DE2321029A1 - DRILLING PATTERN FOR TWO-PIPE IMPACT ABSORBER - Google Patents

Description

Bohrbild für Zweirohr-Pralldämpfer Die Erfindung betrifft einen hydropneumatischen Pralldämpfer, insbesondere für Stoßstangen von Kraftfahrzeugen, wobei in einem flüssigkeitsgefüllten Zylinder ein an einer Eolbenstange befestigter Kolben axial verschiebbar angeordnet ist und der Zylinder zur hubabhängigen Dämpfung mit Drosselquerschnitten versehen ist, welche den Hochdruckraum im Zylinder mit einem den Zylinder umgebenden und zumindest teilweise mit Gas gefüllten Niederdruckraum verbinden. Drilling pattern for two-pipe impact damper The invention relates to a hydropneumatic Impact absorbers, in particular for motor vehicle bumpers, in a liquid-filled Cylinder, a piston attached to a piston rod is arranged to be axially displaceable and the cylinder is provided with throttle cross-sections for stroke-dependent damping is, which the high pressure space in the cylinder with a surrounding the cylinder and Connect at least partially gas-filled low-pressure space.

Pralldämpfer sind zwischen der Stoßstange eines Kraftfshrzeuges und dem Aufbau angeordnet und haben die Aufgabe, bei geringer Geschwindigkeit den Aufprall eines Fahrzeuges auf ein Hindernis derart zu verzögern, daß weder die Fahrzeuginsassen zu Schaden kommen noch die Karosserie beschädigt wird. Bei den bekannten hydropneumatischen Pralldämpfern wird die Aufprallenergie durch eine Dämpfungseinrichtung zum Teil durch Umsetzen in Wärmeenergie und zum Teil durch Energiespeicherung abgebaut. Dabei pesteht die Forderung, daß aus stilistischen Gründen die Pralldämpter einen möglichst kurzen Hub aufweisen. Es wurde bereits vorgeschlagen, daß die Dämpfeinrichtung außer Uberdruckventilen einen ständig geöffneten Durchlaß zwischen dem den Rochdruckra bildenden, flüssigkeitsgefüllten Zylinder und dem Niederdruikrau besitzt. Wird dabei der Drosselquerschnitt zwischen dem Itochckraum und dem Niederdruckraum durch Bohrungen gebildet, so ist'linse relativ große Anzahl von Bohrungen im Zylinder erforderlic4, damit ein einigermaßen gleichmäßiger Kraftverlauf über den Verzögerungsweg und damit ein ordentlicher Wirkungsgrad erzielt wird Derartige Konstruktionen sind infolge der Vielzahl von im Durchmesser recht klein zu wählenden Bohrungen, welche den Gesamtdrosselquerschnitt bilden und deren Durchmisser mit steigender Anzahl von Bohrungen abnimmt, sehr teuer in der. Herstellung.Impact absorbers are between the bumper of a motor vehicle and arranged in the superstructure and have the task of preventing the impact at low speed to decelerate a vehicle on an obstacle in such a way that neither the vehicle occupants or the body is damaged. With the known hydropneumatic The impact energy is partially absorbed by a damping device degraded by conversion into thermal energy and partly by energy storage. Included pests the demand that, for stylistic reasons, the impact absorber should be as possible have a short stroke. It has already been proposed that the damping device except Pressure relief valves have a constantly open passage between the Rochdruckra forming, liquid-filled cylinder and the Niederdruikrau. Will be there the throttle cross-section between the Itochck space and the low-pressure space through bores is formed, a relatively large number of bores is required in the cylinder, thus a reasonably even force curve over the deceleration path and thus A decent efficiency is achieved. Such constructions are due the large number of holes to be selected quite small in diameter, which the total throttle cross-section form and the diameter of which decreases as the number of bores increases, very expensive in the. Manufacturing.

