DE2857254C2 - Eine Stoßeinwirkung absorbierende Einrichtung - Google Patents

Description

ches mit der Stoßdämpfereinrichtung als Sicherheitssystem ausgerüstet ist

F i g. 1 7.eigt eine grundsätzliche Darstellung einer Stoßdämpfereinrichtung, bestehend aus eirem Paar von Behältern \A und Iß. Die Behälter XA und Iß weisen beispielsweise die Form von allgemein zylindrischen, abgedichteten Hohlräumen auf, in denen sich ein Gas, eine Flüssigkeit oder eine Mischung eines Gases und einer Flüssigkeit befinden. Bevorzugt handelt es sich bei dem in den Behältern IA und Iß enthaltenen Mittel oder Fluid dann um eine unbrennbare Substanz, wenn die in F i g. 1 dargestellte Einrichtung als Sicherheitselement bei einem Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, verwendet wird. Die Behälter IA und 15 sind über eine Drosselstrecke oder verengten Übergangsbereich 5 miteinander verbunden, in welchem ein Schließventil in Form einer Platzmembran 7 angeordnet ist Bei der Platzmembran 7 kann es sich beispielsweise um ein Diaphragma oder eine Membran aus einem synthetischen Kunststoff handeln, die dann durchbricht oder durchgängig wird, wenn ein Fluidumsdruck vorgegebener Größe einwirkt Das bedeutet, daß die Behälter iA unä 1B normalerweise gegeneinander durch die Platzmembran 7 abgeteilt sind und nur dann miteinander über die Drosselstrecke 5 in Verbindung treten können, wenn die Platzmembran 7 zerbrochen und damit geöffnet ist Die Behälter iA und Iß verfügen über zylindrische Teilbereiche 2/4 und 2B, in denen mit Bezug auf das Fluidum abgedichtete Kolben 3/4 und 3B gleitend gelagert sind. Die Abdichtung der Kolben kann mit Hilfe von nioht dargestellten Kolbenringen oder sonstiger Dichtungselemente erfolgen. Die äußeren Enden der Kolben 3Λ und 3ß erstrecken sich jeweils über die Zylinderteile 2A und 2ß hinaus. Die Kolben 3Λ und 3ß können frei und leicht beweglich angeordnet sein oder sie können in ihren Anfangspositionen dann gehalten sein, wenn keine äußeren Kräfte auf die Kolben einwirken.

Wirkt auf das äußere Ende des Kolbens 35 eine Kraft, ein Schlag oder ein Stoß ein, der einen gegebenen Wert überschreitet, dann wird das in dem Behälter Iß enthallene Fluidum soweit unter Druck gesetzt, daß die Druckkräfte ein Zerbrechen der Platzmembran 7 bewirken. Als Folge davon werden die Druckkräfte des Fluidums in dem Behälter Iß über die Drosselstrecke 5 auf das in dem Behälter \A enthaltene Fluidum übertragen, so daß sich der Kolben 3Λ aufgrund der jetzt auf das Fluidum im Behälter 2Λ einwirkenden Druckkräfte nach außen bewegt. Im Prinzip entspricht d'e nach innen gerichtete Verschiebung 3ß der nach außen gerichteten Verschiebung des Kolbens 3A Es versteht sich, daß sich die gleiche Wirkung auch dann ergibt, wenn etwa der Kolben 3/4 der Stoß- oder Schlageinwirkung unterworfen wird, mit der Ausnahme, daß sicii lediglich die gesamte, bisher geschilderte Arbeitsweise umkehrt

Da entsprechend die Platzmembran 7 nur dann zerbricht, wenn die Einrichtung einer Stoß- oder Schlageinwirkung vorgegebener Stärke unterworfen ist, ist eine Wiederverwendung bei Ersatz der Platzmembran möglich. Es ist auch möglich, die Drosselstrecke 5 in geeigneten Richtungen zu erstrecken oder bypaßmäßig auszubilden oder mit einem Bypaß zu versehen, so daß der Einsatz der Platzmembran 7 leicht möglich ist.

