DE19947245A1 - Shock absorbent appliance has base plate on which stand hollow conical shock absorbent elements - Google Patents
Shock absorbent appliance has base plate on which stand hollow conical shock absorbent elementsInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Absorption von Stoßenergie.The present invention relates to a device for absorbing Impact energy.
Diese Vorrichtung findet ihre Anwendung insbesondere im Kraftfahrzeugbereich. Sie wird vorzugsweise in den Fahrzeugtüren eingebaut, kann aber gleichermaßen in anderen Fahrzeugteilen angeordnet werden, wo sie die energieabsorbierende Kraft des Fahrzeuggerüsts (Armaturenbrett, Mittelkonsole) ergänzt.This device is used in particular in the motor vehicle sector. It is preferably installed in the vehicle doors, but can equally well be placed in other vehicle parts where they are energy absorbing Power of the vehicle scaffolding (dashboard, center console) added.
Aus der EP-A-0 863 056 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, die eine bestimmte Dicke aufweist und aus einer Grundplatte besteht, auf der sich mehrere hohle stoßabsorbierende Elemente erheben, die der Verformung durch Stoß Widerstand entgegensetzen und die konisch geformt sind.From EP-A-0 863 056 such a device is known, the one has a certain thickness and consists of a base plate on which several Hollow shock absorbing elements raise the deformation caused by impact Oppose resistance and are conical in shape.
Diese bekannte Vorrichtung kann jedoch nicht die gesamte Energie absorbieren, mit der zu rechnen ist. Insbesondere ist es nicht vorgesehen, die Gesamtwiderstandskraft zu verringern und diese Druckschrift lehrt auch nicht, welche Mittel die Stoßabsorption angesichts der damit verbundenen Kraftkurve optimieren könnten.However, this known device cannot absorb all the energy, to be reckoned with. In particular, it is not provided for To reduce overall resistance and this document also does not teach what means the shock absorption in view of the associated force curve could optimize.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung vor, daß die Größencharakteristika wenigstens einiger stoßabsorbierender Elemente unterschiedlich sind, so daß gegenüber einer gedachten gemeinsamen Bezugsebene der Elemente jedes einzelne Element einen maximalen Deformationswiderstand, der einer bestimmten Deformationshöhe entspricht aufweist, wobei diese Deformationshöhe zwischen wenigstens einigen Elementen unterschiedlich ist, um die gesamte maximale Widerstandskraft zu reduzieren. To solve this problem, the present invention proposes that the Size characteristics of at least some shock absorbing elements are different, so that compared to an imagined common Reference plane of the elements each individual element a maximum Deformation resistance that corresponds to a certain height of deformation has, this height of deformation between at least some elements is different to reduce the total maximum resistance.
Dabei wird als Deformationshöhe der Unterschied zwischen der bestimmten Dicke der Vorrichtung und der Höhe eines bestimmten stoßabsorbierenden Elemente bestimmt. Die gedachte mittlere Ebene ist daher eine Referenzhöhe, die allen stoßabsorbierenden Elementen gleich ist, ab der man das Eindrücken dieses oder jenes Elements berechnet.Here, the difference between the determined height of deformation Thickness of the device and the height of a certain shock absorbing Elements determined. The imaginary middle level is therefore a reference height, the all shock absorbing elements is the same, from which you can impress this or that element.
Da alle Elemente in Funktion ihrer Verformungshöhe die im wesentlichen gleichen Widerstandskurven aufweisen, besteht die Gefahr eines im wesentlichen gleichzeitigen Einknickens: In dem die Struktur- oder Größencharakteristika der Elemente verändert werden, verringert man auf einfache Weise diese Gefahr des gleichzeitigen Einknickens.Since all elements function essentially according to their height of deformation have the same resistance curves, there is essentially the risk of simultaneous buckling: in which the structure or size characteristics of the Elements are changed, one simply reduces this risk of simultaneous buckling.
