is alternatively provided. In bad weather conditions, the bumper system can be extended via a safety dealership located in the driver's compartment for greater safety in the event of fog or black ice and the system can be retracted in the normal position after the end of the journey using the pressure relief valve.

Das Leitungssystem besteht aus dem Druckbehälter bzw. Akku 7, den gesteuerten Ventilen 5, 6 und 11, den Leitungen 8 für das SADS und den Leitungen 12 für das AADS. Die Airbags 13 haben eine faltbare stabile Haut, wobei die Seitenform einem Kegelstumpf entspricht und eine bestimmte Höhe für eine ausreichende Arbeitsaufnahme sowie Anschlüsse für eine Luftzuführung 12 und Abführung 11 hat. Der oder die Druckbehälter 7 sind an der Abschlußwand des Motorraumes oder sonst im Fahrzeugraum stabil befestigt und haben die Anschlüsse der Leitungen 8 und 12 sowie die notwendigen Druckluft-, Füll- und Prüfvorkehrungen.The line system consists of the pressure vessel or battery 7 , the controlled valves 5 , 6 and 11 , the lines 8 for the SADS and the lines 12 for the AADS. The airbags 13 have a foldable, stable skin, the side shape corresponding to a truncated cone and having a certain height for sufficient work and connections for an air supply 12 and discharge 11 . The one or more pressure vessels 7 are stably attached to the end wall of the engine compartment or otherwise in the vehicle compartment and have the connections of the lines 8 and 12 as well as the necessary compressed air, filling and testing arrangements.

Claims (10)

