DE69715941T2

DE69715941T2 - Stossabsorbierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE69715941T2
Application number: DE1997615941
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Chevrier; Jean-Pierre Faidy
Original assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Peugeot SA; Automobiles Citroen SA
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-02-17
Publication date: 2003-06-12
Anticipated expiration: 2017-02-18
Also published as: EP0794350B1; DE69715941D1; FR2745621A1; FR2745621B1; EP0794350A1; ES2184965T3

Description

Die vorliegende Erfindung hat eine Stoßabsorbiervorrichtung insbesondere für Kraftfahrzeuge zum Gegenstand.
Die Kraftfahrzeuge können mit Stoßabsorbiervorrichtungen ausgestattet sein, die zwischen zwei Elementen des Fahrzeugs und dabei meist zwischen dem vorderen Stoßfänger und/oder dem hinteren Stoßfänger und jedem Rahmenlängsträger dieses Fahrzeugs angeordnet sein können.
Diese Stoßabsorbiervorrichtungen sind von unterschiedlicher Bauart.
Ein bekannter Typ von Stoßabsorbiervorrichtungen gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bis 4 umfaßt zwei Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern, die jeweils mit dem einen der Elemente und mit dem anderen der Elemente des Fahrzeugs verbunden sind.
Das Rohr mit dem kleineren Durchmesser ist an seinem freien Ende mit einem nach außen umgebogenen Rand versehen und mit dem freien Ende des Rohrs mit dem größeren Durchmesser verbunden.
Das Rohr mit dem kleineren Durchmesser verformt sich durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung und ermöglicht so bei einem Stoß, die Energie zu absorbieren.
In einem anderen Typ von Stoßabsorbiervorrichtung, die ebenfalls zwei Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern umfaßt, siehe GB-A-884 953, weist das Rohr mit dem größeren Durchmesser an seinem freien Ende einen Rand auf, der nach innen umgebogen und mit dem freien Ende des Rohrs mit dem kleineren Durchmesser verbunden ist.
In diesem Fall verformt sich das Rohr mit dem größeren Durchmesser durch Umstülpen mit einer Durchmesserverringerung und ermöglicht so bei einem Stoß, die Energie zu absorbieren.
Diese Stoßabsorbiervorrichtungen ermöglichen, während des Eindrückens eine gleichmäßige Beanspruchung zu erzielen, und weisen ein völlig zufriedenstellendes Verhältnis von absorbierter Energie und Masse auf.
Die Stoßabsorbiervorrichtung ist zwischen einem Stoßfänger und jedem Rahmenlängsträger des Kraftfahrzeugs angebracht (Anspruch 13).
Die Erfindung wird besser verständlich bei Lesen der nachfolgenden Beschreibung, die nur als Beispiel gegeben ist und für deren Verständnis auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird, worin
- Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 2 eine schematische Schnittansicht ist, welche die Verformung bei einem Aufprall der Stoßabsorbiervorrichtung von Fig. 1 zeigt;
- Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer vierten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 6 eine schematische Schnittansicht einer fünften Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 7 eine schematische Schnittansicht einer sechsten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 8 eine schematische Schnittansicht einer siebenten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist;
- Fig. 9 eine schematische Schnittansicht einer achten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist; und
- Fig. 10 eine schematische Schnittansicht einer neunten Ausführungsform einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist.
In der folgenden Beschreibung wird mit Rohr jedes hohle axialsymmetrische Element langgestreckter Form mit beliebigem, beispielsweise rundem, ovalem oder polygonalem, Querschnitt bezeichnet.
Dieses Rohr kann durch Fließpressen oder aus einem rund gebogenen und verschweißten Blech oder auch durch Tiefziehen aus einem ebenen Blech hergestellt sein.
In den Figuren sind in schematischer Weise mehrere Ausführungsformen einer Stoßabsorbiervorrichtung dargestellt, die insbesondere für Kraftfahrzeuge bestimmt ist und zwischen zwei Elementen 1 und 2 zur Übertragung eines Stoßes, beispielsweise einem Stoßfänger 1 und einem Rahmenlängsträger 2 des Kraftfahrzeugs, angeordnet ist.
Entsprechend den Fig. 1 bis 8 umfaßt die Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung wenigstens zwei Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern, die miteinander und jeweils mit einem der Elemente und mit dem anderen der Elemente sowie mit Mitteln zur Initialisierung von gleichzeitigen Verformungen durch Umstülpen mit einer Durchmessererhöhung und mit einer Durchmesserverringerung wenigstens eines der Rohre bei einem Stoß verbunden sind.
