DE19745656C2 - Pralldämpfer für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Pralldämpfer für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Pralldämpfer für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des An
spruches 1.
In der DE 196 33 110, die im Oberbegriff des Anspruches 1 berücksichtigt ist, ist ein Pralldämpfer
für einen Stoßfänger eines Kraftfahrzeuges beschrieben, welcher zwei Deformationselemente mit
unterschiedlicher Steifigkeit umfaßt, die in Abhängigkeit von der Aufprallgeschwindigkeit des
Fahrzeuges beaufschlagt werden. Ein weniger steifes Deformationselement ist ab einer vorbe
stimmten Fahrgeschwindigkeit mit einem steiferen Deformationselement gekoppelt, welches bei
einem Aufprall mit dieser Fahrgeschwindigkeit noch nicht verformt werden würde. Damit das
steifere Deformationselement in Abhängigkeit von gemessenen Aufprallwerten bei Bedarf genau
zur richtigen Zeit zugeschaltet werden kann, ist dieses durch ein Antriebssystem in den Deforma
tionsraum bewegbar. Auch das Antriebssystem muß dann den Aufprallbelastungen standhalten
können, wodurch diese Anordnung nur mit relativ großem Aufwand funktionstüchtig zu verwirk
lichen ist.
Die DE 24 41 557 A1 zeigt einen Pralldämpfer, welcher zwei Dämpfungsstufen umfaßt. In der
ersten Stufe findet eine plastische Verformung statt, an welche sich eine weitere plastische Ver
formung anschließt. Die zweite Dämpfungsstufe wird nicht gezielt zugeschaltet sondern ist der
ersten Dämpfungsstufe permanent nachgeschaltet.
Aus der DE 41 21 497 C2 ist ein Pralldämpfer mit einem Kolben-/Zylindersystem bekannt, dessen
Kolbenbewegung beim Aufprall erfaßt und bei Erreichen einer großen Verschiebegeschwindigkeit
des Kolbens angehalten wird, wonach der Pralldämpfer durch seine plastische Verformung Auf
prallenergie abbaut. Der Kolben kann durch detektorgesteuerte, radial einschiebbare
Verriegelungsbolzen oder halbringförmige Verriegelungselemente arretiert werden, wonach der
Pralldämpfer plastisch verformt
wird. Bei diesem Pralldämpfer ist also nur eine
Deformationsstufe mit plastischer Verformung für den
Energieabbau beim Fahrzeugaufprall vorhanden.
Aus der DE 40 37 101 A1 ist ein Pralldämpfer für einen
Stoßfänger in einem Kraftfahrzeug bekannt, dessen Außenrohr bei
einem Fahrzeugaufprall verformbar ist, wobei eine träge Masse
auf das Außenrohr einwirkt, deren trägheitsbedingte Verlagerung
die Veränderung der Querschnittsform des Außenrohres
hervorruft. Eine Einstellmöglichkeit für das
Pralldämpferverhalten ist hier nicht vorgesehen.
In der US 3 789 948 A1 ist ein Pralldämpfer im Vorbau eines
Kraftwagens beschrieben, dessen Dämpferfeder in Abhängigkeit
der Geschwindigkeit des Kraftwagens mit geringerem oder nur mit
hohem Kraftaufwand zusammendrückbar gesteuert ist, wodurch bei
einem Aufprall mit höherer Geschwindigkeit die Wirkung der
Dämpferfeder länger erhalten bleibt. Um den Federwiderstand zu
verändern wird hier ein aufwendiger Verstellmechanismus
vorgeschlagen, der im Fahrbetrieb fortlaufend beaufschlagt wird
und den Federwiderstand der gefahrenen Geschwindigkeit anpaßt.
In der US 4 929 008 A1 ist ein Pralldämpfer beschrieben, dessen
Aufprallenergieabbau zuerst in einem gasbefüllbaren,
entfaltbaren Block dann in Scherbolzen und endlich in einem
Dämpfermaterial erfolgt, so daß bis zu drei Dämpfungsvorgänge
nacheinander eingeleitet werden, je nachdem, wie stark der
Aufprall erfolgt. Der Energieabbau wird hier durch die
eingeleiteten Kräfte verursacht und kann nicht individuell
gesteuert werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem
gattungsgemäßen Pralldämpfer einen einfach zu verwirklichenden,
dem Fahrzeugaufprall gesteuert anpaßbaren Verformungswiderstand
vorzusehen.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruches 1 gelöst.
