DE2357419A1 - Anpralldaempfer fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Dipi.-ing. H. Seiler

PATENTANWÄLTE Dipi.-ing. J.Pfenning Dipi-Phys. K. H. Meinig

1 Berlin 19

Oldenbürgällee 10 Tel. Ö3O/3O4 55 21/22

Drahtwort: Seilwehrpatent

- Postscheckkonto:

Beriin-West 59 38-1O2

14. November 197 Me/Cw

Herrn Günter TEETZ 1 Berlin 30
Weiser Straße 3

Anpralldämpfer für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf einen Anpralldämpfer . für Kraftfahrzeuge, dessen Wirkung von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig, hydraulisch steuerbar ist und dessen hydrostatischer Druckanstieg benutzt wird, Sicherheitseinrichtungen zu betätigen.

Anpralldämpfer als wesentlichstes Bauteil innerhalb einer Stoßaufnahmevorrichtung dienen der zeitlieh verzögerten Vernichtung der ^;S*toi^:energie eines Kraftfährzeuge-s -beim Aufprall auf ei^;n Hindernis·. S
die ciie Elrergi'e von St-ößen. bei gßringe®

schwihdigkeit bis ca, 16 km/h aufnehmen und mit Hilfe ihrer Anpralldämpfer vernichten sollen, sollten im allgemeinen so ausgebildet sein, daß -wesentliche Teile des Fahrzeugs nicht beschädigt werden und daß sie sich nach erfolgtem Aufprall wieder regenerieren. Außerdem soll der Einbau derartiger Vorrichtungen die Verzögerung der Fahrgastzelle derart beeinflussen, daß eine definierte Größe für die negative Beschleunigung nicht überschritten wird, um Verletzungen der Passa-.giere weitgehend auszuschließen. Der dafür benötigte Arbeitsweg bestimmt den Abstand der Stoßaufnahmevorrichtung von dem zu schützenden Fahrzeugaufbau.

j Bei wesentlich höheren Aufprallgeschwindigkeiten, z.B.

üO km/h oder mehr, und der dabei auftretenden, mit dem Quadrat der Geschwindigkeit gewachsenen, Energie, besteht nur dann eins hinlängliche Überlebenschance für die Insassen, wenn die Verzögerung bei möglichst konstantem Verlauf durch Ausnutzung eines relativ langen Deformationsweges definierbare Spitzenwerte für den schlagartigen Bremsvorgang nicht überschreitet.

Stoßaufnahmevorrichtungen, die für eine relativ geringe Anprallgeschwindigkeit ausgelegt sind, können konstruktionsbedingt zur verletzungsfreien Verzögerung beim

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Aufprall mit hohen Geschwindigkeiten nicht viel beitragen.

Um die Verzögerung der Fahrgastzelle auf ein erträgliches Maß zu begrenzen, ist es bekannt, vor und hinter dieser sogenannten Knautschzonen anzuordnen.

Die Verformungsarbeit innerhalb dieser Zonen wird zur Energievernichtung, beim Aufprall benutzt, wobei darauf geachtet wird, daß die Fahrgastzelle formstaMl bleibt. i-Räumlich verformte Blechteile, wie sie bei Kraftfahrzeugen vorhanden sind, haben den Kachteil, daß ihre Festigkeit in Ruhe; verhältnismäßig groß ist, während beim Überschreiten eines bestimmten Beschleunigungswertes durch Einknicken diese Festigkeit auf einen sehr ' viel geringeren Wert abfällt. Durch die ungünstige Verteilung der Verzögerungsarbeit über die Abbremszeit des Aufpralls wird der vorhandene Arbeitsweg nur unvollkommen ausgenutzt. Knautschzonen so auszulegen, daß die Verzögerungsarbeit, bei der große Kräfte aufgenommen werden müssen, wenigstens annähernd gleichmäßig verteilt ist, erfordert einen hohen konstruktiven ""'."" Aufwand/ Ein wesentlicher Nachteil einer für eine hohe Anprallgeschwindigkeit, z. B. 30 km/h, ausgelegte Knautschzone, besteht darin, daß bei einer geringen

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Anprallgeschwindigkeit von, ζ. B. 50 km/h, die Verzögerungsspitzen nicht vermindert werden. Es wird vielmehr für diesen Fall nur der verfügbare Deformationsweg nicht voll ausgenutzt. Die Überlebenschance der Insassen, bzw. die Wahrscheinlichkeit Verletzungen auszuschließen, wird bei den bekannten Konstruktionen

von Knautschzonen bei weitem nicht in dem Maße,wie die j

Aufprallenergie mit Verringerung der Stoßgeschwindigkeit abnimmt, verbessert.

