DE2530051A1

DE2530051A1 - Zellkoerper zur stossdaempfung

Info

Publication number: DE2530051A1
Application number: DE19752530051
Authority: DE
Inventors: Stig Ivar Norlin
Original assignee: Saab Scania AB
Current assignee: Saab AB
Priority date: 1974-07-04
Filing date: 1975-07-04
Publication date: 1976-01-22
Also published as: FR2277277A1; GB1519784A; US3997207A; SE383128B; SE7408811L; IT1040801B; JPS5131426A; FR2277277B1

Description

Zellkörper zur Stoßdämpfung

Die Erfindung betrifft einen ZeIiDcörper zur Stoßdämpfung, hergestellt aus einem halbelastisch oder plastisch verformbaren Werkstoff und mit einer längsgerichteten hinteren Stützseite, einer längsgerichteten vorderen Stoßseite und zwischen diesen einer Mehrzahl von quergerichteten Zellen, deren Achsen rechtwinklig zur Stützseite verlaufen, wobei einander benachbarte Zellen wenigstens eine Seitenwand gemeinsam besitzen.

Die Verwendung von Zellkörpern zur Stoßdämpfung in Stoßfängern oder Stoßstangen an und für Fahrzeuge ist bekannt, u.a. durch die schwedische Patentschrift 346 267, in der eine Stoßstange beschrieben wird, die eine Mehrzahl von Zellkörpern aufweist, die an einem hinteren Träger anliegen. Diese Zellkörper und der Träger sind von einer elastischen Schutzhülle umgeben, die dem Stoßfänger seine äußere Form verleiht. Die Zellkörper sind im wesentlichen als Parallelepipede gestaltet, damit sie als Einsätze in taschenähnliche Ausnehmungen im Träger eingesetzt werden können. Im eingebauten Zustand bilden diese Zellkörper zusammen ein Stoßdämpfer-Aggregat, welches ein Fahrzeug wenigstens über seiner gesamten

/2 503884/0909

- 2 - 46 777

Breite überdeckt. Jeder Zellkörper besteht aus einer zusammengesetzten oder geformten Einheit aus einem halbelastisch- oder plastisch verformbaren Werkstoff und weist eine End- oder Stirnplatte aufι aus der röhrenförmige Zellen heraustreten. Es hat sich herausgestellt, daß ein solcher Stoßfänger mit aus einem Kunststoff geformten Zellkörpern bei kleineren Stößen eine gute Dämpfwirkung hat. Will man jedoch mit bekannten Zellkörper-Konstruktionen eine erhöhte Dämpfwirkung erzielen, müssen die Abmessungen des Stoßfängers insgesamt vergrößert werden. Dies ist hinsichtlich des ästhetischen Aussehens und des Gewichtes nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zellkörper-Anordnung zu schaffen, mit der sich unter Beibehaltung kleiner Außenabmessungen eine erhöhte Dämpfwirkung erzielen läßt.

Diese Aufgabe ist bei einem Zellkörper der eingangs beschriebenen Gattung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der Stützseite und der Stoßseite, die zusammen die Tiefe /Dicke des Zellkörpers bestimmen, eine längsgerichtete Innenwand angeordnet ist, die einen gemeinsamen Boden bildet für · Zellen, die nach hinten in Richtung auf die Stützseite, und für Zellen, die nach vorn in Richtung auf die Stoßseite offen sind.

Unter normalen Bedingungen kann der Zellkörper aus einem Kunststoff, beispielsweise aus Polyäthylen hergestellt sein. Ist jedoch eine Verwendung unter extremen Temperaturbedingungen vorgesehen, ist ein aus Kautschuk hergestellter Zellkörper vorzuziehen, da sich damit eine gleichmäßigere und bessere Dämpfwirkung erreichen läßt. Die Verwendung von Kautschuk-Körpern ist insofern zweckmäßig, als Zellkörper in erfindungsgemäßer Ausbildung eine erhöhte Knickfestigkeit aufweisen, da die zwischen der Stützseite und der Stoßseite angeordnete Innenwand die Knicklänge des Zellkörpers in zwei einzelne Knicklängen.unterteilt, deren Größe derjenigen der hintereinanderliegeiiöeii einzelnen Zellen entspricht.