Die Veränderung der Widerstandskraft gegen Verformung eines bestimmten Elements in Funktion seiner Verformung stellt im allgemeinen einen raschen Anstieg auf ein Maximum dar, auf das ein wellenförmiger Verlauf folgt. In dem man für wenigstens einige Elemente die Verformungshöhe, an der sie das Maximum erreichen, verändert, wird die Gesamtwiderstandskraft verringert. Die Elemente knicken dadurch nicht gleichzeitig ein und, dies gilt auch für die Vorrichtung, behalten ihre Wirksamkeit unterhalb des Maximums.The change in resistance to deformation of a particular one Elements in function of their deformation generally represents a rapid Rise to a maximum, which is followed by a wavy course. By doing for at least some elements the amount of deformation at which they are Reaching maximum, changed, the total resistance is reduced. The Elements do not buckle at the same time and this also applies to the Device, keep their effectiveness below the maximum.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung besitzt jedes Element vor dem Stoß eine bestimmte Höhe (d. h. eine Nominalhöhe) und unterscheidet sich in dieser Höhe wenigstens von einigen anderen Elementen. Man hat in der tat festgestellt, daß Elemente unterschiedlicher Höhe das Problem des gleichzeitigen Einknickens deutlich vermindert.According to a feature of the invention, each element has one before the impact certain amount (i.e. a nominal amount) and differs in that amount at least some other elements. Indeed, it has been found that Elements of different heights the problem of simultaneous buckling significantly reduced.
Weitere wichtige Charakteristika der Erfindung sind:
Other important characteristics of the invention are:
- - daß jedes Element eine Wandstärke oder ein Wandstärkenprofil aufweisen kann, das sich von denen einiger anderer Elemente unterscheidet,- That each element have a wall thickness or a wall thickness profile that is different from some of the other elements
- - daß jedes Element wenigstens einen Konuswinkel aufweist, das sich von dem Winkel oder von den Winkeln einiger anderer Elemente unterscheidet.- That each element has at least one cone angle, which is different from the angle or angles of some other elements.
Es ist festgestellt worden, daß solche Varianten in Stärken und Winkeln der kegelstumpfförmigen Elemente die Bestimmung des Widerstands der Elemente, sei es um diese zu erhöhen oder sei es um diese herabzusetzen, erleichtert.It has been found that such variations in strengths and angles of the frustoconical elements determining the resistance of the elements, be it to increase it or to decrease it, relieved.
Da die Wandstärke über dies gesamte Höhe eines Elements nicht gleich ist, soll im folgenden von Wandstärkenprofilen die Rede sein.Since the wall thickness is not the same over this entire height of an element, in the following we speak of wall thickness profiles.
Gemäß eines anderen Merkmals der Erfindung sind die stoßabsorbierenden Elemente vorzugsweise in einer regelmäßigen Struktur angeordnet. Es ist in der Praxis vorteilhaft, ein solches regelmäßiges Motiv in jedem Teilbereich der Vorrichtung zu wiederholen, um identische oder vergleichbare Widerstandscharakteristika zu erhalten.According to another feature of the invention, they are shock absorbing Elements preferably arranged in a regular structure. It is in the Practice advantageous, such a regular motif in each sub-area of the Repeat device to be identical or comparable Obtain resistance characteristics.
Um einen vorteilhaften Verformungswiderstand zu erhalten und die Probleme der mechanischen Festigkeit der kegelstumpfförmigen Elemente zu vermeiden, sieht ein anderes vorteilhaftes Merkmal der Erfindung vor, daß die Grundplatte und die stoßabsorbierenden Elemente einstückig aus Kunststoff gespritzt werden.To get an advantageous resistance to deformation and the problems of to avoid mechanical strength of the frustoconical elements another advantageous feature of the invention that the base plate and shock-absorbing elements are injection molded in one piece from plastic.
Vorzugsweise sind wenigstens einige der stoßabsorbierenden Elemente an ihren freien Enden abgestumpft und weisen eine Abschlußwand auf, wobei wenigstens einige der stoßabsorbierenden Elemente an diesen Enden innen mit einer zweiten Wand versehen sind, die sich von der Abschlußwand nach unten in den Hohlraum des jeweiligen stoßabsorbierenden Elements erstreckt. Dies ermöglicht eine weitere, verbesserte Kontrolle es Deformationswiderstands und die Glättung der Kurve der Kräfteabsorption.Preferably at least some of the shock absorbing elements are on theirs blunted free ends and have an end wall, at least some of the shock absorbing elements at these ends have a second inside Wall are provided, which extend from the end wall down into the cavity of the respective shock absorbing element extends. This enables one further, improved control of it deformation resistance and the smoothing of the Force absorption curve.