Zum Schutz der Insassen sind innerhalb der Fahrgastzelle zahlreiche Sicherheitsvorrichtungen bekannt, die Verletzungen durch einen möglichen Aufprall, insbeson- I dere auch das Aufschlagen gegen Fahrzeuginnenteile, i verhindern sollen. Sicherheitsgurte haben sich dabei j als sehr nützlich herausgestellt, sie werden aber im | allgemeinen nicht fest genug angezogen, so daß ihre , volle Wirksamkeit häufig verloren geht. Nach dem Hineinfallen in die Gurte, erfolgt ein übermäßig hoher ' Verzögerungsstoß auf die Insassen. Gurte bzw. deren Halterungen, die Verformungsarbeit leisten können, vermindern zwar derartige Verzögerungsspitzen, gleichzeitig wird damit aber auch ihre Arbeitsreserve verbraucht.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verzögerung der F^hrgastzelle beim Aufprall eines Kraftfahrzeuges auf ein Hindernis unter Ausnutzung des j größtmöglichen Verformungsweges und unter Berücksichtigung der unstetigen Verformungsarbeit der Karosse-' rieteile so zu steuern, daß die Verzögerung auch bei j verschiedenen Anprallgeschwindigkeiten einen Minimalwert annimmt, -wobei der bei einem hydraulischen Dämpfer, in diesem Zusammenhang auftretende Druckanstieg auch dazu benutzt -werden soll, zusätzliche Sicherheitsvorrichtungen für die Fahrzeuginsassen zu betätigen, sowie rechtzeitig schwere und unverformbare Fahrzeug-'

teile von der zu verzögernden Fahrzeugzelle abzutrennen, um so die aufzubringende Vernichtungsarbeit der negativen Beschleunigung zu vermindern undden .Arbeitsweg- entsprechend zu verlängern. .

Diese Aufgabe -wird erfindungsgemäß dadurch gelöst., daß ein oder mehrere hydraulische Dämpfer, deren Dämpferkraft wegabhängig steuerbar ist, zwischen Stoßstange der an sich steifen Fohrgastzelle angeordnet sind, ßi ίχι diese .Steuerung .eine Stellgröße in Abhängigkeit ψρη.αΒψ. Fsiisrze.uggese:;hwi.ndi;gkeit eingrieift, and

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ⁱv©ir.ri(3%i;!Uia.|_;eja ib.eiflifcf^gp;nde ;s.cihS5/;eü?

abtrennende Anschlüsse mit Schaltventilen vorgesehen sind, wobei be-i einer geringen Fahrgeschwindigkeit die Steuerung so geschaltet i?;t, daß der hydraulische Druek über eine hydropneumatisch^ Feder leitbar und von dort wieder abgebbar ist, so daß ein wesentlicher Teil der ausgeübten Kraft durch Drosselung des Flüssigkeitsstromes aufbrauchbar ist.

Es ist für die Erfindung besonders vorteilhaft, daß bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit die hydropneumatische Feder nicht eingeschaltet ist, da die notwendige Verzögerung auch im ersten Teil des Arbeitsweges eine erheblich höhere Kraft erfordert, als die Feder zu erbringen vermag. Die Aufprallenergie wird im ersten Teil des Arbeitsweges nur durch den Strömungswiderstand vernichtet. Da dieser geschwindigkeitsproportional ansteigt, wird durch eine Vorwahl, abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit, die der Aufprallgeschwindigkeit entspricht, die Drosselung so beeinflußt, daß bei jeder Geschwindigkeit eine definierte optimale Kennlinie annähernd eingehalten wird. Dies gilt insbesondere für die in Fahrtrichtung eingebauten Anpralldämpfer. Für hintere Anpralldämpfer erfolgt die Steuerung in anderer Weise, da die Geschwindigkeit eines evtl. von hinten auffafaieriden fahrzeuges sehr vers.Q;hJ.,e&-e-ia. seija ka^nn.