Da der Verbindungsdurchlaß zwischen den beiden Behältern die Forni einer Drosselstrecke aufweist, wird die auf einen der Kolben ausgeübte Schlag- oder Stoßeinwirkung nicht direkt auf den anderen Kolben weitergcleitet, sondern es ergibt sich eine Dämpfungswirkung. Der Durchmesser des Durchlasses, d. h. das Ausmaß der Drosselung hängt vom Durchmesser und dem Volumen der Behälter iA und Iß ab.

Es ist weiter vorn schon erwähnt worden, daß die Behälter iA und Iß sowohl ein Gas als auch ein Fluidum, in diesem Fall also eine Flüssigkeit enthalten können, um die Dämpfungswirkung der Einrichtung zu vergrößern. Auf diese Weise wird eine Stoßeinwirkung von dem einen Kolben auf den anderen Kolben über folgenden Weg übertragen: vom ersten Kolben auf das Gas (oder auf die Flüssigkeit) in dem diesem Kolben zugeordneten Behälter, von dort auf die Flüssigkeit (oder auf das Gas) in diesem Behälter, von dort auf das Gas (oder auf die Flüssigkeit) in dem dem anderen Kolben zugeordneten Behälter, weiter auf das Gas (oder die Flüssigkeit) in diesem anderen Behälter und schließlich auf den anderen Kolben. Ein solcher Übertragungsweg, der zwei verschiedene Arten eines Fluidums umfaßt, ist einer Dämpfungswirkung mit nur einem Druckmittel überlegen.

Es versteht sich, daß die Einrichtung in gewünschten Positionen und Ausbildungsformen eingebaut und angeordnet werden kann, indem man die Form und/oder die Länge der Zylinderbereiche 2A, 2ß modifiziert, etwa indem man diese Zylinderbereiche 2Λ, 2ßauch umbiegt.

Die Darstellung der F i g. 2 zeigt in einer Seitenansicht ein Kraftfahrzeug, welches mit der in F i g. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Einrichtung ausgestattet ist Es ist dabei möglich, ein Paar, also zwei Einrichtungen an beiden Seiten eines Kraftfahrzeuges 10 parallel zueinander anzuordnen. Alternativ kann aber auch eine einzige Einrichtung im Mittelbereich des Kraftfahrzeuges 10 angeordnet werden. Die Einrichtung läßt sich beispielsweise unter dem Boden des Kraftfahrzeugs montieren, wobei die Kolben 3Λ und 3ßan ihren äußeren Enden mit Kolbenstangen HA, 11 ß versehen sind, die von den Kolben ausgehen und jeweils mit einem vorderen Teilbereich 17 und einem hinteren Teilbereich 15 des Kraftfahrzeugkörpers verbunden sind. Die vorderen und hinteren Teilbereiche 17 und 15 sind als separate Teile zum Hauptkörper 10 des Kraftfahrzeugs ausgebildet und zu diesem getrennt gelagert. Darüber hinaus sind vorzugsweise die äußeren Oberflächen der vorderen und hinteren Teilbereiche 17 und 15 abgetreppt bzw. in ihren Abmessungen mit Bezug auf die äußere Oberfläche des Kraftfahrzeughauptkörpers 10 reduziert, so daß sich diese Teilbereiche 17 und 15 in den oder längs des Hauptkörpers 10 bewegen können. Um diese Bewegung der vorderen und rückwärtigen Teilbereiche 17 und 15 sicherzustellen, sind zwischen diesen und dem Kraftfahrzeughauptkörper IO Abstände oder Freiräume vorhanden, die die Verschiebung der Teilbereiche und damit auch die Verschiebung der mit diesen über die Verbindungsstangen verbundenen Kolben 3/4 und 3ß ermöglichen. Um zu solchen Freiräumen oder Abständen zu gelangen, könnten beispielsweise der Motorraum am Vorderteil des Kraftfahrzeugs und der Kofferraum am Kraftfahrzeughinterteil vergrößert werden, wobei durch eine solche Vergrößerung selbstverständlich auch die Gesamtlänge des Kraftfahrzeugs eine Vergrößerung erfahren würde.