Gemäß einer ersten Ausführungsform, die in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt die Stoßabsorbiervorrichtung ein erstes Rohr 10, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, und ein zweites Rohr 11, dessen eines Ende mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden ist.
Die beiden Rohre 10 und 11 haben dieselbe Achse, wobei das Rohr 10 einen kleineren Durchmesser als das Rohr 11 besitzt.
Die Mittel zur Initialisierung wenigstens einer Verformung durch Umstülpen der Rohre 10 und 11 sind aus einem nach außen umgebogenen Rand 10a, der am freien Ende des Rohrs 10 mit dem kleineren Durchmesser ausgebildet ist, und aus einem nach innen umgebogenen Rand 11a, der am freien Ende des Rohrs 11 mit dem größeren Durchmesser ausgebildet ist, gebildet.
Die Rohre 10 und 11 sind über einen Abschnitt L ihrer Länge ineinander geschoben, wobei der umgebogene Rand 10a beispielsweise durch Schweißen auf dem Rohr 11 befestigt ist, während der Rand 11a beispielsweise durch Schweißen auf dem Rohr 10 befestigt ist.
Der Abstand zwischen dem Rand 11a und dem Stoßfänger 1 ist gleich L, und der Abstand zwischen dem Rand 10a und dem Rahmenlängsträger 2 ist ebenfalls gleich L.
Bei einem auf den Stoßfänger 1 ausgeübten Stoß, beispielsweise bei einem Aufprall verformen sich, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die Rohre 10 und 11 gleichzeitig durch Umstülpen. Folglich stülpen sich aufgrund des nach außen umgebogenen Rands 10a aufeinanderfolgende Abschnitte des Rohrs 10 mit dem kleineren Durchmesser in den Außenraum dieses Rohrs 10, wobei sie um 180º zurückklappen und sich anschließend erneut ausrichten.
Außerdem stülpen sich aufgrund des umgebogenen Rands 1 1a aufeinanderfolgende Abschnitte des Rohrs 11 mit dem größeren Durchmesser in den Innenraum dieses Rohrs 11 mit einer Durchmesserverkleinerung und richten sich anschließend erneut aus.
Der Durchmesser des Rohrs 11 ist um soviel größer als der Durchmesser des Rohrs 10, als erforderlich ist, um die einrückenden Abschnitte dieser Rohre 10 und 11 aufzunehmen, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
Folglich ist der Weg, über den Energie absorbiert wird, im wesentlichen gleich 2L, und die Länge der Rohre 10 und 11 nach dem Umschlagen ist gleich L, so daß die Energieabsorption im Verhältnis zu den Bewegungen des Endes des Rohrs 10 beträchtlich ist.
In dieser Ausführungsform ist ein seitliches Halten der Stoßabsorbiervorrichtung während der Verformung durch die beiden Rohre 10 und 11 sichergestellt. Diese Anordnung weist gegenüber einem Rohr, das allein arbeitet und dessen Umschlagzone eine Schwachstelle gegenüber Querkräften darstellt, einen Vorteil auf.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die in Fig. 3 gezeigt ist, setzt sich die Stoßabsorbiervorrichtung aus einem Rohr 12, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, einem Rohr 14, das einen größeren Durchmesser als das Rohr 12 aufweist und dessen eines Ende mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden ist, und einem Zwischenrohr 13 zusammen, das die freien Enden der Rohre 12 und 14 miteinander verbindet.
Der Durchmesser des Zwischenrohrs 13 liegt zwischen den Durchmessern der Rohre 12 und 14.
In dieser Ausführungsform ist das Zwischenrohr 13 starr.
Das freie Ende des Rohrs 12 mit dem kleinsten Durchmesser weist einen Rand 12a auf, der in den Außenraum dieses Rohrs 12 gebogen und beispielsweise durch Schweißen mit einem Ende des Zwischenrohrs 13 verbunden ist, und das freie Ende des Rohrs 14 mit dem größten Durchmesser weist einen Rand 14a auf, der in den Innenraum des Rohrs 14 gebogen und beispielsweise durch Schweißen mit dem anderen Ende des Zwischenrohrs 13 verbunden ist.