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Im allgemeinen ist die Steuerung der hinteren Anpralldämpfer so ausgelegt, daß bei niedriger Fahrgeschwindigkeit, insbesondere bei" Rückwärts fahrt..,-die Anprall.-' dämpfer wie vorbeschrieben, über eine Feder arbeiten. Da anzunehmen ist, daß ein schwerer Auffahrunfall dann erfolgt,· wenn vorher selbst das Fahrzeug eine höhere Geschwindigkeit hatte, ist es -sinnVori die Steuerung der hinteren Anpralldämpf er"_:" mit einer gewissen Zeitverzögerung arbeiten zu lassen, so daß auch nach völligem Stillstand des Fahrzeuges die für die vorhergehende Geschwindigkeit eingestellte Dämpferkennlinie erhalten bleibt. .

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der hydrostatische Druckanstieg dazu" benutzt, schwerere Fahrzeugteile, die außerhalb der Fahrgastzelle, liegen, wie z. B. den Motor-Getriebeblock, dadurch beim Aufprall abzusprengen, daß der hydrostatische Druck oder eine andere geeignete Größe die zur elastischen Lagerung des Motors verwendeten Gummihohlfedern an einer Sollbruchstelle oder nietenartigen Verbindungsmittel gegen einen vorgebbaren Federdruck heraussprengt. Es können auch Explosionsstoffe benutzt werden, die durch den Druckanstieg über einen Druckschalter gezündet werden. Diese Absprengung ist besonders

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vorteilhaft für Fahrzeuge, deren Motor-Getriebeblock im Heck angeordnet ist. Hier müßte· sonst -bei einem Frontalaufprall die Bewegungsenergie die fahrzeugteile über die Fahrgastzelle in der Knautschzone mit vernichtet werden. Gleichzeitig mit dem Absprengen sollte dafür gesorgt werden, daß diese Teile nach unten fallen können. Ggf. werden sie mit einem Hydraulikzylinder, der mit dem Dämpferdrück beaufschlagt wird, nach unten gedrückt, so daß z. B. bei einem Frontalzusammenprall· bei einem Frontmotor dieser nicht in die Fahrgastzelle gedruckt werden kann, sondern daß die Fahrgastzelle mittels geeigneter Gleitflächen über den Motor-Getriebeblock gehoben wird. Hierdurch vergrößert sich der verfügbare Deformationsweg beträchtlich. Analog hierzu wird bei einer Heckmotoranordnung verfahren. Hier zwängt sich der ^XJOtor-Getriebeblock unter die Fahrgastzelle, wobei sich wiederum sperrige Anbauteile, wie z. B. Vergaser mit Luftfilter, an Sollbruchstellen lösen.

Die Absprengvorrichtung Wird selbstverständlich erst bei höheren Geschwindigkeiten und vorzugsweise bei einem Frontalaufprall wirksam. Die Anordnung der Anpralldämpfer sollte VOrteilhafterweise von der Stoßstange bis zum Boden der . iFahrg-astzelle reichen ,'

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d.h. etwa bis dorthin, -wo der Getriebe- bzw. Kardantunnel beginnt, was eine hohe Kraftableitung ermöglicht, ohne daß überschwere zusätzliche Versteifungen angebracht werden müssen. Jeder andere Krafteinleitungspunkt erfordert wegen der vorhandenen Öffnungen für Türen und Fenster Kraftumleitungen, die erhebliche Gewichtzunahme bedeuten. Die Kräfte, die durch die Yerformungsarbeit in der Knautschzone aufgenommen

an"
werden können, greifer:/ ungünstigeren Punkten der Fähr-

gastzelle an. TJm den Betrag an Kraft, den der Anpralldämpfer aufnimmt, dessen Kräfte nach der Vorliegenden Ausführungsform abgeleitet werden, vermindert sich der Aufwand für die Formstabilität der Fahrgastzelle. Trotz des zusätzlichen Eigengewichts des Anpralldämpfers wird das Gesamtfahrzeuggewicht· bei gleicher Sicherheit nicht erhöht. -■ . ■ ;

Außerdem ist es wesentlich einfacher, leichter und auch billiger, die Knautschzone so auszulegen, daß die Verformungsarbeit gerade ausreicht, den Anprall auf ein festes Hindernis bei einer relativ geringen Geschwindigkeit, z. B. 30 km/h, zu verarbeiten. Die konstruktiven .Mittel hierzu sind bekannt, so. z. B. ein als räumliches Fachwerk ausgebildeter Rohrrahmen oder mit Kunststoffschaum versteifte, sonst aber extrem dünne Karosserieteile. .-. -

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Zu den speziellen Sicherheitsvorrichtungen, die durch den Druckanstieg des erfindungsgemäßen Anpralldämpfers betätigt bzw. ausgelöst werden können in erster Linie Sicherheitsgurte gehören, die im ersten Teil des Anprallweges fest bis zu einem bestimmten Höchstbetrag, geregelt durch ein Überdruckventil oder eine Feder mit Hilfe eines Hydraulikzylinders ,angezogen werden.