Es ist von Vorteil, wenn ein Pralldämpfer, der z. B. als
Crashabsorber in einen Längsträger oder eine
Stoßstangenhalterung eingesetzt ist, in seinem Umformwiderstand
einstellbar ausgebildet ist, so daß er nach Ermittlung der nach
Möglichkeit beim Aufprall abzubauenden Kräfte, erfaßt aufgrund
einer Precrasherkennung oder durch eine Fahrzeugsensorik, vor
oder während des Fahrzeugaufpralles in seiner Wirkung an die
Unfallschwere anpaßbar ist.
So kann das Sperrteil aufgrund eines sich durch verschiedene,
beim Aufprall sensierte Meßwerte ergebenden Aufprallmeßwertes
gesteuert werden oder durch eine Precrasherkennung, die z. B.
die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Näherungsgeschwindigkeit des
Unfallgegners oder dessen Kontur berücksichtigt, das
Verformungsverhalten des Pralldämpfers der Unfallschwere vor
dem Aufprall bereits angepaßt werden.
Die Verschiebung eines Sperrteiles in unterschiedliche
Positionen, in denen es eine weniger starke oder starke
plastische Verformung des Deformationselementes unter
Absorption von Aufprallenergie herbeiführt, indem es
unterschiedlich in den Verschiebeweg des Deformationskörpers
hineinragt, stellt eine einfach und kostengünstig zu
verwirklichende Lösung zur Ausbildung des Pralldämpfers da.
Das dem Aufprall angepaßte Deformationsverhalten führt zu einer
Reduzierung der Insassenbelastung, da die Energieabsorption im
Pralldämpfer optimiert werden kann. Außerdem kann durch die
Steuerung des Pralldämpfers auch auf die Crashkompatibilität
des Fahrzeuges in Bezug auf dessen Unfallgegner Rücksicht
genommen werden, und auch die Reparaturkosten des mit diesem
Pralldämpfer ausgestatteten Fahrzeuges können positiv
beeinflußt werden.
Eine kostengünstige Ausbildung des Pralldämpfers ist durch
einen Deformationskörper verwirklicht, der mindestens zwei
konzentrisch gelagerte Rohre umfaßt, die einzeln oder zusammen
durch das Sperrteil an einer Verschiebung gehindert und damit
beim Aufprall plastisch verformt werden. In einer ebenfalls
kostengünstig und mit geringem Fertigungsaufwand
herzustellenden Ausführungsform umfaßt das Sperrteil mindestens
zwei nacheinander wirkende Verformungskörper, die wahlweise
einzeln oder gemeinsam mit unterschiedlicher Erstreckung in den
Verschiebeweg des Deformationskörpers hineinragen. Die
Ausbildungen können auch miteinander kombiniert werden.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen gehen aus den
Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher
beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1a einen Pralldämpfer beim Fahrzeugaufprall mit geringer
eingestelltem Verformungswiderstand,
Fig. 1b den Pralldämpfer aus Fig. 1a mit höher eingestelltem
Verformungswiderstand,
Fig. 2a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Pralldämpfers in
einer Ausgangsposition vor dem Fahrzeugaufprall,
Fig. 2b den Pralldämpfer aus Fig. 2a beim Fahrzeugaufprall und
mit gering eingestelltem Verformungswiderstand, und
Fig. 2c den Pralldämpfer aus Fig. 2a beim Fahrzeugaufprall und
mit höher eingestelltem Verformungswiderstand.
In den Figuren ist ein Pralldämpfer 1, 1' dargestellt, wie er
zur Halterung einer Stoßstange in einem Kraftfahrzeug oder als
Einsatz im Längsträger Verwendung findet, aber auch beliebig
anderswo eingesetzt werden könnte. Der Pralldämpfer 1, 1' hat
dabei die Aufgabe, bei einer bei einem Fahrzeugaufprall auf
eine Prallplatte 2 bzw. 2' auftreffenden Kraft (Pfeil F), durch
seine plastische Verformung Aufprallenergie zu absorbieren.