Bei einem auf den Stoßfänger 1 ausgeübten Stoß, der durch eine Kollision herbeigeführt ist, verformen sich die Rohre 12 und 14 gleichzeitig durch Umstülpen. Das Rohr 12 mit dem kleinsten Durchmesser verformt sich aufgrund des nach außen umgebogenen Rands 12a mit einer Durchmesservergrößerung, und das Rohr 14 mit dem größten Durchmesser verformt sich aufgrund des nach innen umgebogenen Rands 14a mit einer Durchmesserverringerung, während die Länge des Zwischenrohrs 13 unverändert bleibt.
Somit stülpt sich das Rohr 12 mit dem kleinsten Durchmesser allmählich um und dringt in das Zwischenrohr 13 ein, während sich das Rohr 14 mit dem größten Durchmesser allmählich nach innen stülpt, so daß die aus dem Zwischenrohr 13 und dem Rohr 12 mit dem kleinsten Durchmesser gebildete Gesamtheit in den Innenraum des Rohrs 14 mit dem größten Durchmesser eindringt und somit Energie absorbiert.
Einer der Vorteile dieser Ausführungsform besteht in der sequentiellen Funktion der Rohre 12 und 14, was in bestimmten Anwendungen vorteilhaft sein kann.
Die kleinen Stöße werden nämlich allein durch das Umstülpen des Rohrs 12 absorbiert, während die stärkeren Stöße durch das gleichzeitige Umstülpen der Rohre 12 und 14 absorbiert werden.
Gemäß einer dritten Ausführungsform, die in Fig. 4 gezeigt ist, setzt sich die Stoßabsorbiervorrichtung aus einem Rohr 15, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, einem Rohr 17, dessen eines Ende mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden ist, und einem Zwischenrohr 16, das die beiden Rohre 15 und 17 miteinander verbindet, zusammen.
Das Rohr 17 hat einen größeren Durchmesser als das Rohr 15, und der Durchmesser des Zwischenrohrs 16 liegt zwischen dem Durchmesser des Rohrs 15 und dem Durchmesser des Rohrs 17.
Die Mittel zur Initialisierung wenigstens einer Verformung durch Umstülpen sind aus einem nach außen umgebogenen Rand 15a, der am freien Ende des Rohrs 15 mit dem kleinsten Durchmesser ausgebildet ist, aus einem nach innen umgebogenen Rand 17a, der am freien Ende des Rohrs 17 mit dem größten Durchmesser ausgebildet ist, und aus dem Zwischenrohr 16, das die umgebogenen Ränder 15a und 17a miteinander verbindet, gebildet. Dieses Zwischenrohr 16 ist in die Rohre 15 und 17 über einen Teil ihrer Länge eingepaßt, wie in Fig. 4 gezeigt ist.
Außerdem umfaßt das Zwischenrohr 16 an seinem um das Rohr 15 mit dem kleineren Durchmesser angeordneten Ende einen nach innen umgebogenen Rand 16a, der mit dem Rohr mit dem kleineren Durchmesser beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, und an seinem im Inneren des Rohrs 17 mit dem größeren Durchmesser angeordneten Ende einen dem Rand 16a gegenüberliegenden Rand 16b, der in den Außenraum des Zwischenrohrs 16 umgebogen ist, aufweist.
Dieser nach außen umgebogene Rand 16b ist mit dem Rohr 17 mit dem größeren Durchmesser beispielsweise durch Schweißen verbunden.
Ebenso sind der Rand 15a und der Rand 17a beispielsweise durch Schweißen mit dem Zwischenrohr 16 verbunden.
Bei einem auf den Stoßfänger 1 ausgeübten Stoß, insbesondere bei einer Kollision, erfolgt eine zweifache Energieabsorption durch die aus dem Roh 15 mit dem kleinsten Durchmesser, dem Zwischenrohr 16 und dem Rohr 17 mit dem größten Durchmesser gebildete Einheit aufgrund einer gleichzeitigen Verformung der Rohre 15, 16 und 17.
Das Rohr 15 mit dem kleinsten Durchmesser verformt sich nämlich durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung aufgrund des umgebogenen Rands 15a, und das Zwischenrohr 16 verformt sich durch Umstülpen mit einer Durchmesserverringerung aufgrund des nach innen umgebogenen Rands 16a, während sich das Rohr 17 durch Umstülpen mit einer Durchmesserverrigerung aufgrund des nach innen umgebogenen Rands 17a verformt und sich das andere Ende des Zwischenrohrs 16 durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung aufgrund des nach außen umgebogenen Rands 16b verformt.