Danach arbeitet dieser Hydraulikzylinder durch Umschaltung als hydraulischer Dämpfer. Durch das mögliche Nachgeben gegen den Widerstand einer engen Drosselöffnung wird der verfügbare innere Weg für die bessere Sicherheit der Insassen des Fahrzeuges genutzt, indem übergroße Verzögerungsspitzen abgebaut werden.

Das Einklinken der Sicherheitsgurte bewirkt über einen zusätzlichen Schalter, daß die Dämpfung der Anpralldämpfer für niedrige Geschwindigkeit, deren vorrangiges Ziel es ist, Karosserieschäden zu vermeiden, voll wirksam wird.

Die selbstverständliche Alternative, daß bei nicht gesicherten Insassen größere Karosserieschäden auch

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bei relativ geringen Aufprallgeschwindigkeiten in Kauf genommen werden müssen, hilft mit, die psychologische Sperre gegen das Anlegen von Gurten zu beseitigen.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer Reihe von Einzelheiten in beispielsweiser Äusführungsform dargestellt, Es zeigen:

Fig. 1 Einen schematischen Querschnitt eines Personen-

kraftwagens mit den erfindungsgemäßen Anprall-Stoßdämpfern,

Fig. 2 die Anordnung der Anprallstoßdämpfer im Grundriß des Fahrzeugs gemäß Fig. 1,

Fig. 3 den Zustand des Fahrzeugs nach einem Frontal" zusammenprall,

Fig. 4 die Kennlinie.für .die Verzögerung über dem Arbeitsweg eines bekannten Sicherheitsfahrz.eugs bei "einem Anprall von 80 km/h,

Fig. 5 die Kennlinie der Verformung der Knautschzone eines Fahrzeugs mit Anprallstoßdämpfern, ohne Berücksichtigung der Arbeit der Stoßdämpfer. ' ·

: 5 0 9 8^:2^:0 7 0 2ΨΨ ^{! :}^ ■ _ 12 - '

Pig. 6 die Kennlinie eines Fahrzeugs, ausgerüstet mit Anprallstoßdämpfern bei einer Anprallgeschwindigkeit von ^::;0 km/h,

Pig. 7 die Kennlinie des gleichen Fahrzeugs wie Pig. 5 und 6 auch mit Anprallstoßdämpfern, jedoch bei bO km/h,

Pig. 6 den Längsschnitt durch einen Anprallstoßdämpfer mit der dazugehörigen symbolisch dargestellten Schaltung,

Pig. 9 eine Ausführungsvariante der Drosselstelle innerhalb des Anprallstoßdämpfers im Teil- χϊί& längsschnitt isometrisch dargestellt,

Pig. 10 den Teillängsschnitt einer weiteren Ausführungsform der Drosselstelie,

Pig. 11 den Querschnitt der Drosselstelle der Fig. 10,

Pig. 12 die Gurtanziehvorrichtung mit Hydraulikzylinder,

d. h. den Dämpfer mit der symbolisch dargestellten Schaltung,

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Gemäß Fig. 1 wird eine -forms-tabüe" Fahrgastzelle T von vorderen und hinteren Knautscnzonen;2 geschützt. Innerhalb dieser Knautochzonen, und zwar von der vorderen Stoßstange 3 bis zum Anschlußpunkt am Kardantunnel 4 sind die.vorderen Anprallstoßdämpfer 5 angeordnet. Die hinteren Anprallstoßdämpfer 5 reichen ebenfalls von der hinteren Stoßstange 3' bis zu einem Anschlußpunkt 4V an der steifen Fahrgastzelle. Der Motor-Getriebeblock 6 liegt zwischen den beiden vorderen Anprallstoßdämpfern. Zur Fahrgastzelle, ; und mit dieser steif verbunden, gehören die Gleit- ' .-. i flächen Y, die den Motor-Getriebeblock bei einem.-. _;| Prontalzusammenprall unter die Fahrgastzelle drücken ,

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sollen, . . ". ^;

In der Fig. 2 ist die gleiche Anordnung im Grundriß j dargestellt. Die vorzugsweise doppelt vorgesehenen Anprallstoßdämpfer werden leicht V-förmig gespreizt wie bei dem Bezugszeichen 3 angedeutet angeordnet, weil dadurch u. a. auch ein leicht schräger Anprall besser aufgenommen werden kann.