5Ö98S4/8909 /3

- 3 - 46 777

Zur Verwendung als Einsatz-Zellkörper in Stoßfängern gemäß der schwedischen PS 346 267 ist der Zellkörper erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, daß seine oberen und unteren äußeren Begrenzungsflachen in Richtung seiner Tiefe im wesentlichen konkav gestaltet sind. Bei einer derartigen Ausbildung wird die Querschnittsfläche von an einer solchen Begrenzungsfläche liegenden Zellen in Richtung auf die Innenwand kleiner. Dies trifft auf beide offenen.Zellen zu, die sich in derselben Achsenrichtung voneinander weg nach außen erstrecken.

in Richtung der Tiefe

Die / gerichteten Hohlrundungen sind in der Längsrichtung des ZellkÖrpers durch eine Mehrzahl von Rippen voneinander getrennt, die sich zwischen der jeweiligen oberen Längskante der Stützseite und der Stoßseite und zwischen der jeweiligen unteren Längskante der gleichen Flächen erstrecken. Bei Zellkörpern mit nach einem Karomuster angeordneten Zellen bilden diese Rippen äußere Verlängerungen von einander benachbarten Zellen gemeinsamen Trennwänden. Diese Rippen und die erwähnten Kanten an der Stütz- und an der Stoßseite verleihen dem Zellkörper ein im Querschnitt im wesentlichen rechteckiges Außenprofil. Durch die Ausbildung des ZellkÖrpers mit konkaven Begrenzungs flächen und Versteifungsrippen läßt sich die bei der Stoßaufnahme eintretende Verformung so beeinflussen, daß die Ausbildung von Ausbauchungen gegen die Schenkelkanten eines den Zellkörper tragenden U-förmigen Trägers oder Balkens verhindert, wird. Das Dämpfvermögen des Materials im Zellkörper läßt sich somit optimal ausnutzen.

Die Zellkörper lassen sich so ausbilden, daß sie sowohl an gekrümmten als auch an ebenen Basen abgestützt werden können. Sie lassen sich so ausgestalten, daß sie als Stoß- bzw. Prallschutz an und für Fahrzeuge, Boote, als Schutz- oder Leitschienen an Autostraßen oder überall dort verwendbar sind, wo eine Stoßdämpfung angestrebt wird.

Zwei Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen

/4 509884/0909

- A - 46 777

beschrieben. Es zeigt:

Teil-Fig. 1 eine perspektivische/Ansicht eines Zellkörpers

nach der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Zellkörpers in einer abgewandelten Ausbildungsform mit einer großen Anzahl von Zellen,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht zur Erläuterung des Einbaues eines Zellkörpers gemäß Fig. 1 in eine Fahrzeug-Stoßstange,

Fig. 4 einen Querschnitt durch die in Fig. 3 dargestellte Stoßstange mit einem eingebauten Zellkörper, und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Trägers der in Fig. 3 dargestellten Stoßstange.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Zellkörpers ist im wesentlichen als Parallelepiped gestaltet, dessen Enden nicht gezeichnet sind, um den zelligen Aufbau ' des Zellkörpers erkennen zu lassen. An den Längsseiten ist der Zellkörper von einer hinteren Stützseite 1, einer vorderen Stoßseite 2, einer obereipegrenzungsfläche 3 und einer unteren Begrenzungsfläche 4 begrenzt. Zwischen der Stützseite 1 und der Stoßseite 2, die zusammen die Tiefe des Zellkörpers bestimmen, weist der Zellkörper eine Mehrzahl von quergerichteten Zellen auf, die im Querschnitt rechteckig sind und sich achsparallel rechtwinklig zur Stützseite 1 des Zellkörpers erstrecken. Einander benachbarte Zellen haben wenigstens eine Seitenwand gemeinsam. Beim gezeigten Beispiel sind die Zellen nach einem Karomuster angeordnet, so daß eine zwei getrennten, jedoch nebeneinanderliegenden bzw. einander benachbarten Zellen gemeinsame Seitenwand Teil einer vertikalen Trennwand bildet, die quer durch den Zellkörper verläuft.