Gemäß einer vierten Ausführungsform, die in Fig. 5 gezeigt ist, setzt sich die Stoßabsorbiervorrichtung aus einem starren Rohr 18, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, einem starren Rohr 20, dessen eines Ende mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden ist, und aus einem Zwischenrohr 19, das die freien Enden der Rohre 18 und 20 miteinander verbindet, zusammen.
Das Rohr 20 hat einen größeren Durchmesser als das Rohr 18, und das Zwischenrohr 19 hat einen Durchmesser, der zwischen dem Durchmesser des Rohrs 18 und dem Durchmesser des Rohrs 20 liegt.
Die Mittel zur Initialisierung wenigstens einer Verformung sind in diesem Fall aus dem Zwischenrohr 19 gebildet, das an seinem um das Rohr 18 mit dem kleinsten Durchmesser angeordneten Ende einen nach innen umgebogenen Rand 19a aufweist und mit dem freien Ende des Rohrs 18 mit dem kleinsten Durchmesser beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, und an seinem im Inneren des Rohrs 20 angeordneten Ende einen Rand 19b aufweist, der nach außen umgebogen und mit dem Rohr 20 mit dem größten Durchmesser beispielsweise durch Schweißen verbunden ist.
Bei einem auf den Stoßfänger 1 ausgeübten Stoß verformen sich die beiden Enden des Rohrs 19 gleichzeitig. Folglich verformt sich ein Teil des Zwischenrohrs 19 aufgrund des nach innen umgebogenen Rands 19 durch Umstülpen mit einer Durchmesserverringerung derart, daß das Rohr 18 in den Innenraum des Zwischenrohrs 19 eindringt und sich ein Teil dieses Zwischenrohrs 19 aufgrund des nach außen umgebogenen Rands 19b durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung verformt, so daß die aus dem Rohr 18 und dem Zwischenrohr 19 gebildete Gesamtheit in den Innenraum des Rohrs 20 mit dem größeren Durchmesser eindringt.
Demzufolge absorbiert bei einem Aufprall die zweifache Verformung durch Umstülpen des Zwischenrohrs 19 einen beträchtlichen Energiebetrag.
Gemäß einer fünften Ausführungsform, die in Fig. 6 gezeigt ist, setzt sich die Stoßabsorbiervorrichtung aus einem starren Rohr 21, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, und zwei starren und konzentrischen Rohren 24 bzw. 25 zusammen, die jeweils ein mit dem Rahmenlängsträger 2 verbundenes Ende besitzen.
Das Rohr 21 hat einen Durchmesser, der zwischen dem Durchmesser des Rohrs 24 und dem Durchmesser des Rohrs 25 liegt.
In dieser Ausführungsform sind die Mittel zur Initialisierung wenigstens einer Verformung durch Umstülpen aus zwei konzentrischen Zwischenrohren 22 bzw. 23 gebildet, die einerseits das freie Ende des Rohrs 21 mit dem freien Ende des Rohrs 24 und andererseits das freie Ende des Rohrs 21 mit dem freien Ende des Rohrs 25 verbinden.
Das erste Zwischenrohr 22 umfaßt an einem seiner Enden einen nach außen umgebogenen Rand 22a, der mit dem freien Ende des Rohrs 21 beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, und an dem anderen seiner Enden einen nach innen umgebogenen Rand 22b, der mit dem freien Ende des Rohrs 24 beispielsweise durch Schweißen verbunden ist.
Das zweite Zwischenrohr 23 umfaßt an einem seiner Enden einen nach innen umgebogenen Rand 23a, der mit dem freien Ende des Rohrs 21 beispielsweise durch Schweißen verbunden ist, und an dem anderen seiner Enden einen nach außen umgebogenen Rand 23a, der mit dem freien Ende des Rohrs 25 beispielsweise durch Schweißen verbunden ist.
Bei einem auf den Stoßfänger 1 ausgeübten Stoß, insbesondere bei einem Aufprall, dringt das Rohr 21 in den Innenraum der Zwischenrohre 22 und 23 ein, und ein Teil des Rohrs 22 verformt sich aufgrund des Rands 22a durch Umstülpen nach außen mit einer Durchmesservergrößerung, und ein Teil des Rohrs 23 verformt sich aufgrund des Rands 23a durch Umstülpen mit einer Durchmesserverringerung.