Wird dann beispielsweise bei einer solchen Konstruktion das Kraftfahrzeug von hinten angestoßen und der hintere Teilbereich 15 einer Stoß- oder Schlageinwirkung ausgesetzt, dann bewegt oder gleitet dieser hintere Teilbereich 15 in den Körper 10 des Kraftfahrzeugs oder an diesem, während gleichzeitig die Verbindungsstange 1 Iß und dementsprechend der Kolben 3ß eingedrückt werden. Als Folge davon schiebt sich der vordere

Teilbereich 17 um einen gleichen Verschiebungsbetrag, bezogen auf den rückwärtigen Teilbereich 15 vom Kraftfahrzeugkörper 10 nach vorn. Es ist daher bemerkenswert, daß diese Stoßkraft oder Schlageinwirkung auf den Kraftfahrzeugkörper 10 und auf innerhalb diesem sich befindende Personen nur geringen Einfluß hat. die sicher gegen die Schockeinwirkung beispielsweise einer Kollision oder eines Zusammenstoßes geschützt sind, auch gegen solche Verletzungen wie das peitschenartige Zurückschnellen der Köpfe mit Halswirbelverletzungen. Kollidiert der vordere Teilbereich 17 des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, dann wird der hintere Teilbereich 15 in ähnlicher Weise nach außen, bezogen auf den Hauptkörper 10 des Kraftfahrzeugs vorgeschoben. · . ,

Die Erfindung ist nicht auf eine Sicherheitseinrichtung bei Kraftfahrzeugen begrenzt, sondern kann als Sicherheitseinrichtung allgemein bei Transportmitteln verwendet werden, beispielsweise Flugzeugen, Schiffen, Eisenbahnwagen u. dgl. Es ist wesentlich, daß die Vorder- und Rückteile des Transportmittels als separater Teil vom Hauptkörper des Transportmittels ausgebildet und konstruiert sind und daß diese separaten Vorder- und Hinterteile derart mit dem Hauptkörper verbunden sind, daß Abstände vorhanden sind, die groß genug sind, um die Verschiebung der Vorder- und Rückteile um einen solchen Betrag sicherzustellen, wie er der Verschiebung der Kolben zwischen den Vorder- und Rückteilen des Kraftfahrzeugkörpers entspricht. Die äußeren Enden der Kolben sind dann, wie schon erwähnt mit den Vorder- und Rückteilen des Transportmittels verbunden.

Sollten unter Umständen die erwähnten Abstände oder Freiräume von der äußeren Erscheinung und dem Design des Kraftfahrzeugs her unerwünscht sein, dann können diese Abstände auch so ausgebildet sein, wie bei dem Kraftfahrzeug in F i g. 2 dargestellt, d. h. die Abstände sind von außen nicht sichtbar, sondern durch geeignete Mittel überdeckt, wobei die Vorder- und Rückteile geringfügig mit Bezug auf den Hauptkörper des Transportmittels abgetreppt sind, so daß diese beiden Teile in den Hauptkörper hineingleiten oder umgekehrt der Hauptkörperbereich von den beiden Teilen übergriffen werden kann, so daß diese am Hauptkörper 10 entlanggleiten. In diesem Fall, wenn also die gegenseitige Verschieblichkeit gewahrt ist, haben die vorhandenen Abstände oder Freiräume keinen Einfluß mehr auf die Erscheinungsform üblicher Transportmittel.

Es ist auch möglich, allgemein sphärisch, also kugelförmig ausgebildete Behälter 1/4 und 1B für das Fluidum vorzuseher., die über eine Vielzahl von Kolben verfugen, die sich in beliebigen Richtungen (multidirektional) erstrecken, um ein Transportmittel wirksam gegen Kollisionen aus im wesentlichen sämtlichen Richtungen zu schützen. .