Außerdem ist ein entscheidender Nachteil bei diesen bekannten Konstruktionen darin zu sehen, daß die Dämpfkraft am Anfang des Hubes, also unmittelbar nach dem Aufprall, relativ hoch ansteigt, was unerwünscht ist, da es hierdurch zu einer größeren Verzögerung der Masse und dementsprechead zu einer größeren Unfallgefahr der -Insassen führt. Gleichzeitig ist mit der größeren Verzögerung eine größere Geschwindigkeitsabnahme der Masse verbunden, was gleichbedeutend ist mit einem Dämpfkraftabfall, wodurch die vom Pralldämpfor am Ende des Verzögerungsweges aufgenommene Energie gegenüber der Energicaufnahme am Anfang des Weges deutlich abfällt.In addition, there is a significant disadvantage with these known constructions it can be seen that the damping force at the beginning of the stroke, i.e. immediately after the Impact, which increases relatively high, which is undesirable as it results in a larger one Delay in the crowd and accordingly lead to a greater risk of accidents for the occupants leads. At the same time, with the greater deceleration, there is a greater decrease in speed connected to the mass, which is equivalent to a damping force drop, whereby the energy absorbed by the Pralldämpfor at the end of the deceleration path the energic intake drops significantly at the beginning of the path.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und einen Pralldämpfer zu schaffen, der einfach im Aufbau rist und eine über den Hub weitgehend gleichmäßige Dämpfkraft aufweist.The object of the present invention is to overcome the disadvantages to avoid the known constructions and to create an impact damper that simple in structure and a largely even damping force over the stroke having.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß über eine vorbestimmte Anlaufstrecke bei der Einfahrbewegung des Kolbens der Gesamtdrosselquerschnitt zwischen Hochdruckraum und Niederdruckraum wirksam ist. Dadurch wird die bei den bekannten Konstruktionen bereits am Anfang des Aufpralles übliche höhere Dämpfkraft und damit auch eine größere Verzögerung der Massen vermieden. Die erfindungsgemäße Ausbildung und Anordnung des Drosselquerschnittes ergibt einen gleichmäßigeren Dämpfkraftverlauf über den Gesamthub. Dieser über den Gesamthub weitgehend konstante Dämpfkraftverlauf ist ein wesentlicher Vorteil, da ohne ueber schreiten eines vorgegebenen Dämpfkraftwertes mehr Aufprallenergie von einem solchen Pralldämpfer aufgefangen werden kann als bei einem Pralldämpfer, bei dem die Dämpfkraft zum Hubende hin abnimmt.According to the invention this object is achieved in that over a predetermined The total throttle cross-section between High pressure space and low pressure space is effective. This is the case with the known Constructions already at the beginning of the impact higher damping force and thus also avoided a major delay of the masses. The training according to the invention and arrangement of the throttle cross-section results in a more uniform damping force curve over the entire stroke. This damping force curve, which is largely constant over the entire stroke is a significant advantage, as it does not exceed a specified damping force value more impact energy can be absorbed by such an impact absorber than in the case of an impact damper in which the damping force decreases towards the end of the stroke.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung ist die ohne Drosselquerschnittsänderung zurückgelegte Anlaufstrecke des Kolbens durch die innere Elastizität des Dämpfers bestimmt tnter der inneren Elastizität wird die Ölkompressibilität und das eventuell im Hochdruckraum sich bildende Gasvolumen verstanden. Mit anstedender innerer Elastizität im Pra@ldämpfer vergrößert sich die Alaufstrecke, die ohne Drosselquerschnittsänderung zurückzulegens ist.According to a feature of the invention, there is no change in the throttle cross-section covered run-up distance of the piston the internal elasticity The internal elasticity of the damper determines the compressibility of the oil and understood the gas volume that may be formed in the high pressure chamber. With anstedender internal elasticity in the pre @ damper increases the run-off distance without changing the throttle cross-section is to be put back.

Um eine möglichst hohe-Arbeitsläche für den Pralldampter zu erhalten und so viel Aufprallenergie durch den Pralldämpfer. aufnehmen zu können, wird entsprechend der Erfindung die Anlaufstrecke so bemsseen, daß eine Änderung des Drosselquerschnittes erst einsetzt, wenn die Anfangsdämpfkraft der im Bereich der DrosBelquerschnittsänderualg erzielten Dampfkraft gleich ist. Um ein möglichst rechteckiges Dämpfkraftdiagramm zu erhalten, wird gleichzeitig die Drosselquerschnittsänderung über den Rub so ausgeführt, daß die Dämpfkraft möglichst über den Gesamthub konstant ist. Damit kann bei gleicher iufprallenergie der erfindungsgemäße Pralldäpfer einen kürzeren Kolbenhub aufweisen als ein Pralldämpfer, bei dem die Dämpfkraft zum Hubende hin abnimmt.To get the highest possible work surface for the impact damper and so much impact energy through the impact absorber. being able to record will be accordingly of the invention brake the run-up section so that a change in the throttle cross-section only starts when the initial damping force changes in the area of the DrosBel cross-section achieved steam power is the same. To achieve a damping force diagram that is as rectangular as possible to obtain, the throttle cross-section change via the rub is carried out at the same time, that the damping force is as constant as possible over the entire stroke. So that with the same Impact energy of the impact absorber according to the invention have a shorter piston stroke as an impact damper in which the damping force decreases towards the end of the stroke.

Wird der Drosselquerschnitt - wie an sich bekannt - durch eine Anzahl von Bohrungen gebildet, die im Zylinder über einen um die Anlaufetrecke verminderten Hub verteilt sind, 80 wird unter Berücksichtigung der über den Hub gleichmäßigen Dämpfkraft ein etwas welliges Dämpfkraftdiagramm erhalten. Die sich auf Grund der Welligkeit ergebenden Dämpfkraftunterschiede sind abhängig von der Anzahl der Bohrungen. Je höher die £ohrungsanzahl ist, um so geringer werden die Dämpfkraftdifferenzen. Bei einem Drosseiquerschnitt, der beispielsweis durch sechs Bohrungen gleichen Durchmessers gebildet wird, ergibt sich beim Überfahren einer Bohrung eine prozentuala Flächenabnahme von 16 2/3 %.If the throttle cross-section - as known per se - by a number formed by bores that were reduced in the cylinder by the run-up distance Stroke are distributed, 80 will be taking into account the uniform over the stroke Damping force get a slightly wavy damping force diagram. Which are based on the Differences in damping force resulting from waviness depend on the number of bores. The higher the number of ears, the lower the damping force differences. In the case of a throttle cross-section, for example through six holes of the same diameter is formed, there is a percentage area decrease when driving over a hole of 16 2/3%.

Diese trozentuale Flächenabnabme einer Bohrung ist relativ groß, durch der hohe Anstieg der Dämpfkraft bei einem Pralldämpfer mit über den Besamten Hub verteilten Bohrungen, also ohne Anlaufstrecke, zu erklären ist. außerdem wird die Welligkeit beim Dämpfkraftverlauf eines solchen Dampfers relativ groß, da die Bohrungen über den Gesamthub verteilt sind. Demgegenüber ist bei dem erfindungsgemäßen Pralldämpfer bei gleicher Bohrungszahl die Welligkeit des Dampfkraftdiagrsmmes geringer, da die Länge, auf der die Bohrungen in der Zylinderwand angeordnet sind, um die Anlaufstrecke verkürzt ist. Die Bohrungsabstände liegen dementsprechend dichter, wodurch ein geringerer Dämpfkrafteinbruch beim überfahren einer Bohrung entsteht.This percentage decrease in area of a borehole is relatively large through the high increase in the damping force in an impact damper with over the inseminated stroke distributed bores, i.e. without a run-up section, is to be explained. in addition, the Ripple in the damping force curve of such a steamer is relatively large because the holes are distributed over the entire stroke. In contrast, with the invention Impact damper with the same number of bores, the ripple of the steam power diagram is less, because the length on which the bores are arranged in the cylinder wall to the Start-up distance is shortened. The hole distances are accordingly closer, which results in a lower drop in damping force when driving over a bore.

Weitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgenden beispielsweise dargestellten Ausführungsform der Erfindung. Es zeigt: Fig. 1 einen Pralldämpfer gemäß der Erfindung im Längsschnitt; Fig.2 das Dämpfkraft-Weg-Diagramm ohne Anlaufstrecke; Fig. 3 das Dämpfkraft-Weg-Diagramm für den Pralldämpfer nach Fig. 1 und Fig. 4 das Dämpfkraft-Weg-Diagramm für ein mit Pralldämpfern entsprechend Fig.1 ausgerüstetei Fahrzeug.Further training opportunities and beneficial effects result from the description of the structure and the mode of operation of the following example illustrated embodiment of the invention. It shows: Fig. 1 a Impact damper according to the invention in longitudinal section; Fig. 2 the damping force-displacement diagram without run-up section; Fig. 3 shows the damping force-path diagram for the impact damper Fig. 1 and Fig. 4 the damping force-path diagram for a corresponding with impact dampers Fig. 1 equipped on vehicle.

Der in Fig. 1 gezeigt Pralldampfer ist an einem Ende mit einem festen Bauteil des Fahrzeugaufbaues und am anderen Ende mit der Stoßstange verbunden. Auf diese Weise steht jede Stoßstange mit zwei dieser Pralldämpfer mit dem Aufbau in Verbindung. Bei leichtem Auffahren gegen ein Hindernis bis etwa 8 km/h wird die Aufprall energie von den Pralldämpfern aufgenommen und ein Beschädigen des Fahrzeuges verhindert.The impact damper shown in Fig. 1 is fixed at one end Component of the vehicle body and connected at the other end to the bumper. on this way, each bumper with two of these impact absorbers stands in with the structure Link. If you hit an obstacle slightly up to about 8 km / h, the Impact energy absorbed by the impact absorbers and damage to the vehicle prevented.

Der Pralldämpfer selbst besteht aus dem Zylinder 1, in welchem ein mit der Kolbenstange 3 fest verbundener Kolben 2 gleitet.The impact damper itself consists of the cylinder 1, in which a with the piston rod 3 firmly connected piston 2 slides.

Der flüssigkeitßgefülte Hochdruckraum 7 im Zylinder 1 steht über die den Drossel querschnitt 9 bildenden Bohrungen mit dem Ringraum zwischen der Außenwand des Zylinders 1 und der Innenwand des Behälters 4 in Verbindung. Dieser Ringraum bildet den Niederdruckraum 8, welcher über Ausgleichsbohrungen 10 oder entsprechende andere Durchflußöffnungen einen ständig t zu ~ geöffneten Durchlaß au dem Zylinderraum 11 bildet. Das Schutzrohr 6 ist konzentrisch zum Behälter 4 angeordnet, wobei der Schlauchbalg 12 mit seinem einen Ende auf dem Schutzrohr 6 und mit dem anderen Ende auf dem Behälter 4 befestigt ist und so ein Eindringen von Schmutz in die Führung zwischen Schutzrohr 6 und Behälter 4 verhindert. Zur Führung der Kolbenstange 3 im Zylinder 1 sowie zur Zentrierung des Zylinders 1 im Behälter 4 sowie zur Abdichtung des Behälters nach den dient die Kolbenstangenführung 5, die an ihrem Außendurchmesser mit einer Nut zur Aufnahme eines Dichtungsringes versehen ist. Zur Abdichtung der Kolbenstange gegenüber dem Zylinderinnenraum 11 ist zwischen der Eolbenstangenfihrung 5 und der Kolbenstange 3 die Kolbenstangendichtung in der Kolbenstangenführung 5 angeordnet.The liquid-filled high-pressure chamber 7 in the cylinder 1 is above the the throttle cross-section 9 forming holes with the annular space between the outer wall of the cylinder 1 and the inner wall of the container 4 in connection. This annulus forms the low-pressure space 8, which via compensation bores 10 or equivalent other flow openings provide a continuously closed passage in the cylinder space 11 forms. The protective tube 6 is arranged concentrically to the container 4, wherein the hose bellows 12 with its one end on the protective tube 6 and with the other end is attached to the container 4 and so a penetration of dirt in the guide between protective tube 6 and container 4 prevented. To guide the Piston rod 3 in cylinder 1 and for centering cylinder 1 in container 4 as well as to seal the container after the piston rod guide 5 is used, the provided with a groove on its outer diameter to accommodate a sealing ring is. To seal the piston rod against the cylinder interior 11 is between the Eolbenstangenfihrung 5 and the piston rod 3, the piston rod seal in the Piston rod guide 5 arranged.