/5 509884/0909

- 5 - 46

Im Zellkörper ist zwischen der Stützseite 1 und der Stoßseite

2 eine längsgerichtete Innenwand 6 angeordnet, die einen gemeinsamen Boden bildet für Zellen, die nach hinten in Richtung auf die Stützseite 1, und für Zellen, die nach vorn in Richtung aui^Stoßseite 2 offen sind. Bei dem in Pig. 1 dargestellten Beispiel ist die längsgerichtete Innenwand in der Mitte der Zellkörpertiefe angeordnet, so daß die nach vorn in Richtung auf die Stoßseite 2 offenen Zellen die gleiche Tiefe haben wie die nach hinten in Richtung auf die Stützseite 1 offenen Zellen. Zwischen zwei in derselben Achsenrichtung sich erstreckenden Zellen ist die Innenwand

6 vorzugsweise an beiden Seiten eben. Im Rahmen der Erfindung kann der Boden der Zellen auch eine andere Gestalt haben, die Wand 6 kann beispielsweise durchlöchert sein.

Sowohl die obere als auch die untere Begrenzungsfläche 3 bzw. ist in der Querrichtung über der gesamten Tiefe des Zellkörpers konkav gestaltet, so daß der Zellkörper in Querschnittsansicht einen im wesentlichen symmetrischen, sanduhr-ähnlichen Umriß zeigt. Daraus ergibt sich für die Querschnittsfläche der an diese Flächen angrenzenden Zellen eine allmähliche Verkleinerung in Richtung auf den von der Innenwand 6 gebildeten Boden.

Der Zellkörper weist eine Mehrzahl von quergerichteten Rippen

7 auf, die sich zwischen der jeweiligen oberen Längskante

der Stützseite 1 und der Stoßseite 2 und zwischen der jeweiligen unteren Längskante derselben Seiten erstrecken. Diese Rippen unterteilen die quergerichteten Hohlrundungen der Begrenzungsflächen 3 und 4 voneinander und bilden an denpegrenzungsflächen

3 und 4 jeweils eine äußere Verlängerung der weiter oben erwähnten Trennwände 5. Die Rippen 7 der Trennwände 5 und die Kantenlinien der Stützseite 1 und der Stoßseite 2 zusammen verleihen dem Zellkörper ein im wesentlichen rechteckiges Querschnittsprofil.

/6 509884/0909

- 6 - 46

Im Hinblick auf eine Verwendung in Verbindung mit einer bekannten Stoßstange bzw. Stoßfänger weist die Stoßseite 2 beim gezeigten Beispiel in der Längsrichtung eine offene Ausnehmung 8 auf, die als Führung für eine (nicht gezeichnete) Schutzhülle o.dgl. gedacht ist, welche den Zellkörper umschließt.

Fig. 2 zeigt einen Zellkörper mit einer großen Anzahl von nach einem Karomuster angeordneten Zellen. In gleicher Weise wie der in Fig. 1 dargestellte Zellkörper weist der Zellkörper gemäß Fig. 2 eine längsgerichtete Innenwand 9 auf, die einen gemeinsamen Boden bildet für Zellen, die in Richtung auf eine längsgerichtete hintere Stützseite 10, und für Zellen, die in Richtung einer längsgerichteten vorderen Stoßseite 11 offen sind. Das gezeigte Beispiel soll erläutern, in welcher Weise ein Zellkörper in erfindungsgemäßer Ausbildung mit oder ohne eine Schutzhülle eine einzelne Stoßdämpfer-Einheit bilden kann. Bei einer derartigen Ausbildung ist vorgesehen, den Zellkörper mit seiner Stützseite 10 an einer starren Fläche zur Anlage zu bringen, beispielsweise an einem Träger bzw. Balken o.dgl., an dem der Zellkörper mit (nicht gezeichneten) herkömmlichen Befestigungsmitteln festgemacht ist.