Die in der Fig. 3 dargestellte-Anprallsituation soll verdeutlichen, in welchem Maße der verfügbare Arbeitsweg 9, d. h. der Weg der der Vernichtung der Bewegungs-¹

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energie dient, anwächst, wenn der Motor-G-etriebeblock 6 unter die steife Fahrgastzelle 1 mit Hilfe der Gleitflächen 7 gedruckt wird, wobei die Knautschzoae 2 bis auf ein Minimum zusammengedrückt werden kann und der Anprallstoßdämpfer 5 etwa auf die Hälfte seiner ursprünglichen Länge zusammengeschoben worden ist.

Die grafische Darstellung in Fig. 4 verdeutlicht die negative Beschleunigung bzw. die Verzögerung der Fahrgastzelle 1 eines in bekannter Weise auf Sicherheit ausgelegten Fahrzeugs über den Deformationsweg der Knautschzone. Die Anprallenergie wird über den verfügbaren Deformationsweg, der ca. BO cm lang ist, vollständig verarbeitet, bzw. durch die Verformungsarbeit aufgebraucht, wobei jedoch sehr hohe Verzögerungsspitzen 10 und 10' auftreten, die weit über 40 g, d. h. über dem 40-fachen der durch die Erdgravitation gegebenen Beschleunigung, liegen. Der erste Teil des Arbeitsweges von ca. 20 cm bei dem Bezugszeichen 11, den die für eine geringere Anprallgeschwindigkeit ausgelegten bekannten Dämpfer zur Verfügung haben, wird nicht sinnvoll ausgenutzt, da entweder diese Anpralldämpfer selbst oder deren Befestigungen nicht die erforderlichen hohen Kräfte aufzunehmen in der Lage sind. Am Ende des Arbeitsweges hat sich die Knautschzone so zusammengeschoben,

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daß nur noch der Motor zwischen Fahrgastzelle und Hindernis verbleibt. Der Teil des möglichen Deformations-weges, der vom Motor eingenommen wird 12, "wird daher bei bekannten Ausführungsformen nicht ausgenutzt.

Die ]?ig-. - 5- zeigt eine Verzögerungskennlinie eines Fahrzeuges mit einer sehr leicht verformbaren Knautschzone. Diese leicht verformbare Knautschzone ist erforderlich, damit beim Hinzuschalten der gesteuerten Anpralldämpfer keine Verzögerungsspitze 1 3, im Ausfüh- ^: rungsbeispiel von ca. 10 g, weit über das theoretische Maß auftreten. In dieser Kennlinie ist die Verzögerung j infolge Anpralldämpfer nicht berücksichtigt, jedoch ist der Verzögerungsweg am Ende 14 um einen Betrag verlängert, der dem Absprengen des Motors zuzusprechen

[ ist. Ein.i derartige Konstruktion ermöglicht jedoch die Verarbeitung einer AnpralleBergie von nur ca. 30 km/h.

. Die Fig. 6 zeigt die Kennlinie eines Fahrzeugs mit der Verformungskennlinie eines Fahrzeuges nach Fig. 5 und Einschaltang der zusätzlichen, erfindungsgemäß vorgesehenen und entsprechend gesteuerten Anprallstoßdämpfer bei einer Anprallgeschwindigkeit von 80 km/h. Die Verzögerungsspitzen 15 liegen nicht wesentlich über dem theoretisch erreichbaren Wert von 22 g bei einem

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, Verzögerungsweg von ca. 115 cm. Der obere senkrecht : schraffierte Teil 16-zeigt den Anteil, der von der

. Knautschzone geleistet wird. Während der vom Anprall- ! stoßdämpfer geleistete Anteil 17 nach oben von der strichpunktierten bzw. von der ausgezogenen Linie

ι begrenzt wird. Im ersten Teil des Arbeitsweges 18

i leistet der Anpralldämpfer die alleinige Arbeit ί für die Vernichtung der Bewegungsenergie. In dem I Maße, mit dem die Verzögerung durch die Verformung i der Knautschzone zunimmt, wird die Dämpferleistung

i herabgesetzt, so daß die Gesamtverzögerung, wie aus ι der Darstellung ersichtlich , einen relativ gleichmäßij gen Verlauf nimmt.