Die den Drosselquerschnitt 9 bildenden Bohrungen sind zur besseren Darstellung in der Fig. 1 über den halben Umfang verteilt eingezeichnet, während sie in Wirklichkeit über den gesamten Umfang verteilt sind. Bei dein Ausführungsbeispiel bilden den Drosselquerschnitt 9 sechs Bohrungen, wobei der gesamte Drosselquerschnitt entsprechend der maximal zulässigen Dämpfkraft bei einer vorgegebenen Aufprallgeschwindigkeit im wesentlichen unter Berücksichtigung der Kontinuitätsbedingung und der Bernoulli-Gleichung berechnet wird. Unter Berücksichtigung der Randbedingungen wird für den Drosselquerschnitt folgende Gleichung erhalten: Dabei beaeutet: # =Widerstandsziffer der Bohrungen = = spezifisches Gewicht der Dämpfflüssigkeit = = Kolbenfläche a = Verzögerung H = Dämpferhub s = zurückgelegter Weg des Kolbens PD =.Dämpfkraft, wobei PD E a g G G X Fahrzeuggewicht g = Erdbeschleunigung Am Anfang der Einfahrbewegung des Kolbens ist der vom Kolben zu-~rückgelegte Weg s = 0. Aus der Gleichung erhält man hierfür den dem Hubanfang zugeordneten gesamten Drosselquerschnitt. Die der jeweiligen Einfahrbewegung des Kolbens zugeordnete Drosselquerschnittsfläche läßt sich aus der Gleichung ermitteln. Wird jedoch anstelle eines sich ständig ändernden Drosselquerschnittes der Drosselquerschnitt - wie in Fig. 1 gezeigt - durch Bohrungen gebildet, so erhält man ein Kraft-Weg-Diagramm entsprechend Fig. 2 mit einem welligen Dämpfkraftverlauf. Außerdem .zeigt Fig. 2 den Dämpfkraftverlauf für einen Pralldämpfer, der einen aus sechs Bohrungen bestehenden Drosselquerschnitt aufweist, wobei - wie die Versuche zeigten - die Dämpfkraft zunächst über einen Anfangseinfahrweg sehr stark ansteigt und dann zum-Hubende hin abfällt. Die Eigenelastizität des Pralldämpfers wird bei der Berechnung der Drosselfläche nach vorstehender Gleichung nicht berücksichtigt und es wird unmittelbar nach Beginn der Einfahrbewegung des Kolbens bereits eine Bohrung abgedeckt, so daß die Drosselfläche bei Anordnung von sechs Bohrungen im Zylinder um 16 2/3 % verringert wird. Dies ergibt - wie Fig. 2 zeigt - einen relativ hohen Anstieg der Dämpfkraft, die dann bis zum Erreichen der zweiten Bohrung durch den Kolben abfällt und nach dem über fahren der zweiten Bohrung wieder ansteigt usw.The bores forming the throttle cross-section 9 are shown distributed over half the circumference for better illustration in FIG. 1, while in reality they are distributed over the entire circumference. In your exemplary embodiment, the throttle cross-section 9 forms six bores, the entire throttle cross-section being calculated in accordance with the maximum permissible damping force at a given impact speed, essentially taking into account the continuity condition and Bernoulli's equation. Taking the boundary conditions into account, the following equation is obtained for the throttle cross-section: This means: # = resistance figure of the bores = = specific weight of the damping fluid = = piston area a = deceleration H = damper stroke s = distance covered by the piston PD = damping force, where PD E ag GGX vehicle weight g = acceleration due to gravity at the beginning of the piston movement the distance covered by the piston s = 0. The equation gives the total throttle cross-section assigned to the start of the stroke. The throttle cross-sectional area assigned to the respective retraction movement of the piston can be determined from the equation. If, however, instead of a constantly changing throttle cross-section, the throttle cross-section - as shown in FIG. 1 - is formed by bores, a force-displacement diagram corresponding to FIG. 2 is obtained with a wavy damping force curve. In addition, Fig. 2 shows the damping force curve for an impact damper, which has a throttle cross-section consisting of six bores, whereby - as the experiments showed - the damping force initially increases very sharply over an initial entry path and then decreases towards the end of the stroke. The inherent elasticity of the impact damper is not taken into account when calculating the throttle area according to the above equation and one hole is already covered immediately after the start of the piston movement, so that the throttle area is reduced by 16 2/3% when six holes are arranged in the cylinder. As shown in FIG. 2, this results in a relatively high increase in the damping force, which then drops by the piston until it reaches the second bore and increases again after driving over the second bore, etc.