Der Pralldämpfer 1, 1' ist dabei so ausgebildet, daß sein
Verformungswiderstand mit mindestens zwei Schaltstufen
gesteuert werden kann, und somit der Pralldämpfer 1, 1' an die
Unfallschwere anpaßbar ist. Nach einer Erkennung des Aufpralles
durch Sensoren, die vor dem Aufprall als Precrasherkennung,
z. B. über bildgebende Systeme, oder während des Aufpralles
Aufpralldaten ermitteln, werden bei den gezeichneten
Ausbildungen dem Pralldämpfer 1, 1' durch eine
Schaltmöglichkeit zwei verschiedene Längssteifigkeiten gegeben,
wodurch eine geringere oder eine höhere Energieabsorption bei
der plastischen Verformung des Pralldämpfers 1, 1' erfolgt.
Das dem Aufprall angepaßte Deformationsverhalten führt zu einer
Reduzierung der Insassenbelastung, da die Energieabsorption im
Pralldämpfer 1, 1' optimiert wird. Außerdem kann durch die
Steuerung des Pralldämpfers 1, 1' auch auf die
Crashkompatibilität des Fahrzeuges in Bezug auf dessen
Unfallgegner Rücksicht genommen werden, und auch die
Reparaturkosten des mit diesem Pralldämpfer 1, 1'
ausgestatteten Fahrzeuges können positiv beeinflußt werden.
In den Fig. 1a und 1b, in denen der Pralldämpfer 1 durch
eine Aufprallkraft F belastet ist, umfaßt der Pralldämpfer 1
anschließend an die kraftaufnehmende Prallplatte 2 als
Deformationskörper 3 zwei konzentrisch gelagerte Rohre 4 und 5,
die einzeln oder gemeinsam plastisch verformt werden können.
Die plastische Verformung wird durch ein Sperrteil 6 erreicht,
welches in den Verschiebeweg des Deformationskörpers 3
hineinragt und diesen dadurch an einer axialen Verschiebung
hindern kann.
In einer ersten Schaltstellung A, gemäß der Fig. 1a, liegt das
Sperrteil 6 im Weg des äußeren Rohres 5 und wirkt auf dieses
bei der Beaufschlagung des Pralldämpfers 1 durch die
Aufprallkraft F deformierend ein. Das innenliegende Rohr 4 wird
in seiner Axialbewegung nicht behindert. In dieser
Schaltstellung des Sperrteiles 6 reagiert der Pralldämpfer 1
weich, was für einen leichteren Aufprall in der
Energieabsorption ausreichend ist. Es ist natürlich möglich, in
einer anders gestalteten Ausbildung, - das Sperrteil bei einem
weich geschalteten Deformationskörper in den Weg des inneren
Rohres zu plazieren und das äußere Rohr daran vorbeizuführen.
Bei einem starken Aufprall wird dann, wie in der Fig. 1b
dargestellt, das Sperrteil 6 in die Schaltstellung B überführt,
in der ein Schieber 7, durch einen nicht näher dargestellten
Antrieb bewegt, in den Weg des inneren Rohres 4 hineinragt,
wodurch der Verformungswiderstand in dieser zusätzlichen
Deformationsstufe erhöht ist. Das Sperrteil 6 kann in beliebig
vorherbestimmbaren Stellungen am Umfang des Deformationskörpers
3 angeordnet werden und führt bei kostengünstiger Herstellung
und einfachem Aufbau zu einem funktionstüchtigen, im
Deformationsverhalten schaltbaren Pralldämpfer 1.