Die innere, zusätzliche Wand erstreckt sich vorzugsweise von der Abschlußwand des Elements aus nur über einen Teil h von dessen Höhe und besitzt im wesentlichen eine stumpfkegelige Form, die sich von der Abschlußwand aus nach unten in Richtung des größten Durchmessers der Außenwand verjüngt, wobei sich die Neigungen der Außenwand und der Innenwand des Elements so verhalten, daß beim Verformen des Elements das Einknicken der Außenwand durch die zusätzliche Innenwand aufgehalten wird. The inner, additional wall preferably extends from the end wall of the element from only over part h of its height and has in essentially a frusto-conical shape that extends from the end wall tapers down towards the largest diameter of the outer wall, with the inclinations of the outer wall and the inner wall of the element behave so that when the element is deformed, the outer wall is buckled by the additional inner wall is held open.
Während daher die Außenwand einknickt, wird sie sich gewissermaßen auf dem inneren Haltekonus abstützen.Therefore, while the outer wall buckles, it will, as it were, on the Support the inner retaining cone.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Basisflächen mit dem größten Querschnitt wenigstens einiger stoßabsorbierender Elemente durch eine Wand aus Kunststoffmaterial miteinander verbunden, die sie örtlich umgibt, wobei sich die Wand entlang einer nicht planen Fläche erstreckt, so daß sich die Basisflächen im großen und ganzen kurvig ausdehnen.According to a further advantageous embodiment of the invention, the Base areas with the largest cross section of at least some shock absorbing Elements connected by a wall of plastic material that they locally surrounds, the wall extending along a non-planar surface, so that the base surfaces are largely curved.
Dieses Merkmal begünstigt die Widerstandskraft der gesamten Vorrichtung, indem vor allem unterhalb des Maximums noch eine Widerstandskraft aufrechterhalten wird.This feature favors the resistance of the entire device, by still having a resistance especially below the maximum is maintained.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:In the following, the invention will be illustrated by way of example with reference to drawings described. Show it:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen stoßabsorbierenden Elements; Figure 1 is a schematic perspective view of a shock absorbing element according to the invention.
Fig. 2 einen Teilschnitt einer Ausführungsform; Fig. 2 shows a partial section of an embodiment;
Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt einer anderen Ausführungsform; Fig. 3 is an enlarged fragmentary section of another embodiment;
Fig. 4 einen noch weiter vergrößerten Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform; Fig. 4 is a further enlarged fragmentary section of another embodiment;
Fig. 5 Kurvendarstellungen, die die Veränderung der Widerstandskraft gegen die Verformung eines oder mehrerer stoßabsorbierender Elements in Funktion der Verformungshöhe zeigen; Fig. 5 is graphs showing the change in the resistance to the deformation of one or more shock-absorbing element in function of the deformation amount;
Fig. 6 eine schematische Perspektivansicht einer inneren Türverkleidung mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Absorption von Stößen; Fig. 6 is a schematic perspective view of an inner door panel with an inventive device for absorbing shocks;
Fig. 7 eine vergrößerte Perspektivansicht der stoßabsorbierenden Vorrichtung von Fig. 6; FIG. 7 is an enlarged perspective view of the shock absorbing device of FIG. 6;
Fig. 8 eine Perspektivdarstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung; Fig. 8 is a perspective view of another embodiment of the invention;
Fig. 9 einen Teilschnitt entlang der Linie IX-IX von Fig. 8, wobei die gestrichelten Linien ein abgestütztes Einknicken eines stoßabsorbierenden Elements zeigen. Fig. 9 is a partial section along the line IX-IX of Fig. 8, the dashed lines showing a supported buckling of a shock absorbing element.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer stoßabsorbierenden Vorrichtung 1. Diese Vorrichtung besteht aus einer Grundplatte 3, auf deren einer Seite sich eine Mehrzahl stoßabsorbierender Elemente 51-58 erhebt. Die Vorrichtung 1 ist einstückig aus Kunststoff hergestellt, beispielsweise aus einem niedermolekularen Polyethylen. Andere Materialien, die allein oder in Kombination verwendet werden können sind beispielsweise hochmolekulares Polyethylen, Polypropylencopolymer PP/PE, EPDM und so weiter. Fig. 1 shows an embodiment of the invention a shock-absorbing device 1. This device consists of a base plate 3 , on one side of which a plurality of shock-absorbing elements 51-58 rise. The device 1 is made in one piece from plastic, for example from a low molecular weight polyethylene. Other materials that can be used alone or in combination are, for example, high molecular weight polyethylene, polypropylene copolymer PP / PE, EPDM and so on.