Durch die innere Elastizität des Pralldämpfers, welche sich durch die ölkompressibilität und eventuell vorhandenes Gasvolumen im Hochdruckraum ergibt, wird bei einem Aufprall zunächst eine federnde Wirkung des Pralldämpfers erzielt. Wird bereits in diesem elastischen Bereich eine Querschnittsverringerung der Gesamtdrosselfläche durch überfahren einer Drosselbohrung durch den Kolben vorgenommen, so steigt infolge dieses verringerten Dro,sselquerschnittes die Dämpfkraft relativ hoch an. Um diesen unerwünschten 3)ämpfkraftanstieg zu vermeiden, wird über eine vorbetimmte Anlaufstrecke keine Veränderung des Drosselquerschnittes 9 zwischen dem Hochdruckraum7 und dem Niederdruckraum 8 vorgenommen. Entsprechend Fig. 1 wird dies dadurch erreicht, daß über der Anlaufstrecke x keine den Drosselquerschnitt 9 bildende Bohrungen in der Zylinderwand überfahren werden. Die Länge dieser Anlaufstrecke x des Kolbens 2 ist von der inneren Elastizität des Dämpfers abhängig. Die rechnerische Ermittlung läßt sich über ein System von linearen Differenzialgleichungen durchführen, wobei eine sehr gute Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen erzielt wird. Um einen möglichst gleichmäßigen Dämpfkraftverlauf über den Hub zu erzielen, ist es als Randbedingung sinnvoll, die minderung des Drosselquerschnittes erst einsetzen zu lassen, wenn die Anfangsdämpfkraft der im Bereich der Drosselquerschnittsanderung erzielten'Dämpfkraft gleich ist. Dies ist nicht nur eine Randbedingung bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, wobei eine Anzahl von Bohrungen den Drosselquerschnitt bilden.Due to the internal elasticity of the impact absorber, which is achieved through the oil compressibility and any gas volume present in the high pressure chamber results, a resilient effect of the impact absorber is first achieved in the event of an impact. Already in this elastic area there is a reduction in the cross section of the total throttle area by driving over a throttle hole through the Piston made, as a result of this reduced drop cross-section, the damping force increases relatively high on. To avoid this undesirable 3) increase in damping force, a pre-determined start-up section no change in the throttle cross-section 9 between the high pressure chamber 7 and the low pressure chamber 8 made. According to FIG. 1, this is achieved by the fact that none of the throttle cross-section over the start-up section x 9 forming holes in the cylinder wall are driven over. The length of this approach x of the piston 2 is dependent on the internal elasticity of the damper. The arithmetical Determination can be carried out using a system of linear differential equations, very good agreement with the test results is achieved. Around It is important to achieve the most uniform possible damping force curve over the stroke as a boundary condition, it makes sense to first start reducing the throttle cross-section to let when the initial damping force is in the range of the throttle cross-section change achieved 'damping force is the same. This is not just a constraint in the embodiment according to Fig. 1, wherein a number of bores form the throttle cross-section.

Auch bei den Ausführungsformen, bei denen eine kontinuierliche änderung des Drosselquerschnittes über den Hub vorgesehen ist, wird die änderung des Drosselquerschnittes erst nach tberschreiten der Anlaufstrecke vorgenommen, d. h., diese Randbedingung ist allgemein gültig.Even in the embodiments in which there is a continuous change of the throttle cross-section is provided over the stroke, the change in the throttle cross-section only carried out after the start-up distance has been exceeded, d. i.e., this constraint is generally valid.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise des in Fig. 1 gezeigten Pralldämpfers beschrieben. Eollidiert ein Fahrzeug, welches mit derartigen hydropneumatischen r Aldämpfern ausgerüstet ist, mit einem Hindernis, so fährt der Kolben 2 in den Zylinder 1 ein.The mode of operation of the impact damper shown in FIG. 1 is described below described. Eollidiert a vehicle, which with such hydropneumatic r Aldämpfern is equipped with an obstacle, the piston 2 moves into the Cylinder 1 on.

e e im Hochdruckraum 7 befindliche Flüssigkeitsfüllung wird dabei durch die in der Zylinderwand über den Umfang verteilten Drosselbohrungen, welche den Drosselquerschnitt 9 bilden, in den Tiederdruckraum 8 gedrückt. Im Niederdruckraum 8 befindet sich sowohl eine Flüssigkeits- als auch eine Gasfüllung, wobei die &asmenge nur so groß sein darf, daß über die Drosselbohrungen 9 :r=ein Gas in den Hochdruckraum 7 gelangt. Damit etwa vorhandenes Gas im Hochdruckraum 7 in den Niederdruckraum 8 abfließen kann, sind die Drosselbohrungen 9 am Umfang des Zylinders 1 verteilt angeordnet. Während der Einfahrbewegung des Kolbens 2 ist der gesamte Drosselquerschnitt 9 so lange wirksam, bis der Kolben die Anlaufstrecke x zurückgelegt hat. Bei der weiteren Einfahrbewegung verringert sich der Drosselquerschnitt um die Fläche der abgedeckten Bohrung. We nn die Drosselbohrungen den selben Durchmesser aufweisen, wird beim pberfahren einer Drosselbohrung jeweils ein Sechstel der Gesamtdrosselfläche abgedeckt. Der Abstand in axialer Richtung von einer Bohrung zur anderen ist unterschiedlich und nimmt zum Hubende hin ab. Die jeweiligen Abstände der Drosselbohrungen in axialer Richtung sind so groß gewählt, daß die Dämpfkraft über den Hub möglichst-gleich groß ist.e e located in the high pressure chamber 7 liquid filling is thereby through the throttle bores distributed over the circumference in the cylinder wall, which form the throttle cross-section 9, pressed into the low-pressure chamber 8. In the low pressure room 8 there is both a liquid and a gas filling, with the & as amount may only be so large that through the throttle bores 9: r = a gas into the high pressure chamber 7 arrives. So any existing Gas in the high pressure chamber 7 in the Low pressure chamber 8 can flow away, the throttle bores 9 are on the circumference of the cylinder 1 arranged distributed. During the retraction movement of the piston 2, the entire Throttle cross-section 9 effective until the piston has covered the run-up distance x Has. The throttle cross-section is reduced by the further retraction movement the area of the hole covered. If the throttle bores have the same diameter have, when driving over a throttle bore, one sixth of the total throttle area is used covered. The distance in the axial direction from one hole to the other is different and decreases towards the end of the stroke. The respective distances between the throttle bores in axial Direction are chosen to be so large that the damping force over the stroke is as equal as possible is great.

Dadurch wird von dem Pralldämpfer eine relativ hohe Prallenergie aufgenommen, ohne daß die maximal auftretende Dämpfkraft einen hohen Wert annimmt.As a result, a relatively high impact energy is absorbed by the impact damper, without the maximum occurring damping force assuming a high value.