Außerdem verformt sich ein weiterer Abschnitt des Zwischenrohrs 22 aufgrund des Rands 22b durch Umstülpen mit einer Durchmesserverringerung, und noch ein weiterer Abschnitt des Rohrs 23 verformt sich aufgrund des Rands 23b durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung.
Die verschiedenen gleichzeitigen Verformungen der Zwischenrohre 22 und 23 ermöglichen, einen beträchtlichen Energiebetrag zu absorbieren.
Gemäß einer sechsten Ausführungsform, die in Fig. 7 gezeigt ist, setzt sich die Stoßabsorbiervorrichtung aus zwei starren, konzentrischen Rohren 26 bzw. 27 zusammen, die mit dem Stoßfänger 1 sowie mit drei starren, konzentrischen Rohren 32, 33 bzw. 34 verbunden sind, welche mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden sind.
In dieser Ausführungsform sind die Mittel zur Initialisierung wenigstens einer Verformung durch Umstülpen aus vier Zwischenrohren 28, 29, 39 bzw. 31 gebildet, welche die freien Enden der Rohre 26 und 27 mit den freien Enden der Rohre 32, 33 und 34 verbinden.
Die Zwischenrohre 28 und 30 sind der Form nach dem Zwischenrohr 22 der vorhergehenden Ausführungsform völlig gleich, und die Zwischenrohre 29 und 31 sind der Form nach dem Zwischenrohr 23 dieser vorhergehenden Ausführungsform völlig gleich.
Folglich verformen sich bei einem auf den Stoßfänger ausgeübten Stoß die Zwischenrohre 28, 29, 30 und 31 gleichzeitig einerseits durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung und andererseits durch Umstülpen mit einer Durchmesserverringerung, was die Absorption eines beträchtlichen Energiebetrags ermöglicht.
In diesem Fall umfaßt die Stoßabsorbiervorrichtung n konzentrische, starre Rohre, die mit dem Stoßfänger 1 verbunden sind, 2n Zwischenrohre und 2n- 1 konzentrische, starre Rohre, die mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden sind, wobei n größer oder gleich 2 ist.
Gemäß einer siebenten Ausführungsform, die in Fig. 8 gezeigt ist, umfaßt die Stoßabsorbiervorrichtung ein erstes Rohr 35, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, und ein zweites Rohr 36, dessen eines Ende mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden ist.
Die beiden Rohre 35 und 36 haben dieselbe Achse, und das Rohr 35 besitzt einen kleineren Durchmesser als das Rohr 36.
In dieser Ausführungsform ist das Rohr 35 starr.
Das freie Ende des Rohrs 36 mit dem größeren Durchmesser umfaßt einen in den Innenraum dieses Rohrs 36 umgebogenen Rand 36a, der beispielsweise durch Schweißen mit dem freien Ende des Rohrs 35 mit dem kleineren Durchmesser verbunden ist.
Außerdem ist im Innenraum der Rohre 35 und 36 konzentrisch zu diesen Rohren ein Innenrohr 37 angeordnet.
Dieses Innenrohr 37 hat einen Durchmesser, der kleiner als der Durchmesser des Rohrs 35 ist.
Das Innenrohr 37 besitzt ein erstes Ende 37a, das mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, und ein zweites Ende 37a, das im Inneren des Rohrs 36 mit dem größten Durchmesser in einem bestimmten Abstand vom umgebogenen Rand 36a dieses Rohrs 36 angeordnet ist.
Das zweite Ende 37b des inneren Rohrs 37 weist einen Rand 37c auf, der in den Außenraum dieses Rohrs 37 umgebogen und mit dem Rohr 36 mit dem größeren Durchmesser beispielsweise durch Schweißen verbunden ist.
Bei einem auf den Stoßfänger ausgeübten Stoß, beispielsweise bei einem Aufprall, verformen sich die Rohre 36 und 37 gleichzeitig durch Umstülpen.
Demzufolge stülpen sich aufeinanderfolgende Abschnitte des Rohrs 36 mit dem größeren Durchmesser aufgrund des Rands 36a, der nach innen umgebogen ist, in den Innenraum dieses Rohrs 36 mit einer Durchmesserverringerung, legen sich in einem Winkel von 180º um und richten sich danach erneut aus.
Ebenso stülpen sich die aufeinanderfolgenden Abschnitte des Rohrs 37 aufgrund des umgebogenen Rands 37c in den Außenraum dieses Rohrs 37 mit einer Durchmesservergrößerung und richten sich danach erneut aus.