Das ausgewählte Material sollte bei einer erhöhten Beanspruchungsgeschwindigkeit (von etwa 100 s-1) und bei normalen Temperaturen von zwischen -30 und +80°C seine Zähigkeit behalten.The material selected should retain its toughness at an increased rate of stress (around 100 s -1 ) and at normal temperatures between -30 and + 80 ° C.
Die oben und weiter unten angegebenen Materialien können insbesondere für einen Bereich zur Stoßabsorption in einer Innentürverkleidung verwendet werden, um für einen Insassen des Kraftfahrzeugs einen Beckenschutz zu gewährleisten. In diesem Fall soll das Elastizitätsmodul bei quasistatischen Belastungen bei 23°C vorteilhafterweise zwischen etwa 300 MPa und 1300 MPa betragen, mit einer Elastizitätsgrenze von zwischen 10 MPa und 25 MPa. Die Vorrichtung 1 ist vorzugsweise in einem Stück durch Spritzguß hergestellt.The materials specified above and below can be used in particular for an area for shock absorption in an interior door trim in order to ensure pelvic protection for an occupant of the motor vehicle. In this case, the elastic modulus at quasi-static loads at 23 ° C. should advantageously be between approximately 300 MPa and 1300 MPa, with an elastic limit of between 10 MPa and 25 MPa. The device 1 is preferably made in one piece by injection molding.
Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die stoßabsorbierenden Elemente 51 bis 58 jeweils konisch geformt sind, genauer gesagt stumpfkegelig, wobei sich ihre größere Basis, z. B. 5a beim Kegel 51, näher bei der Grundlage 3 liegt, während ihre oberen freien Enden, z. B. 5b beim Kegel 51, eine Wand bilden, die im wesentlichen parallel zu der Grundplatte 3 verläuft. Die Kegel 51-58 weisen jeweils Abstände zwischen sich auf.From Fig. 1 it can be seen that the shock-absorbing elements 51 to 58 are each conical, more precisely frustoconical, with their larger base, z. B. 5 a in the cone 51 , closer to the base 3 , while their upper free ends, for. B. 5 b in the cone 51 , form a wall which runs substantially parallel to the base plate 3 . The cones 51-58 each have distances between them.
Wie aus den Fig. 2, 3 und 4 zu erkennen ist, sind die Elemente hohle Ausbuchtungen die offen sein können (Fig. 2) oder durch eine Rückwand 7 abgeschlossen sein können (Fig. 3 und 4), die mit der Grundplatte verbunden ist. Insbesondere in Fig. 2 ist zu erkennen, daß die Elemente 511, 512, 513, 514 verschiedene Größencharakteristika aufweisen. Die Elemente 512 und 513 sind identisch, jedoch unterscheiden sie sich von den Elementen 511 und 514, die selbst wiederum unterschiedlich sind.As can be seen from FIGS. 2, 3 and 4, the elements are hollow bulges which may be open ( FIG. 2) or may be closed off by a rear wall 7 ( FIGS. 3 and 4) which is connected to the base plate . It can be seen in particular in FIG. 2 that the elements 511 , 512 , 513 , 514 have different size characteristics. Elements 512 and 513 are identical, but differ from elements 511 and 514 , which in turn are different.
In Fig. 1 sind die Elemente 51, 52, 55, 56 und 57 identisch, was Struktur und Größe betrifft, ebenso wie die Elemente 53 und 58, während sich beide Gruppen von Elementen wenigstens in der Höhe von dem Element 54 unterscheiden.In Fig. 1, elements 51 , 52 , 55 , 56 and 57 are identical in structure and size, as are elements 53 and 58 , while both groups of elements differ from element 54 at least in height.