Die Fig. 7 zeigt die Kennlinie des gleichen Fahrzeugs j nach einem Anprall von 50 km/h. Auch hier ist der

Anteil der Knautschzonen 16¹ schraffiert dargestellt. I Die Dämpferkennlinie für diese Geschwindigkeit ist

die strichpunktierte Linie 19. Auch hier wird im ersten Teil des Arbeitsweges 20 wieder den Anpralldämpfern die alleinige Verzögerungsarbeit zugewiesen. Insgesamt gesehen steigt bei diesem Anprall die Verzögerung nicht wesentlich über den für diese Geschwindigkeit theoretisch ermittelten Wert von ca. 9 g an.

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Die Fig. ^ zeigt einen Längsschnitt durch den Anprall-Stoßdämpfer. Die Lagerung dieses Dämpfers an der Stoßstange 21 und an der Fahrgastzelle 22 erfolgt kugel- ". pfannenartig, so daß bei den /wahrscheinlichen Verkantungen keine zusätzlichen Momente in den Dämpfer eingeleitet -werden. Die Befestigung selbst, hier nicht dargestellt, kann durch Klebung oder besonders elastische Halterungen erfolgen. In jedem Fall erfolgt keine feste starre Verbindung mit den Karosserieteilen. Das gesamte Rohr, d. h. die zur Stoßstange gehörerde. Hälfte und zur Fahrgastzelle. gehöret:der.i Rohrteil 23 ist mit einer Dämpfun^rsflüssigkeit 24 gefüllt. Der feststehende Teil, des Drosselorgans 25 ist mit dem Rohr 23 verbunden. Die mit dem Rohr 22 verbundene. -

Stange 26 dient als Steuerorgan, die je nach Ein- - - - '■■ öchnürung an der Drosselstelle 27 eine mehr oder- j

weniger große Dämpferkraft erzeugt. .Da die Dämpfer- ·

flüssigkeit in dem-schmalen Spalt zwischen dem fest- J stehenden Teil des Drosselorgan^ 25 und dem-0"feuer- j.

kolben 26 hindurch muß, um in die Auslaßleitung 2-3 zu gelangen. Damit in beiden Teleskophälften mit Sicherheit der gleiche Druck herrscht, sind Ausgleichsboh- . rungeη 29 vorgesehen. Die Steuerung arbeitet, abgesehen von dem geschwindigkeitsproportionalen Flüssigkeitswiderstand, wegabhängig. Wird ein tiefer Schlitz vor

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-teder Auslaßleitung freigegeben, vermindert sich die Dämpfung, wird der Schlitz dagegen sehr schmal, erhöht sich diese Dämpferkräft. Damit bei verschiedenen Anpral Igeschwitidigkei fcen die optimale Dämpferkennlinie eingestellt werden kann, ist diese Steuerstange veränderbar, vorzugsweise durch Verdrehen 30 - siehe bei Bezugszeichen - ausgebildet. Dieses Verdrehen erfolgt in einem besonderen Stellglied 3"I₅ welches vom Steuergerät 32 die entsprechenden Impulse bekommt. Die austretende Dämpferflüssigkeit wird über ein verstellbares Wegeventil 33 geleitet, von dem aus Druckleitungen zu den speziellen Sicherheitsvorrichtungen geführt werden, z. B. zur hydropneumatischen Feder 34, zur Vorrichtung, die das Absprengen des Motor-Getriebeblocks 35 ermöglicht, zur Vorrichtung, die die Gurte 36 anspannt. Die Leitung 37 und 36 führen zu einem Kontrollanschluß bzw. dienen zur Reserve für eventuelle weitere Sicherheitsvorrichtungen. Die Leitung 39 gibt einen offenen Abgang frei. Dieser Stellantrieb 40 kann elektrisch, pneumatisch- oder hydraulisch betätigt werden. Er erhält seine Steuerbefehle vom Steuergerät 32, in dem Meßwerte aus der Fahrgeschwindigkeit 41 oder anderen wichtigen Parametern, wie Temperatur der Dämpferflüssigkeit oder die Information, ob die Insassen angeschnallt sind oder nicht - s. Leitung 42 eingehen.

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Die pig. 9 zeigt eine mögliche Alternativlösung der Drosselstelle". Das gelochte Innenrohr 43 ist ähnlich, ■wie in Fig. S dargestellt, mit dem äußeren Teleskoprohr 22 drehbar verbunden. Die Abschlußplatte als Drosselorgan 25' ist mit dem inneren Teleskoprohr 23 fest verbunden. Die Abflußleitting 28 wird durch verschieden große Löcher 44 freigegeben. Je nach dem, ob die löcher größer odei kleiner sind, erfolgt ein. mehr oder weniger starke Dämpfung. Durch das Verdrehen des Rohres 43 können verschiedene Programme je nach der erwarteten Anprallgeschwindigkeit vorgewählt werden. Eine besondere Verbindung der beiden Teleskopräume ist nicht erforderlich, daein Druckausgleich mit Sicherheit durch die vielen Löcher gegeben ist.