Schließlich ist es auch möglich, einen der Kolben mit einem Dach- oder einem Bodenteil oder einem sonstigen Teil des Transportmittels zu verbinden, etwa beispielsweise anstelle der Verbindung mit dem Vorderoder Hinterteil, wie erwähnt Bei einem solchen modifizierten Ausführungsbeispiel wird dann das Dach, der Boden oder die sonstigen Teile nach außen mit Bezug auf den Körper des Transportmittels verschoben, wenn der andere Kolben einer Schlag- oder Stoßeinwirkung unterworfen ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2

zentralen Druckregelgerät vorgesehen. Einwirkende

Patentansprüche: Stöße ergeben eine Druckverteilung in den gesamten,

das Druckmittel führenden Arbeitszylindern und Ver-

1 Eine Stoßeinwirkung absorbierende Einrich- bindungsleitungen, wobei bei einer Stoßeinwirkung mit tung, mit einem Paar ein Fluid enthaltender Behälter, 5 einer auswärtsgerichteten Bewegung der nicht betroffedi» miteinander über eine Drosselstrecke verbunden nen Stoßstange gerechnet wird,
sind, wobei jeder der Behälter einen gleitend gela- Weitere Kraftfahrzeuge, deren vordere und hintere gerten und gegenüber dem Fluid abgedichteten KoI- Stoßstangen über stoßdämpferähnliche Einrichtungen ben aufweist, derart, daß sich jeweils ein Kolbenen- mit der Karosserie verbunden sind, lassen sich als bede außerhalb der das Fluid enthaltenden Behälter 10 kannt entnehmen den japanischen Patentveröffentlierstreckt und wobei bei einer auf da? äußere Ende chungen 51-49 091 und 52-24 294, während die japanieines der Kolben ausgeübten Stoßeinwirkung der sehe Patentveröffentlichung 49-39 138 einen als Kolsich aufbauende Druck des Fluids die Bewegung des ben-Zylinderaggregat ausgebildeten einzelnen Stoßanderen Kolbens im anderen Behälter durch das in dämpfer zeigt, bei dem das vom Kolben angetriebene diesem befindliche Fluid bewirkt, dadurch ge- 15 Druckmittel über eine Drosselstrecke einen weiteren kennzeichnet, daß die Drosselstrecke (5) eine Kolben beaufschlagt, der mit dem Arbeitszylinder ein Platzmembran (7) enthält Gasvolumen einschließt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Aus der US-PS 30 97 725 ist der Aufbau einer in sich zeichnet daß bei symmetrisch zur Platzmembran (7) geschlossenen Stoßdämpfereinrichtung nach Art eines angeordneten, jeweils ein kompressibles Gas und 20 Kolben/Zylinderaggregats bekannt, die paarig StoB-eine Flüssigkeit enthaltenden Behältern (1Λ, \B) die stangen von Autos zugeordnet werden kann und rückKolben (3A ZB) in den Behältern so gelagert sind, wärtig eine Art Düse aufweist Aus dieser tritt zum daß der jeweils andere, von der Stoßeinwirkung Zwecke der Energieabsorption Dämpfungsmedium aus, nicht getroffene Kolben völlig aus dem Behälter her- nachdem eine nach innen gerichtete Spitze der Düse ausgedrückt wird. 25 einen dünnwandigen, das Dämpfungsmedium enthalten-

3. Verwendung der Einrichtung nach Anspruch 1 den Behälter durchstoßen hat

oder 2 bei einem Kraftfahrzeug mit vorderen und Schließlich läßt sich dem DE-GM 73 21 686 der Aufrückwärtigen, zum Hauptkörper des Kraftfahrzeugs bau einer für sich gesehen bekannten Platzmembrane getrennten, beweglich und mit einem vorgegebenen entnehmen, bei der zwischen zwei zusammenmontier-Abstand gelagerten Teilbereichen (17, 15), die mit 30 ten Tragringen eine ebene Platzfolie als Druckentladen äußeren Enden der Kolben (3Λ, 3B) verbunden stungselement eingespannt ist Die Platzfolie kann Sollsind bruchstellen in Form von Materialverdünnungen aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbe-