Die Höhenunterschiede dieser hohlen, stoßabsorbierenden Elemente ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, da die stoßabsorbierenden Elemente in ihrer Struktur bei ihrer Verformung erste einen raschen Kraftanstieg und dann eine wellenförmige Kraftaufnahme zulassen sollen, die zwischen oberen und unteren sogenannten biomechanischen Grenzwerten liegen. Bekanntermaßen liegen diese Grenzwerte etwa zwischen 2 × 105 Pa und 106 Pa. Der Stoß kann gemäß Fig. 1 von vorne (F) oder von hinten (F') erfolgen.The difference in height of these hollow, shock-absorbing elements is an important feature of the invention, since the structure of the shock-absorbing elements should first allow a rapid increase in force when they are deformed, and then allow a wave-shaped force absorption that lies between upper and lower so-called biomechanical limit values. As is known, these limit values are approximately between 2 × 10 5 Pa and 10 6 Pa. The impact can be carried out according to Fig. 1 from the front (F) or rear (F ').
Um die Stoßabsorption zu regeln werden erfindungsgemäß vor allem drei Größencharakteristika in Betracht gezogen: Höhe der Elemente, Wandstärken und Konuswinkel. Die Höhe scheint das wichtigere Merkmal zu sein, obwohl natürlich alle gemeinsam Anwendung finden können und weitere Mittel zur Beherrschung der Struktur eingesetzt werden können, wie zum Beispiel örtliche Schwächungen, Sollbruchstellen und dergleichen.In order to regulate the shock absorption, three are used according to the invention Size characteristics considered: element height, wall thickness and Cone angle. The height seems to be the more important feature, though of course, all can be used together and other means of Mastery of the structure can be used, such as local Weakening, predetermined breaking points and the like.
Fig. 2 zeigt drei besonders vorgezogene Lösungen, Unterschiede in der Höhe, der Wandstärke und der Neigung. So entspricht die Gesamthöhe H1 der Vorrichtung der des Kegelstumpfes 514, während das Element 511 eine geringere Höhe H2 aufweist und die Elemente 512 und 513 zwar gleich hoch sind, jedoch eine noch geringere Höhe H3 aufweisen. Die Elemente 511 und 514 besitzen eine durchgehende Wandstärke e1, die der Wandstärke der Grundplatte 3 entspricht. Im Gegensatz dazu weisen die Stumpfkegel 512 und 513 eine höhere durchgehende Wandstärke e2 auf. Man hätte auch einzelne Elemente mit verschiedenen Wandstärken versehen können, die sich zum Beispiel von oben nach unten verdickt. Es ist weiter zu sehen, daß die Neigung der Elemente 512, 513 und 514 gleich ist (Winkel α) und die Neigung des Elements einen anderen, größeren Winkel β aufweist. Fig. 2 shows three particularly preferred solutions, differences in height, wall thickness and inclination. The total height H 1 of the device corresponds to that of the truncated cone 514 , while the element 511 has a lower height H 2 and the elements 512 and 513 are of the same height, but have an even lower height H 3 . The elements 511 and 514 have a continuous wall thickness e 1 , which corresponds to the wall thickness of the base plate 3 . In contrast, the truncated cones 512 and 513 have a higher continuous wall thickness e 2 . Individual elements could also have been provided with different wall thicknesses, which, for example, thicken from top to bottom. It can further be seen that the inclination of the elements 512 , 513 and 514 is the same (angle α) and the inclination of the element has a different, larger angle β.
In Fig. 3 weisen die zwei stoßabsorbierenden Kegel 521 und 522 eine unterschiedliche Höhe auf, sind jedoch, was die anderen Charakteristika betrifft, strukturell und größenmäßig gleich. Sie sind durch einen Durchgang 9, der eine Luftzirkulation zwischen den Elementen zuläßt, miteinander verbunden. Wenn sie daher durch einen Stoß (im Sinne des Pfeils F von Fig. 1) verformt werden, wird die in den Elementen befindliche Luft zusammengedrückt und strömt bei der Deformierung des höheren Elements 521 durch den Durchgang 9 in das niedrigere Element 522, das zu diesem Zeitpunkt noch nicht eingedrückt ist. Selbstverständlich können mehrere Elemente miteinander verbunden sein.In Fig. 3, the two shock absorbing cones 521 and 522 are of different heights, but are structurally and size-wise the other characteristics. They are connected to one another by a passage 9 which allows air to circulate between the elements. Therefore, if they are deformed by an impact (in the direction of arrow F of FIG. 1), the air in the elements is compressed and, when the higher element 521 is deformed, flows through the passage 9 into the lower element 522 , which is connected to it Time is not yet pressed. Of course, several elements can be connected to each other.
