DE4305490A1 - Pralldämpfer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Pralldämpfer zur nachgiebigen Befestigung eines Stoßfängers am Längsträger eines Fahrzeugaufbaus der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Ein bekannter Pralldämpfer dieser Art (DE 38 36 724 A1) setzt sich aus einem regenerierbarem Stoßdämpfer und einem nachgeschalteten, nicht regenerierbarem Deformationsglied zusammen, wobei das Deformationselement durch einen in einer Kappe angeordneten Energieabsorber gebildet wird, der in Verlängerung des Stoßdämpfers vorgesehen ist und mit einer Druckplatte des Stoßdämpfers zusammenwirkt. Dieser Pralldämpfer ist bis zu einer Aufprallgeschwindigkeit von ca. 8 km/h wirksam und weist eine relativ große Baulänge auf, da sich das Deformationsglied - in Längsrichtung gesehen - an den Stoßdämpfer anschließt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Pralldämpfer der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß er bei kompakter Bauweise Aufprallgeschwindigkeiten bis etwa 15 km/h ohne Beschädigung des Längsträgers aufnehmen kann (hohes Energieabsorptionsvermögen).

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere, die Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestaltende Merkmale enthalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile sind darin zu sehen, daß sich durch die Ausbildung des Deformationsgliedes als konzentrisch zum Führungsrohr angeordneter Metallbalg eine hohe Energieaufnahme bei kompakter Bauweise (kurze Baulänge) erzielen läßt. Der auf Zug beanspruchte Metallbalg entfaltet sich bei Aufprallgeschwindigkeiten größer 8 km/h und nimmt so eine hohe Aufprallenergie auf. Der Pralldämpfer ist leicht auswechselbar und montagefreundlich.

Die Führungseinrichtung mit dem Metallbalg läßt sich einfach und schnell mit dem Stoßdämpfer verbinden bzw. demontieren. Der Metallbalg ist kostengünstig herstellbar.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Teildraufsicht auf eine Stoßfängerhalterung mit einem Pralldämpfer,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II -II der Fig. 1.

Fig. 1 zeigt einen Pralldämpfer 1 zur nachgiebigen Befestigung eines Stoßfängers 2 am Längsträger 3 eines Fahrzeugaufbaus 4, wobei vom Fahrzeugaufbau 4 neben dem Längsträger 3 noch ein Querträger 5 dargestellt ist. Der Stoßfänger 2 setzt sich aus einem querverlaufenden formsteifen Träger 6 und einer vorgelagerten elastischen Abdeckung 7 zusammen, wobei von der Abdeckung 7 nur die Außenkontur angedeutet ist.

Der formsteife Träger 6 wird durch ein offenes oder geschlossenes Hohlprofil 8 gebildet, das über Pralldämpfer 1 am Fahrzeugaufbau 4 abgestützt ist.

Im Bereich der Pralldämpfer 1 ist in das offene Hohlprofil 8 (Fig. 2) ein Schließteil 9 eingesetzt, das mit dem Hohlprofil 8 an gleichgerichteten horizontalen Stegen fest verbunden ist (beispielsweise durch Schrauben, Nieten oder dgl.).

Das Schließteil 9 weist eine U-förmige Aufnahme 10 auf, in die ein endseitiger vertikal ausgerichteter Rohrabschnitt 11 des Pralldämpfers 1 einsetzbar ist. Von oben her wird eine Befestigungsschraube 12 durch eine Bohrung 13 des Schließ­ teiles 9 eingesetzt, durch den Rohrabschnitt 11 hindurchgeführt und in eine Gewindebohrung 14 eines unteren Schenkels des Schließteiles 9 eingedreht, wodurch eine funktionsgerechte Verbindung von Träger 5 und Pralldämpfer 1 gegeben ist.

Der Pralldämpfer 1 besteht aus einem regenerierbaren Stoßdämpfer 15 und einem nicht regenerierbaren Deformationsglied 16.

Der an sich bekannte Hydraulik-, Gas- oder Feststoff-Stoßdämpfer 15 weist einen Arbeitszylinder 17 und einen darin unter Verdrängung eines Mediums, wie Hydrauliköl, Gas oder Silikon, axial verschieblichen Verdrängungskolben 18 auf, der stirnseitig den vertikal ausgerichteten Rohrabschnitt 11 zur Befestigung des Stoßfängers 2 trägt.