Der Zellkörper läßt sich auch so ausbilden, daß er Teil einer Stoßstange bzw. eines Stoßfängers an oder für Fahrzeuge bildet, wobei der Zellkörper so ausgelegt ist, daß er zur Aufnahme bzw. Dämpfung von Stoßen wenigstens die Breite des Fahrzeuges überdeckt. Der Zellkörper kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlaasen, vielfältig verschieden gestaltet sein, abhängig von den verschiedenen Anwendungsgebieten und von den Maßnahmen, die zur Erzielung einer Stoßdämpfer-Einheit oder Abdeckung getroffen werden.

Bei Verwendung von Zellkörpern in Fahrzeug-Stoßfängern oder Fahrzeug-Stoßstangen (Fig. 3 bis 5), ist eine Mehrzahl von Zellkörpern gemäß Fig. 1 als Einsätze 12 ausgebildet, die in taschenähnliche Ausnehmungen eines längsgerichteten Balkens

/7 509884/0909

253UUtί

- 7 - 46 777

bzw. Trägers 13 einsetzbar sind. Der Träger 13 ist ein Blech-Preßformling und hat U-förmigen Querschnitt. Zur Erzielung einer erhöhten Steifigkeit sind beide U-Schenkelkanten zweifach umgebogen. An der Rückseite des Trägers 13 sind zwei Halter und 17 angeschweißt, mit denen sich der Träger 13 bei waagerechter Ausrichtung am vorderen oder hinteren Ende eines Fahrzeuges anbringen läßt. Außerdem sind beide Enden des Trägers 13 in Anpassung an die Krümmung des Fahrzeugaufbaues gebogen.

Die Stützfläche der Einsätze 12 liegt an der Innenseite des Steges des Trägers 13 an und tritt aus dem Trägerprofil heraus. Die Einsätze 12 und der Träger 13 sind von einer elastischen Schutzhülle 14 umschlossen, die im Querschnitt einen im wesentlichen vierseitigen, ringförmigen Umriß zeigt und an der Rückseite einen offenen Längsschlitz aufweist. Die Gestalt und Elastizität der Schutzhülle 14 erleichtern den Zusammenbau insofern, als die Schutzhülle 14 durch Auseinanderziehen bzw. Dehnen so angelegt werden kann, daß sie den Träger 13 auf ganzer Länge übergreift und dadurch die Einsätze 12 umfaßt. Nachdem die Schutzhülle 14 auf diese Weise am Träger angebracht wurde, läßt sie sich am Träger 13 mittels einer hinteren HalteTeiste 15 und herkömmlichen Befestigungsmitteln sicher festmachen.

Zellen, die in der Querrichtung des Zellkörpers nach außen offen sind, lassen sich mit der vorbeschriebenen Konstruktion eines Zellkörpers nach der Erfindung erzielen. Bei einer derartigen Ausbildung lassen sich die Zellkörper nach einem einfachen Formverfahren herstellen.

Der Zellkörper ist dazu bestimmt, im wesentlichen rechtwinklig zur Stoßseite 2 auftreffende Stöße aufzunehmen bzw. zu dämpfen. Durch einen Stoß wird der Zellkörper verformt, wobei die Verformung stets zur Mitte des Zellkörpers gerichtet ist, bewirkt durch die konkave Gestalt der.Begrenzungsflachen 3 und 4, d.h. durch Stoß wird der Zellkörper einer Knickung ausgesetzt, die danach strebt, diepegrenzungsflachen 3 und 4 weiter

/8 509884/0909

- 8 - 46 777

gegeneinander durchzubiegen. Bewegungen, die für den Zellkörper schädlich sind, wird jedoch durch das Vorhandensein der Innenwand 6 und der Rippen 7 entgegengewirkt.