Das in Fig. 4 dargestellte Element 531 besitzt ein Ventil 11, das so bemessen ist, daß ein kontrolliertes Entweichen des Fluids (meistens Luft) aus dem Inneren des Elements mit seiner Rückwand 7 möglich ist.The element 531 shown in FIG. 4 has a valve 11 which is dimensioned such that a controlled escape of the fluid (mostly air) from the interior of the element with its rear wall 7 is possible.
Fig. 5 zeigt drei Kurven A, B, C die die Unterschiede des Deformationswiderstands (Kraft F) in Funktion der Deformierung E zeigen, wobei die Kurven die Bedingungen für die Elemente 52, 54 und 53 von Fig. 1 zeigen. Es ist festzustellen, daß das Widerstandsmaximum des Elements 52 (dies gilt auch für die Elemente 51, 55, 56 und 57) bei einer Kraft von etwa 3800 Newton liegt und zwar nach einer Verformung E (gemessen von der Nominalhöhe vor dem Stoß) von etwa 3 cm. Die Kurve D stellt die Kumulation der Kurven A, B, C dar, d. h. die resultierende Kraft die sich durch die Deformationshöhen der drei Elemente 52, 54 und 53 zusammen betrachtet der Deformation entgegenstellt. Durch Extrapolation könnte man eine Kurve der Gesamteffekte der Elemente von Fig. 1 erstellen. In jedem Fall zeigen die Kurven von Fig. 5, daß die Kurvencharakteristik Kraft (Druck)/ Höhe der Deformation einer hohlen, konischen Struktur in ihrer Hauptentwicklungsachse, wie die Achse 13 für das Element 52 in Fig. 1 ein erste Peak erreicht, gefolgt von einem Abfall an die sich eine im wesentlichen horizontale Linie anschließt. Fig. 5 shows three curves A, B, C shows the differences in deformation resistance (force F) in function of the deformation E show the curves showing the conditions for the elements 52, 54 and 53 of FIG. 1,. It should be noted that the maximum resistance of element 52 (this also applies to elements 51 , 55 , 56 and 57 ) is approximately 3800 Newtons after a deformation E (measured from the nominal height before the impact) of approximately 3 cm. The curve D represents the accumulation of the curves A, B, C, ie the resulting force which, viewed together as a result of the deformation heights of the three elements 52 , 54 and 53 , opposes the deformation. Extrapolation could create a curve of the overall effects of the elements of FIG. 1. In any event, the curves of FIG. 5 show that the force (pressure) / height of the deformation characteristic of a hollow, conical structure in its major development axis, as axis 13 reaches a first peak for element 52 in FIG. 1, followed by a drop followed by a substantially horizontal line.
Wenn man übrigens die Kurven A, B, C und D vergleicht, so ist festzustellen, daß die Verwendung mehrere Konusse, bzw. Gruppen von hohlen, stumpfkegeligen Elementen mit unterschiedlichen Höhen, Wandstärken und Neigungswinkeln es erlaubt, mit einer Kurve (wie in etwa D), die eine flache Kraftwelle und einen raschen Kraftanstieg darstellt, eine Kompensation von Peaks und Abfällen zu erreichen, die man für jedes Element einzeln feststellen kann.By the way, if you compare curves A, B, C and D, you can see that the use of several cones or groups of hollow, truncated cones Elements with different heights, wall thicknesses and angles of inclination allowed, with a curve (like roughly D) that has a flat power wave and a rapid increase in force represents a compensation of peaks and drops that can be determined individually for each element.
Die Höhe der stoßabsorbierenden Elemente liegt vorzugsweise bei zwischen 30 mm und 150 mm, wobei die Wandstärke zwischen 1 mm und 4 mm beträgt und der Neigungswinkel (α oder β) ungefähr zwischen 5° und 30°, vorzugsweise etwa 15° aufweist.The height of the shock absorbing elements is preferably between 30 mm and 150 mm, the wall thickness is between 1 mm and 4 mm and the angle of inclination (α or β) approximately between 5 ° and 30 °, preferably approximately 15 °.