Der Arbeitszylinder 17 verläuft über einen wesentlichen Teil seiner Längserstreckung innerhalb einer Führungseinrichtung 19, die sich aus einem etwa horizontal ausgerichteten Führungsrohr 20 und einer koaxial zum Führungsrohr 20 angeordneten, vertikalen Bestigungsplatte 21 zusammensetzt. Die Befestigungsplatte 21 ist mit dem Führungsrohr 20 verschweißt. Ein dem Stoßfänger 2 zugekehrter zylindrischer Endabschnitt 22 des Führungsrohrs 20 überragt die Befestigungsplatte 21 um ein Maß "A" und verläuft außerhalb des Längsträgers 3. Die Außenseite des Arbeitszylinders 17 und/oder die Innenseite des Führungsrohres 20 sind vorzugsweise mit einer dünnwandigen Kunststoffummantelung versehen (nicht näher dargestellt).

Gemäß Fig. 2 liegt die Befestigungsplatte 21 an der Stirnseite des Längsträgers 3 bzw. einer den Längsträger 3 verschließenden Platte an.

An abgestellten endseitigen Flanschen 24 des Längsträgers 3 sind Schweißmuttern 25 vorgesehen, in die Schrauben 23 zur Halterung der Führungseinrichtung 19 bzw. der Befestigungsplatte 21 eingedreht sind.

Das Führungsrohr 20 ersteckt sich weitgehend innerhalb des Längsträgers 3.

Das Deformationselement 16 wird durch einen Metallbalg 26 gebildet, der sich im Raum zwischen der Innenseite des Längsträgers 3 und der Außenseite des Führungsrohres 20 erstreckt. Der Metallbalg 26 ist mit seinem einen Ende 27 an die Befestigungsplatte 21 und mit seinem anderen Ende 28 an eine Anlagescheibe 29 angeschlossen. Dies erfolgt beispielsweise durch Schweißen.

Gemäß Fig. 2 verläuft der Metallbalg 26 konzentrisch und mit radialem Abstand zum Führungsrohr 20.

Zylindrische Endabschnitte 30, 31 des Metallbalges 26 sind mit der Innenseite der Befestigungsplatte 21 und der Außenseite der Anlagescheibe 29 verschweißt.

Das weiter vom Stoßfänger 2 entfernte Ende des Metallbalges 26 ist mit dem Arbeitszylinder 17 des Stoßdämpfers 15 fest verbunden.

Dies erfolgt in der Weise, daß eine stirnseitig auf den Arbeitszylinder 17 aufgesetzte Schweißschraube 32 mit einem Gewindeabschnitt 33 durch eine zentrale Öffnung der Anlagescheibe 29 hindurchgeführt ist. Auf das freie Ende des Gewindeabschnittes 33 sind eine Unterlegscheibe 34 und eine Mutter 35 aufgesetzt.

An dem der Anlagescheibe 29 zugekehrten Ende des Führungsrohres 20 sind örtlich Blechwinkel 36 angeschweißt, wobei vertikal nach innen abgestellte Schenkel 38 der Blechwinkel 36 zwischen dem Arbeitszylinder 17 des Stoßdämpfers 15 und der Anlagescheibe 29 eingespannt sind.

Die Blechwinkel 36 fixieren den Stoßdämpfer 15 in Längsrichtung und bewirken, daß bis zu einer ersten Aufprallgeschwindigkeit V₁ (z. B. 8 km/h) die Energieaufnahme allein durch den Stoßdämpfer 15 erfolgt.

Oberhalb von V₁ reißen die Blechwinkel 36 ab und der Arbeitszylinder 17 drückt dann gegen die Innenseite der Anlagescheibe 29.

Ab dieser Aufprallgeschwindigkeit wird der Metallbalg 26 auf Zug beansprucht, die Wellen 37 werden auseinandergezogen und entfalten sich, bin sie einen annähernd geraden Verlauf aufweisen. Durch dieses Auseinanderziehen wird eine hohe Energie aufgenommen, ohne daß der Längsträger 3 dabei beschädigt wird.

Im Ausführungsbeispiel sind mehrere aneinandergesetzte Wellen 37 zwischen den zylindrischen Endabschnitten 30, 31 vorgesehen, wobei die dargestellten Wellen 37 einen gleichmäßigen Abstand und eine gleichmäßige Höhe aufweisen. Die Wellen 37 können jedoch auch einen ungleichmäßigen Abstand und eine unterschiedliche Höhe aufweisen (nicht dargestellt).

Durch entsprechende Werkstoffauswahl, Materialdicke und Ausgestaltung der Wellen 37 des Metallbalges 26 läßt sich eine definierte Energieaufnahme bzw. ein gewünschter Verlauf in einem Kraft-Weg-Diagramm erzielen.

Die Wirkungsweise des Pralldämpfers 1 ist wie folgt.

Bei geringen Aufprallgeschwindigkeiten (V₁ < 8 km/h) absorbiert der Stoßdämpfer 15 durch Einschieben des Verdrängungskolbens 18 in den Arbeitszylinder 17 und Verdrängung des Mediums im Arbeitszylinder 17 die gesamte Aufprallenergie. Danach kehrt der Verdrängungskolben 18 wieder in seine Ausgangslage zurück. Der maximal mögliche Verschiebeweg des Verdrängungskolbens 18 ist in Fig. 2 mit "a" bezeichnet.