Der Vorteil einer Beeinflussung der Verformung des Zellkörpers in der vorbeschriebenen Weise tritt besonders deutlich zutage, wenn der Zellkörper in einen im Querschnitt U-förmigen Träger eingesetzt ist, dessen Flansche, wie in Fig. 3 gezeigt, die Zellkörper bis zu einem gewissen Grade überdecken. Da die Verformung gezwungen ist, sich auf die Mitte des Zellkörpers hin fortzupflanzen, besteht eine geringere Gefahr, daß der außerhalb der Trägerflansche gelegene Teil des Zellkörpers sich um die Kanten der Flansche herum ausbaucht und während der Verformung Ausbauchungen bildet, was dazu führen würde, daß der innerhalb der Flansche gelegene Teil des Zellkörpers an der Aufnahme der Stoßkraft nicht voll beteiligt werden könnte. Mit anderen Worten, durch den gesteuerten Verformungsprozeß ist sichergestellt, daß der gesamte Zellkörper an der Aufnahme der Verformungskraft teilnimmt. Als Werkstoff für

olcistisch die Zellkörper ist ein elastisch oder/verformbares Material vorgesehen, vorzugsweise ein elastisches Material, wie z.B. Kautschuk, damit der Zellkörper nach einer kleineren, durch' Stoßaufnahme hervorgerufenen Verformung in seine Ausgangsgestalt zurückgehen kann.

/Ansprüche

509884/0909

Claims

ANSPRUCHE

/ 1y Zellkörper zur Stoßdämpfung, hergestellt aus einem ^-nalbelastisch oder/verformbaren Werkstoff und mit einer längsgerichteten hinteren Stützseite, einer längsgerichteten vorderen Stoßseite und zwischen diesen einer Mehrzahl von quergerichteten Zellen, deren Achsen rechtwinklig zur Stützseite verlaufen, wobei einander benachbarte Zellen wenigstens eine Seitenwand gemeinsam besitzen, dadurch g e k e η η zeichnet, daß zwischen der Stützseite (1) und der Stoßseite (2), die zusammen die Tiefe des Zellkörpers bestimmen, eine längsgerichtete Innenwand(6,9) angeordnet ist, die einen gemeinsamen Boden bildet für Zellen, die nach hinten in Richtung auf die Stützseite (1,10) und für Zellen, die nach vorn in Richtung auf die Stoßseite(2,11)offen sind.
2. Zellkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längsgerichtete Innenwand (6,9) in halber Tiefe des Zellkörpers angeordnet ist und daß die nach vorn offenen Zellen die gleiche Tiefe haben wie die nach hinten offenen Zellen.
3· Zellkörper nach Anspruch 1 oder 2, ausgelegt als Einsatzelement für die Stoßstange gemäß der schwedischen PS 346 267, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine obere und eine untere äußere Begrenzungsfläche (3 bzw. 4) des Zellkörpers in Richtung dessen Tiefe im wesentlichen konkav gestaltet sind.

/P

50988 4/0909

- *r- 46

uo
4. Zellkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die oberen und unteren Begrenzungsflächen (3»4) zur Versteifung des ZeIl-

, .. „ , , .. Richtung der Tiefe , *

korpers eine Mehrzahl vonm/ gerichtete Rippen (7) aufweisen, die beim Einbau des Zellkörpers in ein Stoßdämpfer-Aggregat äußere Führungen bilden.
5. Zellkörper nach Anspruch 4, bei dem die ZeTLen nach einem Karomuster angeordnet sind, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Seitenwände einander benachbarter Zellen Teil einer gemeinsamen Trennwand (5) sind, die nach außen heraustretende Verlängerungen aufweist, welche/an den Begrenzungsflächen (3,4)vorgesehenen Rippen (7) bilden.
6. Zellkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gek ennz e i chne t, daß er aus Kautschuk hergestellt ist.

50988 Ul 0 909

L e e r s e i t e