Die Pig. 10 zeigt im Längsschnitt eine Drosselstelle, ähnlich wie. sie im Zusammenhang mit Fig. 8 schon beschrieben ist. Die Pfeile an dem äußeren Teleskoprohr 22 ; und dem Steuerkolben 26 zeigen die Einschubrichtung* Hier sind drei um 120° versetzte Abflußleitungen 23 vorgesehen. .".""■ ^: .-'-■

Die Fig. 11 zeigt diese Drosseisteile im Querschnitt. Der Verstellbereich .££ beträgt ca. "A 10°. Es sind drei Führungsnoppen 45 vorgesehen, damit die Steuerstänge exakt innerhalb des Durchbruchs durch die Drosselplatte

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geführt -wird, d. h., der Abstand an allen drei Abflußöffnungen, der die Drosselung bewirkt, eingehalten wird. Die Ausgleichsbohrungen 29 ermöglichen einen Druckausgleich zwischen, den beiden Teleskoprohrräumen.

Die Fig. 12 zeigt die Gurtanziehvorrichtung mit der dazugehörigen symbolisch, dargestellten Schaltung. Der Hydraulikzylinder 46, der gleichzeitig als Dämpfer arbeitet, ist mit dem Sicherheitsgurt 47 und der Karosserie 48 beweglich verbunden. In der Normals teilung hält eine Peder 49 den Kolben 50 gegen den hydraulischen Druck der Hydraulikflüssigkeit 51 etwa in der Mitte. Der relativ geringe Gegendruck kommt von einem Druckspeicher 52. Damit die Insassen ein gewisses Maß an Bewegungsfreiheit haben, kann sich der Kolben 50 nach oben bewegen. Er drückt dabei die Hydraulikflüssigkeit über das geöffnete Differenzdruckventil 53 über eine Drossel 54 und das ebenfalls geöffnete 4/2-Wegeventil 55 in den Speicher 52. Zurück fließt die Flüssigkeit entsprechend leichter über das sich öffnende Rückschlagventil Bei einem schnellen Anziehen des Gurtes, beispielsweise bei einem Unfall, der nicht den Anprallstoßdämpfer berührt, wie Überschlag oder dgl., schließt das Differenzdruckventil, weil sich in der Steuerleitung 57 infolge der Drossel 54 ein höherer Druck aufbaut als in der

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Steuerleitung 58. Bei geschlossenem Ventil 53 ist ein Nachgeben des Gurtes ausgeschlossen. Erst ein Nachgeben der Gurtzugkraft und ein Nachlassen des Überdrucks, insbesondere in der Steuerleitung 57 läßt das Ventil -wieder öffnen. Bei einem Anprallunfall entsteht im Anprallstoßdämpfer ein hoher Druck. Dieser wird ausgenutzt, um die Gurte in dieser Situation in der ersten Phase fest anzuziehen. Im -weiteren Verlauf des Anpralls, nachdem sich der Druckspeicher auf den Betriebsdruck aufgefüllt hat, erfolgt ein Nachgeben der Gurtzugkraft gegen die Verzögerungskräfte des Insassen und schließlich nach Beendigung des Anpralls ein völliges Lockern der Gurte. Dies wird durch die nachfolgend näher beschriebene'Schaltung ermöglicht.

Der Druckstoß rom Anpralldämpfer 59 öffnet ein Ventil 60 über die Steuerleitung 61 und gibt den Ölstrom über das Rückschlagventil 62 über das geöffnete Ventil 63 frei zum Speicher 52. Ist dort der erforderliche Druck aufgebaut, wird über eine Steuerleitung das Ventil 63 geschlossen und durch eine Raste 64 in diesem Zusind gehalten,. Gegen einen zu hohen Brückanstieg;, ist die VorrxQrhtung durch eda ventil 65 geschützt.- Gleichzeitig wtrd