Bei Aufprallgeschwindigkeiten (V₂ < 8 km/h),die so groß sind, daß der regenerierbare Verschiebeweg "a" des Stoßdämpfers 15 nicht mehr zum Abbau der Aufprallenergie ausreicht, reißen die den Stoßdämpfer 15 in Lage haltenden Blechwinkel 36 ab und der Stoßdämpfer 15 liegt dann an der Anlagescheibe 29 an, über die die Kräfte auf den Metallbalg 26 übertragen werden. Letztere wird unter Energieabsorption plastisch verformt (gestreckt), wobei der Pralldämpfer 1 um den nicht regenerierbaren Weg b in Richtung Längsträger 3 bewegt wird.

Das Deformationsglied 16 ist etwa bis zu einer Aufprallgeschwindigkeit V₂ (∼15 km/h) wirksam.

Nach dem Aufprall kehrt der Verdrängungskolben 18 wieder um den Verschiebeweg "a" relativ zum Arbeitszylinder 17 zurück.

Der Träger 5 des Stoßfängers 2 liegt jedoch um den Verschiebeweg "b" näher an der Stirnseite des Längsträgers 3.

Zur Wiederherstellung der ursprünglichen Stoßfängerlage ist es notwendig, den Pralldämpfer 1 auszubauen und das Deformationsglied 16 auszuwechseln.

Zu diesem Zweck werden die Schrauben 23 herausgedreht, wodurch sich der Pralldämpfer 1 aus dem Längsträger 3 herausziehen läßt. Durch Lösen der Mutter 35 wird das Deformationsglied 16 vom intakten Stoßdämpfer 15 getrennt und durch ein Neues ersetzt.

Bei noch höheren Aufprallgeschwindigkeiten (V < 15 km/h) wird nach Einschieben des Verdrängungskolbens 18 mm den maximalen Verschiebeweg "a" und des Deformationsgliedes 16 um den Weg "b" der Längsträger 3 zur weiteren kontrollierten Energieabsorption herangezogen.

Claims (8)

1. Pralldämpfer zur nachgiebigen Befestigung eines Stoßfängers am Längsträger eines Fahrzeugaufbaus, wobei sich der Pralldämpfer aus einem regenerierbaren Stoßdämpfer und einem nachgeschalteten nicht regenerierbaren Deformationsglied zusammensetzt, und der Stoßdämpfer zumindest abschnittsweise von einem Führungsrohr umgeben ist, das über eine des Führungsrohr koaxial umgebende Befestigungsplatte am Längsträger abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, das das Deformationsglied (16) durch einen Metallbalg (26) gebildet wird, der das Führungsrohr (20) konzentrisch umgibt, wobei der Metallbalg (26) mit seinem einen Ende (27) an die Befestigungsplatte (21) und mit seinem anderen Ende (28) an eine Anlagescheibe (29) angeschlossen ist und daß der Metallbalg (26) mit dem dem Stoßfänger (2) abgekehrten Ende des Stoßdämpfers (15) fest verbunden ist.

2. Pralldämpfer nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zylindrische Endabschnitte (30, 31) des Metallbalges (26) mit der Befestigungsplatte (21) und der Anlagescheibe (29) verschweißt sind.

3. Pralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbalg (26) mit Abstand zum innenliegenden Führungsrohr (20) und zum außenliegenden Längsträger (3) verläuft.

4. Pralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Anlagescheibe (29) zugekehrten Ende des Führungsrohres (20) örtlich Blechwinkel (36) angebracht sind, wobei vertikal nach innen abgestellte Schenkel (38) der Blechwinkel (36) zwischen dem Stoßdämpfer (15) und der Anlagescheibe (29) eingespannt sind.

5. Pralldämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Stoßfänger (2) abgekehrten Ende des Stoßdämpfers (15) eine Schweißschraube (32) angebracht ist, die die Anlagescheibe (29) durchdringt, wobei auf den vorstehenden Endbereich der Schweißschraube (32) eine Unterlagscheibe (34) und eine Mutter (35) aufgesetzt sind, die sich an der Außenseite der Anlagescheibe (29) abstützen.

6. Pralldämpfer nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbalg (26) zwischen seinen zylindrischen Endabschnitten (30, 31) mehrere aneinandergesetzte Wellen (37) umfaßt.

7. Pralldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinandergesetzten Wellen (37) einen gleichmäßigen Abstand und eine gleichmäßige Höhe aufweisen.

8. Pralldämpfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinandergesetzten Wellen (37) einen ungleichmäßigen Abstand und eine unterschiedliche Höhe aufweisen.