Infolge dieser Einfahrbewegung des Kolbens 2 vergrößert sich der Zylinderraum 11, wobei über die Ausgleichsbohrungen 10 Flüssigkeit aus dem Niederdruckraum 8 in diesen Zylinderraum 11 fließt.As a result of this retraction movement of the piston 2, the cylinder space increases 11, whereby fluid from the low-pressure space 8 flows into this cylinder space 11.

Das insgesamt im Zylinder 1 bei der Einfahrbewegung verdrängte Flüssigkeitsvolumen, d. h., die aus dem Hochdruckraum 7 austretende Flüssigkeit weniger der in den Zylinderraum 11 eintretenden Flüssigkeit ist dem Volumen der einfahrenden Kolbenstange 3 gleich. Diese Volumenerhöhung bewirkt im Niederdruckraum 8 eine Kompression der Gasfüllung.The total volume of liquid displaced in cylinder 1 during the retraction movement, d. That is, the liquid exiting from the high-pressure chamber 7 is less than that in the cylinder chamber 11 entering liquid is equal to the volume of the retracting piston rod 3. This increase in volume causes the gas filling in the low-pressure chamber 8 to be compressed.

Durch den Druck im Pralldämpfer wird die Ausfahrbewegung der Kolbenstange 3 erzielt, wenn der Aufprall zu Ende ist. Die Ausfahrkraft ergibt sich dabei durch die Querschnittsfläche der Kolbenstange 3 mal dem Innendruck. Bei dieser Ausfahrbewegung fließt die Flüssigkeit über die den Drosselquerschnitt 9 bildenden Bohrungen vom Niederdruckraum 8 in den Hochdruckraum 7 und die bei der Ausfahrbewegung im Zylinderraum 11 verdrängte Flüssigkeit gelangt über die Ausgleichsbohrungen 10 in den Niederdruckraum 8.The extension movement of the piston rod is caused by the pressure in the impact damper 3 scored when the impact is over. The extension force results from the cross-sectional area of the piston rod 3 times the internal pressure. During this extension movement the liquid flows through the holes forming the throttle cross-section 9 Low pressure chamber 8 in the high pressure chamber 7 and during the extension movement in the cylinder chamber 11 displaced liquid reaches the low-pressure chamber via the compensating bores 10 8th.

Dieser Vorgang dauert so lange, bis der Pralldämpfer die in Fig. 1 eingezeichnete Stellung eingenommen hat.This process lasts until the impact damper reaches the in Fig. 1 position shown.

Das Kraft-Weg-Diagramm nach Fig. 2 zeigt die Dämpfkraftlinien für einen Pralldämpfer, der sich von dem nach Fig. 1 dadurch unterscheidet, daß keineAnlaufstrecke x vorhanden ist. Die Anordnung sowie die Abstände der den Drosselquerschnitt bildenden Bohrungen'sind auf der Abszisse eingetragen. Für eine Aufprallgeschwindigkeit von 2,2 m/sec ergibt sich die Dämpfkraftlinie 13, während die Dämpfkraftlinie 14 einer Aufprallgeschwindigkeit von 1,5 m/sec entspricht und die Dämpfkraftlinie 15 bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 0,5 mZsec entsteht. Es ist deutlich zu erkennen, daß nach dem überfahren der ersten Drosselbohrung entsprechend der Kennlinie 13 die Dämpfkraft sehr stark ansteigt und einen Wert von ca. 25000. N erreicht, aaschließend etwas abfällt und nach überfahren der zweiten Bohrung wiederum ansteigt usw. Einen Abfall der Dämpfkraft zum Hub ende hin zeigt dieses Diagramm sehr anschaulich, wobei die Anfangsdämpfkraft sehr hoch ist, was einer starken Verzögerung der Fahrzeugmasse und damit auch der Insassen entspricht.The force-displacement diagram according to FIG. 2 shows the damping force lines for an impact damper which differs from that according to FIG. 1 in that there is no run-up section x is present. The arrangement as well as the distances between the throttle cross-section forming Holes are entered on the abscissa. For an impact speed of 2.2 m / sec results in the damping force line 13, while the damping force line 14 is a Corresponds to an impact speed of 1.5 m / sec and the damping force line 15 at an impact speed of 0.5 mZsec occurs. It can be clearly seen that after driving over the first throttle bore according to the characteristic curve 13 the damping force increases very sharply and reaches a value of approx. 25000. N, closing drops slightly and rises again after driving over the second hole, etc. One This diagram shows the drop in damping force towards the end of the stroke very clearly, with the initial damping force is very high, causing a strong deceleration of the vehicle mass and thus also corresponds to the occupant.

Im Gegensatz zu dem Kraft-Weg-Diagramm nach Fig. 2 entspricht das Eraft-Weg-Diagramm gemäß Fig. 3 einem Pralldämpfer, wie er in Fig. 1 dargestellt ist. Die Anlaufstrecke x ist die Strecke, welche vom Kolben zurückgelegt wird, bis die erste Drosselbohrung abgedeckt wird. Während dieser Anlaufstrecke ist der gesamte Drosselquerschnitt zwischen dem Hochdruckraum und dem Niederdruckraum im Pralldämpf er wirksam. Bei den beiden Diagrammen nach Fig. 2 und Fig. 3 besteht lediglich ein Unterschied darin, daß in Fig. 3 die Anlaufstrecke x eingeführt ist und das Bohrbild der Drosselbohrungen für einen um diese Anlaufstrecke verkürzten Hub ausgelegt wird. Die übrigen Daten sind gleich. Die pro Pralldämpfer zu verzögernde Masse ist mit 460 kg-ausgelegt und der Hub des Pralldämpfers entspricht 7 cm. Der Fülldruck des Pralldämpfers beträgt 1200 N/cm2.In contrast to the force-displacement diagram according to FIG. 2, this corresponds to Eraft-path diagram according to FIG. 3, an impact damper as shown in FIG. 1 is. The run-up distance x is the distance covered by the piston until the first throttle hole is covered. During this run-up the entire Throttle cross-section between the high-pressure chamber and the low-pressure chamber in the impact absorber he effective. In the two diagrams according to FIGS. 2 and 3, there is only one The difference is that in Fig. 3, the run-up section x is introduced and the drilling pattern the throttle bores is designed for a stroke shortened by this start-up distance. The rest of the dates are the same. The mass to be decelerated per impact damper is included 460 kg-designed and the stroke of the impact absorber corresponds to 7 cm. The filling pressure of the Impact damper is 1200 N / cm2.