1. Das Stoßstangenaufpralldämpfungssystem mit biegesteifen Stoßstangen 1, die Dämpfungszylinder 2 und Querstrebe 3 sowie dem Leitungssystem mit den Leitungen 8, Ventilen 5 und 6 und dem Druckbehälter 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Crashfall die bedingt vorausgehende starke Bremswirkung oder Safetyhandel bei Nebel, Glatteis das in dem Druckbehälter 7 gespeicherte Gas bzw. Druckluft über das Ventil 6 freigibt und durch die Leitung 8 in den Dämpfungszylinder 2 leitet und die Rückhaltespring­ feder 29 oder Rückhaltevorrichtung am Zylinderboden überdrückt und über den Kolbenstößel 22 die Stoßstange für einen bestimmten Federdämpfungsweg F ausgefahren wird, wo dann das Druckmedium im Zylinder 21 über das Ventil 6 gefangen und zur Dämpfung des Aufprallstoßes die Arbeits­ aufnahme über das Ventil 5 gesteuert die Druckluft nach außen abgeführt wird. Die Kolbenstößel 22 kommen auf Block und werden über das Federpaket 27 abgefedert und in die Rückhaltevorrichtung 29 gedrückt und der Reststoß auf Längsträger 9 übertragen.1. The bumper impact damping system with rigid bumpers 1 , the damping cylinder 2 and cross strut 3 and the line system with the lines 8 , valves 5 and 6 and the pressure vessel 7 is characterized in that in the event of a crash the conditionally preceding strong braking effect or safety trade in fog, black ice the gas or compressed air stored in the pressure vessel 7 is released via the valve 6 and passes through the line 8 into the damping cylinder 2 and the retaining spring 29 or restraining device on the cylinder base is overpressed and the bumper is extended for a specific spring damping path F via the piston tappet 22 , where then the pressure medium is caught in the cylinder 21 via the valve 6 and to absorb the impact shock, the work is controlled by the valve 5 and the compressed air is discharged to the outside. The piston tappets 22 come on block and are cushioned by the spring assembly 27 and pressed into the retaining device 29 and the residual impact is transmitted to the longitudinal member 9 . 2. Das Stoßstangenaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten Stoßstange 1, Dämpfungszylinder 2 und Querstrebe 3 zusammen eine Einheit bilden und als gleicher Bausatz für die Front- und Heck­ partie aller Fahrzeuge gleicher Größenordnung Verwendung finden und austauschbar sind und bei gleicher oder ähnlicher Bauart der Größe und dem Gewicht des Fahrzeuges entsprechend dimensioniert und in gleicher Höhe angebracht sind.2. The bumper impact damping system according to claim 1, characterized in that the components bumper 1 , damping cylinder 2 and cross strut 3 together form a unit and are used as the same kit for the front and rear part of all vehicles of the same size and are interchangeable and with the same or similar The size and weight of the vehicle are dimensioned accordingly and are attached at the same height. 3. Das Stoßstangenaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biege- und verdreh­ steifen Stoßstangen 1 ohne oder mit integrierter Verkleidung 10 flexibel und beweglich an den Dämpfungszylindern 2 ge­ lagert mit Komponenten 24, 25 ist und Verformungen mitmachen und ausgleichen kann und in gleicher Höhe H an jedem Fahr­ zeug angebracht ist.3. The bumper impact damping system according to claim 1 and 2, characterized in that the flexurally and torsionally rigid bumpers 1 without or with integrated cladding 10 are flexibly and movably supported on the damping cylinders 2 with components 24 , 25 and can participate in and compensate for deformations and at the same height H is attached to every vehicle. 4. Das Stoßstangenaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 1, 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungszylinder 2 mit einem Anschlußflansch 30 lösbar auf Druck orientiert mit dem drucksteifen Längsträger 9 des Fahrzeugrahmens ver­ bunden sind und alternative hydraulische Unterstützung hat.4. The bumper impact damping system according to claim 1, 2 and 3, characterized in that the damping cylinder 2 with a connecting flange 30 releasably oriented to pressure with the rigid frame member 9 of the vehicle frame are connected and has alternative hydraulic support. 5. Das Stoßstangenaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 1, 2, 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß am Boden des Zylinders 21 ein Federpaket 27 zur Abdämpfung des Aufprallstoßes so­ wie für die Geringstöße beim Einparken oder Fahren im Stau angebracht ist. Außerdem ist vor der Führungsbuchse 23 die Rückhaltespringfeder 29 eingebaut oder alternativ am Zylinder­ boden eine federbelastete Rückhaltevorrichtung vorgesehen.5. The bumper impact damping system according to claim 1, 2, 3 and 4, characterized in that at the bottom of the cylinder 21, a spring assembly 27 for damping the impact shock as for the small bumps when parking or driving in a traffic jam is attached. In addition, the retaining spring 29 is installed in front of the guide bush 23 or, alternatively, a spring-loaded retaining device is provided on the cylinder base. 6. Das Stoßstangenaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß am Kolbenstößel 22 das flexible Anschlußlager 24 für den Verformungsausgleich der Stoßstange 1 angebracht ist.6. The bumper impact damping system according to claim 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that the flexible connecting bearing 24 for the deformation compensation of the bumper 1 is attached to the piston rod 22 . 7. Das Airbagaufpralldämpfungssystem mit den Airbags 13 und dem Leitungssystem mit den Leitungen 12, Ventilen 6 und 11 und dem Druckbehälter 7 ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Crashfall die bedingt vorausgehende starke Brems­ wirkung das im Druckbehälter 7 gespeicherte Gas bzw. Druck­ luft über das Ventil 6 freigibt und durch die Leitung 12 in den Airbag 13 leitet und den Behälterdeckel öffnet, den Airbag 13 entfaltet und expandiert, wo dann das Druckmedium über das Ventil 6 gefangen und zur Dämpfung des Körperauf­ prallstoßes zur Arbeitsaufnahme über das Ventil 11 geregelt nach außen abgeführt wird.7. The airbag impact damping system with the airbags 13 and the line system with the lines 12 , valves 6 and 11 and the pressure vessel 7 is characterized in that in the event of a crash the conditionally preceding strong braking effect the gas or compressed air stored in the pressure vessel 7 via the Valve 6 releases and conducts through line 12 into the airbag 13 and opens the container lid, the airbag 13 unfolds and expands, where the pressure medium is then caught via the valve 6 and regulated to dampen the body impact impact to take up work via the valve 11 to the outside becomes. 8. Das Airbagaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß das Airbag 13 eine faltbare stabile Haut, eine kegelstumpfe Außenform versteift und eine be­ stimmte Höhe zur Arbeitsaufnahme ohne Blockade mit den Leitungsanschlüssen der Leitung 12 und dem geregelten Über­ druckventil 11 hat sowie auch pyramidenstumpfförmig sein kann.8. The airbag impact damping system according to claim 7, characterized in that the airbag 13 stiffens a foldable stable skin, a truncated cone outer shape and has a certain height for taking up work without blockage with the line connections of the line 12 and the regulated pressure valve 11 and can also be truncated pyramid-shaped . 9. Das Airbagaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 7, 8 da­ durch gekennzeichnet, daß dieses im Prinzip mit dem SADS nach Anspruch 1 kombiniert mit einem oder mehreren Druck­ behältern 7 getrennt oder gemeinsam betrieben werden.9. The airbag impact damping system according to claim 7, 8 since characterized in that this in principle with the SADS according to claim 1 combined with one or more pressure containers 7 are operated separately or together. 10. Das Airbagaufpralldämpfungssystem nach Anspruch 7, 8, 9 dadurch gekennzeichnet, daß mit diesem Drucksystem auch mehrere Airbag 13 ähnlicher Bauart im Rücksitz und Seiten­ bereich des Fahrzeuges betrieben werden.10. The airbag impact damping system according to claim 7, 8, 9, characterized in that several airbag 13 of a similar design are operated in the rear seat and side area of the vehicle with this pressure system.
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