Um die Luft während der Deformation eines Elements kontrolliert entweichen zu lassen, könnte man statt einer Öffnung ebenso eine örtliche Schwachstelle in der Wand vorgesehen werden, wobei sich das Ventil durch Bruch der Schwachstelle während der Verformung bildet.To escape the air in a controlled manner during the deformation of an element instead of an opening, you could also use a local vulnerability in the Wall are provided, the valve breaking due to the weak point forms during the deformation.
Fig. 6 zeigt eine Anwendung der stoßabsorbierenden Vorrichtung in einer Fahrzeugtür 10, wobei die Vorrichtung (bei 20), da verdeckt durch die Verkleidung, gestrichelt gezeichnet ist. Fig. 7 zeigt ein Beispiels dessen, was die Vorrichtung 20 nach Fig. 6 sein könnte. Es handelt sich um eine Platte, wie in Fig. 1 gezeigt, die man verdoppelt hat, wobei zu erkennen ist, daß das Muster der Elemente 51-58 sich wiederholt, um einerseits die Vorrichtung 20 für diese tiefer liegende Partie der Tür zu schaffen und andererseits die biomechanischen Bedingungen zu beachten, die über die Fläche gleich sind. FIG. 6 shows an application of the shock-absorbing device in a vehicle door 10 , the device (at 20 ) being shown in dashed lines because it is covered by the paneling. FIG. 7 shows an example of what the device 20 according to FIG. 6 could be. It is a plate, as shown in Fig. 1, which has been doubled, whereby it can be seen that the pattern of the elements 51-58 is repeated, on the one hand to create the device 20 for this lower part of the door and on the other hand, the biomechanical conditions to be observed, which are the same across the surface.
Die oberen oder unteren Flächen der Elemente können schief oder geneigt ausgerichtet sein. Dies ist bei der Vorrichtung der Falle, die in Fig. 8 dargestellt ist. Diese Vorrichtung 200 besteht aus fünf Elementen 541, 542, 543, 544 und 555, die sich auf einer Grundplatte 30 erheben, die aus Kunststoff besteht und in die sie integriert sind, so daß ein einstückiges Kunststoffspritzteil gebildet ist. Die Grundplatte verläuft entsprechend einer gewölbten Oberfläche, so daß sich die Basis 541a des Elements 541 sich über die Grundplatte 30 entlang einer Fläche erstreckt, die selbst nicht eben ist (Fig. 9), was zusätzliche Möglichkeiten zur Kompensation der Entwicklungskurve der Kräfte ergibt.The top or bottom surfaces of the elements can be skewed or inclined. This is the case with the device shown in FIG. 8. This device 200 consists of five elements 541 , 542 , 543 , 544 and 555 , which rise on a base plate 30 , which is made of plastic and into which they are integrated, so that an integral plastic injection-molded part is formed. The base plate extends according to a curved surface, so that the base 541 a of the element 541 extends over the base plate 30 along a surface which is not itself flat ( FIG. 9), which provides additional possibilities for compensating the development curve of the forces.
In Fig. 8 und 9 stellt sich das freie Ende (wie 541b für das Element 541) als schräg abgeschnitten dar, was dem stoßabsorbierenden Element eine stumpfkegelige Form verleiht, wie die auch bei den anderen Elementen 542-555 der Fall ist, wobei in dem gezeigten Beispiel die schrägen Abschlußwände (wie 542c und 543c für die Elemente 542 und 543) sich in Ebenen erstrecken, die sich wenigstens für einige Elemente unterscheiden. Es ist weiter festzustellen, daß die beiden ringförmigen, eine Öffnung umschließende Abschlußwände 542c und 543c größer sind, als die der anderen Elemente. Diese Abschlußwände 542c und 543c sind gegenüber der Horizontalen geneigt (wie auch die der anderen Elemente) und dienen dazu, die Außenwand der Elemente (543d für Element 543) mit einem inneren, umgedrehten Stumpfkegel 543e zu verbinden, der sich in das hohle Innere des betreffenden Elements erstreckt.In FIGS. 8 and 9, there is the free end (541 b as for the element 541) is cut off obliquely as is, giving a frusto-conical shape of the shock absorbing element, such as is the case with the other elements 542-555, and in In the example shown, the sloping end walls (such as 542 c and 543 c for the elements 542 and 543 ) extend in planes which differ at least for some elements. It should also be noted that the two annular end walls 542 c and 543 c enclosing an opening are larger than those of the other elements. These end walls 542 c and 543 c are inclined to the horizontal (as well as those of the other elements) and serve to connect the outer wall of the elements ( 543 d for element 543 ) with an inner, inverted truncated cone 543 e, which fits into the extends hollow interior of the element in question.