In Fig. 7 erhält man für eine Aufprallgeschwindigkeit von 2,2 m/sec die Dämpfkraftlinie 16. Einer Geschwindigkeit von 1,5 m/sec entspricht die Dämpfkraftlinie 17, während sich bei einer Aufprallgeschwindigkeit von o,5 m/sec die Dämpfkraftlinie 18 ergibt. Dieses Diagramm zeigt deutlich den Einfluß der Anlaufstrecke- x, denn die Dämpfkraft steigt maximal nur noch bis zu einem Wert von 20000 N an. Gleichzeitig wird ein annähernd gleichmäßiger Verlauf der Dämpfkraft über den Hub erzielt, wobei die Welligkeit der Dämpfkraftlinie lediglich durch die Ausbildung des Drosselquerschnittes mit Drosselbohrungen entsteht.In Fig. 7 one obtains for an impact speed of 2.2 m / sec the damping force line 16. The corresponds to a speed of 1.5 m / sec Damping force line 17, while at an impact speed of 0.5 m / sec the damping force line 18 results. This diagram clearly shows the influence of the run-up distance x, because the damping force only increases up to a value of 20,000 N. At the same time, the damping force progresses almost evenly over the stroke achieved, the waviness of the damping force line only through the training of the throttle cross-section with throttle bores.

Bei einem stetigen Verlauf des Drosselquerschnittes über den Hub könnte eine Verringerung des Drosselquerschnittes ab 10 mm fahrweg einsetzen. In diesem Fall wäre die Anlaufstrecke mit 10 mm Hub auszubilden. Solche stetig über den Hub veränderbare Drosselquerschnitte sind bekannt; es wird deshalb nicht näher auf diese eingegangen. Lediglich die Einführung der Anlaufstrecke in Verbindung mit beliebigen über den Hub veränderlichen Drosselquerschnitten führt zu einem Pralldämpfer, dessen Dampfkraft zu Beginn des Hubes keinen großen Anstieg aufweist und einen annähernd konstanten Wert über den Hub besitzt. Selbstverständlich kann die Welligkeit der Dämpfkraftlinie durch Erhöhung der Bohrungszahl oder - wie bereits erwähnt - durch eine stettge Veränderung des Drosselquerschnittes verringert bzw.With a steady course of the throttle cross-section over the stroke could Use a reduction in the throttle cross-section from a travel distance of 10 mm. In this In this case, the run-up section would have to be designed with a 10 mm stroke. Such steadily across the hub variable throttle cross-sections are known; it will therefore not elaborate on this received. Only the introduction of the start-up section in connection with any Throttle cross-sections that are variable over the stroke leads to an impact damper, its Steam power does not have a large increase at the beginning of the stroke and is approximately one has a constant value over the stroke. Of course, the ripple of the Damping force line by increasing the number of bores or - as already mentioned - by a steady change in the throttle cross-section reduces or

vermieden werden.be avoided.

Das Dämpfkraft-Weg-Diagramm nach Figur 4 zeigt den Dämpfkraftverlauf für ein Fahrzeug vit eingebauten Pralldämpfern, die entsprechend Figur 1 ausgebildet sind. Die Praildämpfer selbst besitzen die Kennlinie nach Figur 3. Das in Figur 4 gezeigte Kraft Weg-Diagramm kommt in Folge der Elastizität der Stoßstange und des Rahmens eines Fahrzeuges zustande deren Kräfte und Federwege den eigentlichen Pralldä:npfer-Daigramm überlagert sind. Dabei ist deutlich erkennbar, daß sich durch diese terlagerung eine wesentliche Glättung der Däipfkraftlinien ergibt. Die Fahrzeugmasse beträgt 920 kg, so daß bei Verbindung der Stoßstange mit dem Rahmen durch 2 Pralldämpfer die pro Pralldämpfer zu verzögernde Masse 460 kg ist.The damping force-path diagram according to FIG. 4 shows the damping force curve for a vehicle vit built-in impact absorbers, which are designed according to FIG are. The profile dampers themselves have the characteristic curve according to FIG. 3. The one in FIG 4 shows the force displacement diagram as a result of the elasticity of the bumper and of the frame of a vehicle, the forces and spring deflections are the actual ones Pralldä: npfer daigrams are superimposed. It can be clearly seen that through this superposition results in a significant smoothing of the Däipf force lines. The vehicle mass is 920 kg, so that when the bumper is connected to the frame by 2 impact absorbers the mass to be decelerated per impact damper is 460 kg.

Auch die übrigen Daten für den Praildämpfer entsprechen den bereits zu Figur 3 angegebenen Werten. Die DampStraft-keanlinie 19 wird bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 2,2 m/sec erhalten, während die Dämpfkraftlinie 20 1,5 1/sec rnd die Dämpfkaftlinie 21 o,5 m/sec AufDrallgeschwindigkeit entspricht.The other data for the profile damper also correspond to those already values given for FIG. 3. The DampStraft-keanlinie 19 is at an impact velocity of 2.2 m / sec, while the damping force line 20 1.5 1 / sec rnd the damping force line 21 o.5 m / sec corresponds to an impact speed.