35 sondere für Kraftfahrzeuge verwendbare, eine Stoßeinwirkung absorbierende Einrichtung zu schaffen, die Ic-

Die Erfindung geht aus von einer eine Stoßeinwir- diglich dann anspricht wenn der einwirkende Stoß eine kung absorbierenden Einrichtung nach der Gattung des gegebene Belastungsschwelle überschreitet wobei sich Hauptanspruchs. Eine solche Einrichtung ist bekannt hierdurch ergebende Überbeanspruchungen abgebaut aus der US-PS 40 62 428. Die bekannte, eine Stoß- oder 40 werden.

Schlageinwirkung vorübergehend dämpfende bzw. ab- Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den kennzeich-

sorbierende Einrichtung dient dazu, die Verschwenkbe- nenden Merkmalen des Hauptanspruchs,
wegung zu dämpfen, die sich bei einer motorischen Ver- Durch die Anordnung einer Platzmembran zwischen

drehung um 180° dann ergibt, wenn durch diese Verdre- den beiden Behältern sowie durch die mögliche völlige hung ein Kippglied bei einem an der Decke eines Ge- 45 Abtrennung des jeweils von der Stoßeinwirkung nicht bäudes sich befindenden Schienenförderer jeweils in ei- beaufschlagten Kolbens von seinem Behälter unter der ne andere Position umgeschaltet wird. Um das Drehmo- Wirkung des übertragenden Fluids gelingt es, die Sloßment bei der Verschwenkbewegung an den Endpunkten einwirkung weich aufzufangen und ohne stärkere Beaufzufangen, verfügt die Motorwelle über einen an ei- einträchtigung von Fahrzeuginsassen, die sich in einem ner Hülse befestigten Vorsprung, der zwei parallel ne- 50 mit der vorliegenden Einrichtung ausgerüsteten Kraftbeneinander im gleichen Gehäuse angeordnete Gleit- fahrzeug befinden, abzubauen. Nach dem Zerbrechen kolben abwechselnd bei einer 180°-Umdrehung in das der Platzmembran erfolgt die Übertragung und Ab-Gehäuseinnere eindrückt. Die den Kolben zugeordne- sorption des einwirkenden Stoßes über das Druckmittel ten Arbeitsräume der die Kolben aufnehmenden Behäl- auf den anderen Kolben, der bis zur völligen Trennung ter sind über eine Drosselstrecke miteinander verbun- 55 des Kolbens vom zugeordneten Behälter ausweichen den, so daß beim Eindrücken des einen Kolbens der kann.

jeweils andere Kolben aus seiner Ruheposition heraus- Der beim Zerbrechen der Platzmembran bei Uber-

gedrückt wird, bis er an einem vom Gehäuse gebildeten steigen eines vorgegebenen Drucks des Fluids oder Anschlag zur Anlage kommt. Die Dämpfungswirkung Druckmittels passiv reagierende Kolben überträgt den ergibt sich aufgrund der Drosselstrecke, die die Druck- 60 auf ihn wirkenden Stoß auf das vom Hauptkörper des einwirkung nur verzögert weitergibt. Kraftfahrzeugs getrennte Teil, mit dem er verbunden

Aus der US-PS 37 97 872 ist eine Stoßdämpferein- ist.

richtung für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der vordere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

und hintere Stoßstangen mit Kolben/Arbeitszylinderag- Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden gregaten auf beiden Seiten verbunden sind, wobei die zu 65 Beschreibung näher erläutert. Es zeigt
einer Seite gehörenden Kolben/Zylinderaggregate un- Fig. 1 in schematischer Darstellung das Grundprin-

tereinander verbunden sind. Schließlich ist noch über zip einer Stoßdämpfereinrichtung und
T-Stücke eine Verbindung mit einem gemeinsamen, Fig. 2 in einer Seitenansicht ein Kraftfahrzeug, wel-