DE2357419A1 - Anpralldaempfer fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
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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
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®
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
■ — 3 — '
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.
- 5 - j
509820/0277
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
ijü s
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.
509820/0 27 7 _7_
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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■■■'■ - 9 - ; ■■ ■--■" .-■■.
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-
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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— ι ο —
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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- 11 -
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 ,
■■-. !
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
509820/0277 · u
-H-
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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- I D -
■ '-Ί5 -
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.
509820/0277 _ 17 _
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
509820/0277
— I ο —
BAD ORIGINAL
-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.
50 9820/0277 _ 19 _
BAD ORiQiNAL
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
509820/0277 _ 20 _
. - 20 -
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
50982 0/0277 -21-
2357413
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.
- 23 -
Claims (9)
- Patentansprüc hej-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 daß50 98 20/0277- 24 -ein wesentlicher Teil der ausgeübten Kraft durch Drosselung des Flüssigkeitsstromes aufbrauchbar ist.
- 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. 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. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Dämpfer (5) drehbar von Halbkugelschalen aufgenommen und in diesen abgestützt sind.
- 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.50 9820/027 7 _ 25 -23574T9.
- 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. Torrichtung nach Anspruch T bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuervorrichtung ein perforiertes Rohr (4-3) verwendet ist.
- S. Torrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Dämpfung durch Terdrehung der Steuervorrichtung um ihre Längsachse verstellbar ist.
- 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 des1213 im η η -zegegen ein Hindernis erfolgt, während eine bestimmte Lockerung und schließlich eine Freigabe der Gurte nach dem Anprall sichergestellt ist.Seiler, Fi-..-'>■SD-B8 2QV02 7 7
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE2357419A DE2357419A1 (de) | 1973-11-14 | 1973-11-14 | Anpralldaempfer fuer kraftfahrzeuge |
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DE2357419A DE2357419A1 (de) | 1973-11-14 | 1973-11-14 | Anpralldaempfer fuer kraftfahrzeuge |
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DE2357419A1 true DE2357419A1 (de) | 1975-05-15 |
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ID=5898345
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DE (1) | DE2357419A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1973
- 1973-11-14 DE DE2357419A patent/DE2357419A1/de active Pending
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