Ein weiteres Ausbildungsbeispiel zeigen die Fig. 2a, 2b und
2c, in denen der Deformationskörper 3' des Pralldämpfers 1' ein
Rohr 11 umfaßt, welches bei unbelastetem Pralldämpfer 1' mit
einer Verjüngung am freien Ende 8 in einen Konus eines
Sperrteiles 6' hineinragt. Das Sperrteil 6' umfaßt radial
bewegbare Schieber 7', durch die in der gezeigten Stellung
neben einem am Sperrteil festliegenden, ringförmigen
Verformungskörper 9 auch ein ringförmiger Verformungskörper 10
axial unverschieblich in seiner Position gehalten ist. Der
Verformungskörper 9 weist im engsten Durchgangsquerschnitt
einen größeren Durchmesser auf als der Verformungskörper 10.
Daraus resultiert, daß bei der axialen Verschiebung des
Deformationskörpers 3' durch Belastung der Prallplatte 2' beim
Fahrzeugaufprall das Rohr 11 durch den feststehenden
Verformungskörper 9 weniger stark verjüngt wird als durch den
feststehenden Verformungskörper 10. Neben einer Verjüngung des
Rohres 11 unter Vergrößerung der Wanddicke könnten hier auch
axial verschiebbare Verformungskörper verwendet werden, die
verformend auf das Rohr 11 einwirken.
Bei einem aufgrund eines Meßsignales beim Fahrzeugaufprall
weich eingestellten Pralldämpfer 1' wird, wie die Fig. 2b
zeigt, das Rohr 11 aufgrund der Aufprallkraft (Pfeil F) durch
die sich konisch verengende Bohrung des Verformungskörpers 9
gedrückt und umgeformt. Der Verformungskörper 10 hingegen ist
durch die in der Schaltstellung A' des Sperrteiles 6'
zurückverschobenen Schieber 7' freigegeben worden und bewegt
sich mit dem Rohr 11 mit, ohne auf dieses verformend
einzuwirken. Damit ist hier die eingeleitete Deformation des
Deformationskörpers 3' und damit die Energieabsorption beim
Aufprall geringer als bei dem nach Fig. 2c härter eingestellten
Prallkörper 1'. Hier wird der Verformungskörper 10 durch die in
der Schaltstellung B' des Sperrteiles 6' durch einen nicht
näher dargestellten Antrieb vorgeschobenen Schieber 7' axial
unverschiebbar festgelegt, und damit das Rohr 11 in einer
zusätzlichen Deformationsstufe durch die nun nachfolgende,
engere Bohrung des Verformungskörpers 10 gedrückt.
Claims (6)
1. Pralldämpfer für ein Kraftfahrzeug, mit einem beim
Fahrzeugaufprall verformbaren Deformationskörper, in dessen Weg
ein Sperrteil hineinragt, mit welchem aufgrund der
Krafteinwirkung beim Aufprall eine plastische Verformung des
Deformationskörpers unter Absorption von Aufprallenergie
herbeigeführt wird, wobei der Verformungswiderstand des
Deformationskörpers durch eine Steuerung in einer zusätzlichen
Deformationsstufe erhöht werden kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrteil (6, 6') mindestens zwei Schaltstellungen (A,
B) aufweist, in denen es in den Verschiebeweg des
Deformationskörpers (3 bzw. 3') hineinragt, wodurch der
Deformationskörper (3 bzw. 3') durch die Krafteinwirkung beim
Aufprall weniger oder mehr plastisch verformt wird.
2. Pralldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltstellungen (A bzw. B, A' bzw. B') des Sperrteiles
(6, 6') aufgrund eines Aufprallmeßwertes geschaltet werden.
3. Pralldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltstellungen (A bzw. B, A' bzw. B') des Sperrteiles
(6, 6') aufgrund einer Precrasherkennung wählbar sind.
4. Pralldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Deformationskörper (3) mindestens zwei konzentrisch
gelagerte Rohre (4 und 5) umfaßt, die einzeln oder zusammen
durch das Sperrteil (6) an einer Verschiebung gehindert sind.
5. Pralldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Sperrteil (6') mindestens zwei nacheinander
angeordnete, mit ansteigendem Widerstand einwirkende
Verformungskörper (9 und 10) umfaßt, die wahlweise einzeln oder
gemeinsam in den Verschiebeweg des Deformationskörpers (3)
hineinragen.
6. Pralldämpfer nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein bewegbarer Sperrschieber (7, 7') am Sperrteil (6 bzw.
6') gelagert ist.
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