Dieser innere Stumpfkegel, der auch hohl ist, stellt sozusagen eine zusätzliche Wand für die Außenwand 543d dar. Er erstreckt sich nur über einen Teil der Höhe h des betreffenden Elements 543 und verjüngt sich in Richtung auf die Basis mit dem größten Durchmesser der Außenwand 543d. Die Neigungen der Wände 543d und 543e sind übrigens so ausgelegt, daß das Einknicken der Außenwand 543d wie in Fig. 9 gestrichelt gezeigt, durch die innere, als Abstützung dienende Wand gebremst wird, wenn nicht sogar blockiert wird. Diese gewissermaßen umgekehrten beiden hohlen stumpfkegeligen Strukturen ergänzen sich, um die Vorrichtung unterhalb der aufgenommenen Maximalkraft (Peak) zu stabilisieren. This inner truncated cone, which is also hollow, represents an additional wall for the outer wall 543 d, so to speak. It extends only over part of the height h of the element 543 in question and tapers towards the base with the largest diameter of the outer wall 543 d. Incidentally, the inclinations of the walls 543 d and 543 e are designed such that the buckling of the outer wall 543 d, as shown in broken lines in FIG. 9, is braked, if not blocked, by the inner wall serving as a support. These two inverted, hollow truncated conical structures complement each other to stabilize the device below the maximum force (peak) absorbed.
Natürlich könnten die Wände der Elemente auch gewölbt statt gerade verlaufen.Of course, the walls of the elements could also be arched instead of straight.
In Fig. 8 ist eine Kerbe 560 in der Spitze des stumpfkegeligen Elements gezeigt, die als "Deformationsinitiator" wirken soll, um die Hauptkraft, das Peak, beim Stoß abzumildern.In Fig. 8, a notch 560 is shown in the tip of the frustoconical element which is intended to act as a "deformation initiator" to alleviate the main force, the peak, upon impact.
Natürlich können eine oder mehrere Kerben auch bei den doppelwandigen Elementen (542e, 543e) vorhanden sein. In diesem Fall ist die Kerbe teilweise über die Breite e der Abschlußwand anzuordnen, wobei ein vollständiges Schwächen der Wand vermieden wird. Die Kerbe sollte sich nach außen öffnen und an der Spitze des Elements angeordnet sind, um den ersten Stoß aufzufangen.Of course, one or more notches can also be present in the double-walled elements ( 542 e, 543 e). In this case, the notch must be partially arranged over the width e of the end wall, avoiding complete weakening of the wall. The notch should open outward and be located at the top of the element to absorb the first bump.
Claims (12)
daß sich die innere, zusätzliche Wand (542e, 543e) von der Abschlußwand (543c) des Elements aus nur über einen Teil h von dessen Höhe erstreckt,
daß sie im wesentlichen eine stumpfkegelige Form besitzt, die sich von der Abschlußwand aus nach unten in Richtung des größten Durchmessers der Außenwand verjüngt,
und daß die Neigungen der Außenwand (543d) und der Innenwand (543e) des Elements sich so verhalten, daß beim Verformen des Elements das Einknicken der Außenwand durch die zusätzliche Innenwand (543e) aufgehalten wird.5. The device according to claim 4, characterized in
that the inner, additional wall ( 542 e, 543 e) extends from the end wall ( 543 c) of the element only over part h of its height,
that it has an essentially frustoconical shape which tapers downward from the end wall in the direction of the largest diameter of the outer wall,
and that the inclinations of the outer wall ( 543 d) and the inner wall ( 543 e) of the element behave such that the buckling of the outer wall is prevented by the additional inner wall ( 543 e) when the element is deformed.
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