gesteuerte 4/2-Wegeventil 55 über die Steuerleitung 66 umgeschaltet und,ähnlich wie beim Ventil 63,in dieser Stellung durch eine Raste 67 gehalten. In dieser Schaltstellung ist der Weg über die Ventile 53, 54 und 56 gesperrt· Die im Druckspeicher 52 gespeicherte Ölmenge fließt über den Weg 68 im Ventil 55 in die Leitung 69 über eine relativ weite Drosselung 70 und das sich öffnende Rückschlagventil 71 zum Hydraulikzylinder 46 und drückt den Kolben 50 nach unten, so daß der Gurt fest angespannt wird. Werden die Gurtkräfte infolge der Insassenverzögerung höher, wird die Hydraulikflüssigkeit zurückgedrückt und vom Rückschlagventil 71 abgesperrt. Sie kann dann nur über die eng eingestellte Drossel 72 und das sich öffnende Rückschlagventil 73 über den gleichen Weg zurück in den Speicher fließen., In diesem Falle arbeitet die Vorrichtung als hydraulischer Dämpfer. Ist der Anprall beendet, wird das gesperrte Rückschlagventil 74 dadurch geöffnet, daß der Druck in der Steuerleitung 7 5 nachläßt. Die gesamte Hydraulikflüssigkeit kann dann über die Leitung 76 und die weite Drossel 77 abfließen. Damit wird nach dem Anprall der Gurt völlig freigegeben.

Schließlich können, etwa dem Prinzip der Luftsackauslösung, vermittels an der Stoßstange angebrachte», geeigneten Sensoren einen explosionsartigen Druckstoß hervorbringen, der aZs Änpralldämpfer wirkt.

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Claims (9)

1. Patentansprüc he

   j-Anpralldämpf er für Kraftfahrzeuge mit einer sich über eine'vorgegebene Wegstrecke bei Vernichtung der Stoßenergie sich verformenden Stoßaufnahmevorrichtung, d a d u r c h ge k en π ζ e i c h η e t, daß ein oder mehrere hydraulische Dämpfer (5), deren Dämpferkraft wegabhängig steuerbar ist, zwischen der Stoßstange (3) des Fahrzeugs und der an sich steifen Fahrgastzelle (1) innerhalb der Knautschzone angeordnet sind, -wobei in die Steuerung eine Stellgröße in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit eingreift, und daß hydraulische im ersten Teil des Arbeitsweges des Dämpfers erforderliche Sicherheitsvorrichtungen betätigende und schwere Fahrzeugteile (6) abtrennende Anschlüsse mit Schaltventilen vorgesehen sind, wobei bei einer geringen Fahrgeschwindigkeit die Steuerung so geschaltet ist, daß der hydraulische Druck über eine hydropneumatic he Feder (34) leitbar und von dort wieder abgebbar ist, so daß

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   ein wesentlicher Teil der ausgeübten Kraft durch Drosselung des Flüssigkeitsstromes aufbrauchbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Anprallstoß aufnehmenden Dämpfer (5) gespreizt zu beiden Seiten des Motor-Getriebeblocks (6) angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor-Getriebeblock (6) beim Anprallstoß mittels Gleitflächen (7) und ggfs. wenigstens eines Hubzylinders unter die Fahrgastzelle (1) verschiebbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Dämpfer (5) drehbar von Halbkugelschalen aufgenommen und in diesen abgestützt sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Sicherheitseinrichtungen betätigende Schaltung der hinteren, einen Anprallstoß aufnehmenden Dämpfer (5) eine Zeitverzögerung für ihre Auslösung aufweist.

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   23574T9.
6. 6. Torrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der innerhalb zweier teleskopisch ineinanderschiebbarer Rohrteile (22, 23) verschiebbare mit Dämfpungsflüssigkeit (24) gefüllte Steuerkolben (26) raumnockenartig ausgebildet ist. .
7. 7. Torrichtung nach Anspruch T bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuervorrichtung ein perforiertes Rohr (4-3) verwendet ist.
8. S. Torrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Dämpfung durch Terdrehung der Steuervorrichtung um ihre Längsachse verstellbar ist.
9. 9. Torrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der möglichen Sicherheitsvorrichtungen eine G-.urtanziehvorrichtung ist, die derart über Schaltventile mit den den Anprall abfangenden Dämpfern in Terbindung ist, daß unabhängig von einer hydraulischen Sperrung gegen ei^:n schnelles ifachgebeji der &urtspannung p ji der G;urte beim Anprall des

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   gegen ein Hindernis erfolgt, während eine bestimmte Lockerung und schließlich eine Freigabe der Gurte nach dem Anprall sichergestellt ist.

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