Durch die Elastizität der Fahrzeugteile ist wie das Diagramm zeigt gegenüber der Figur 3 der Anstieg der Dämpfkraft geringer wobei trotz der geringen Anzahl der Drosselbohrungen im Zylinder des Pralldämpfers ein recht gleichmäßiger Verlauf erzielt wird. Deutlich erkennbar ist, daß der Verlauf der Damp£traft für ein Fahrzeug Xon dem jeweiligen Fahrzeugtyp abhängig ist, d.h. die äußere Elastizität der Fahrzeugteile also der Stoßstange und des Rahnoens spielen eine nicht unerheblihe Rolle. Dementsprechend muß der Pralldämpfer jeweils auf den Fahrzeugtyp abgestimmt werden, wobei nicht nur die Masse, sondern auch die Elastizität der Fahrzeugteile zu berücksichtigen ist.The elasticity of the vehicle parts is as shown in the diagram compared to FIG. 3, the increase in the damping force is lower, despite the low The number of throttle bores in the cylinder of the impact absorber is quite even Course is achieved. It can be clearly seen that the course of the steam is for a vehicle Xon is dependent on the respective vehicle type, i.e. the external elasticity the vehicle parts, i.e. the bumper and the rack, play a not inconsiderable role Role. Accordingly, the impact damper must be matched to the vehicle type not only the mass, but also the elasticity of the vehicle parts is to be considered.

Wie Figur 4 zeigt ist es nicht in jedem Fall sinnvoll, den Dämpfkraftverlauf für den Praildämpfer selbst möglichst waagerecht zu erhalten. Dementsprechend beschränkt sich auch die Anlaufstrecke bei Pralldampfern nicht auf solche Iführungen bei denen ein annähernd waagerechter DaspRkraftverlauf erreicht werden soll.As FIG. 4 shows, it does not make sense in every case to trace the damping force curve to get as horizontal as possible for the preamp damper itself. Accordingly limited Even the run-up section for impact dampers does not apply to such guides for them an approximately horizontal pressure force curve is to be achieved.

Diese Anlaufstrecke ist aech für beliebig ausgelegte Pralldämpfer anwendbar, beispielsweise für Pralldämpfer die mit zunehmendem Hub einen abnehmenden lämpfkraftverlauf besitzen.This run-up section is also suitable for impact absorbers of any configuration applicable, for example for impact absorbers which decrease with increasing stroke have damping force curve.

Claims (4)

PATENtANSPR2CHEPATENT CLAIMS 1. Hydropneumatischer Pralldämpfer, insbesondere für Stoßstangen von Kraftfahrzeugen, wobei in einem mit unter Druck stehender Flüssigkeit.gefüllten Zylinder ein an einer Kolben stange befestigter Kolben axial verschiebbar angeordnet ist und der Zylinder zur hubabhängigen Dämpfung mit Drosselquerschnitten versehen ist, welche den Hochdruckraum im Zylinder mit einem den Zylinder umgebenden und zumindest teilweise mit Gas gefüllten Niederdruckraum verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß über eine vorbestimmte Anlaufstrecke (x) bei der Einfahrbewegung des kolbens (2) der Gesamtdrosselquerschaitt (9) zwischen Hochdruckraum (7) und Niederdruckraum (8) wirksam ist.1. Hydropneumatic impact absorber, especially for bumpers from Motor vehicles, being filled with a pressurized liquid Cylinder a rod attached to a piston piston arranged axially displaceable and the cylinder is provided with throttle cross-sections for stroke-dependent damping is, which the high pressure space in the cylinder with a surrounding the cylinder and Connect at least partially gas-filled low-pressure space, characterized in that that over a predetermined run-up distance (x) during the retraction movement of the piston (2) the total throttle cross section (9) between the high pressure chamber (7) and the low pressure chamber (8) is effective. 2. Pralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ohne Drosselquerschnittssuderung zurückgelegte Anlaufstrecke (x) des Kolbens (2) durch die innere Elastizität des Dämpfers bestimmt ist.2. Impact damper according to claim 1, characterized in that the without Throttle cross-section flow through the run-up distance (x) of the piston (2) the internal elasticity of the damper is determined. 3. Pralldämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufstrecke (x) so bemessen ist, daß eine Änderung des Drosselquerschnittes (9) erst einsetzt, wenn die Anfangsdämpfkraft der im Bereich der Drosselquerschnittsän derung erzielten Dämpfkraft gleich ist.3. Impact damper according to claims 1 and 2, characterized in that that the run-up distance (x) is dimensioned so that a change in the throttle cross-section (9) only begins when the initial damping force is in the area of the throttle cross-section The damping force achieved is the same. 4. Praildämpfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Drosselquerschnitt (9) durch eine Anzahl von Bohrungen gebildet wird, die im Zylinder (1) über einen um die Anlaufstrecke (x) verminderten Hub 80 verteilt sind, daß bei einer vorgegebenen Aufpra'llgeschwindigkeit und Aufprallmasse die Dämpfkraft über den Hub einen vorbestimmten Verlauf ergibt.4. Praild damper according to claims 1 to 3, characterized in that that in a known manner the throttle cross-section (9) by a number of Bores is formed, which in the cylinder (1) via a around the run-up distance (x) reduced stroke 80 are distributed that at a given Aufpra'llrechner and impact mass gives the damping force over the stroke a predetermined curve. L e e r s e i t eL e r s e i t e