Folglich ermöglichen die verschiedenen gleichzeitigen Verformungen der Rohre 36 und 37, einen beträchtlichen Energiebetrag zu absorbieren.
In den Fig. 9 und 10 sind zwei weitere Ausführungsformen einer Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt, die wenigstens zwei konzentrische Rohre mit unterschiedlichen Durchmessern umfassen, wovon das innere Rohr teilweise von dem äußeren Rohr überdeckt ist und beide miteinander verbunden sind, wobei das Rohr mit dem größeren Durchmesser mit einem der Elemente und den Mitteln, die bei einem Aufprall wenigstens eine Verformung durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung des Rohrs mit dem kleineren Durchmesser und mit einer Durchmesserverringerung des Rohrs mit dem größeren Durchmesser initialisieren, verbunden ist.
Gemäß einer achten Ausführungsform, die in Fig. 9 gezeigt ist, umfaßt die Stoßabsorbiervorrichtung ein erstes Rohr 38, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, und ein zweites Rohr 39, dessen eines Ende mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden ist.
Die beiden Rohre 38 und 39 haben dieselbe Achse, und das Rohr 38 besitzt einen kleineren Durchmesser als das Rohr 39.
In dieser Ausführungsform ist das Rohr 38 starr.
Das freie Ende des Rohrs 39 mit dem größeren Durchmesser umfaßt einen Rand 39a, der in den Innenraum dieses Rohrs 39 umgebogen und beispielsweise durch Schweißen mit dem freien Ende des Rohrs 38 mit dem kleineren Durchmesser verbunden ist.
Außerdem ist im Inneren der Rohre 38 und 39 konzentrisch zu diesen Rohren ein Innenrohr 40 angeordnet.
Dieses Innenrohr 40 hat einen kleineren Durchmesser als das Rohr 38.
Das Innenrohr 40 hat ein erstes freies Ende 40a, das in einem Abstand L von dem Ende des Rohrs 38, das mit dem Stoßfänger verbunden ist, in den Innenraum des Rohrs 38 mit dem kleineren Durchmesser mündet, und ein zweites Ende 40b, das im Innenraum des Rohrs 39 mit dem größeren Durchmesser in einem bestimmten Abstand vom umgebogenen Rand 39a des Rohrs 39 angeordnet ist.
Das zweite Ende 40b des Innenrohrs 40 umfaßt einen Rand 40c, der in den Außenraum des Rohrs 40 umgebogen und beispielsweise durch Schweißen mit dem Rohr 39 mit dem größeren Durchmesser verbunden ist.
Bei einem auf den Stoßfänger 1 ausgeübten Stoß, beispielsweise bei einer Kollision, verformt sich während eines ersten Zeitabschnitts ein Teil des Rohrs 39 mit dem größeren Durchmesser aufgrund des nach innen umgebogenen Rands 39a durch Umstülpen mit einer Durchmesserverringerung derart, daß das starre Rohr 38 in das Innere des Rohrs 39 eindringt und sich um das Innenrohr 40 legt.
Während eines zweiten Zeitabschnitts verformt sich, wenn der auf den Stoßfänger ausgeübte Stoß andauert, ein Teil des Innenrohrs 40 aufgrund des nach außen umgebogenen Rands 40c durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung.
Das Innenrohr 40 wird erst ab dem Zeitpunkt beansprucht, zu dem das Rohr 39 mit dem größten Durchmesser über die in Fig. 9 angegebene Länge L umgestülpt ist.
Gemäß einer neunten Ausführungsform, die in Fig. 10 gezeigt ist, umfaßt die Stoßabsorbiervorrichtung ein erstes Rohr 41, dessen eines Ende mit dem Stoßfänger 1 verbunden ist, und ein zweites Rohr 42, dessen eines Ende mit dem Rahmenlängsträger 2 verbunden ist.
Die Rohre 41 und 42 haben dieselbe Achse, und das Rohr 41 besitzt einen kleineren Durchmesser als das Rohr 42.
In dieser Ausführungsform sind die Initialisierungsmittel aus einem Rand 41a gebildet, der in den Außenraum des Rohrs 41 umgebogen und an dem freien Ende 41b dieses Rohrs 41 ausgebildet ist.
Dieser nach außen umgebogene Rand 41a ist im Inneren des Rohrs 42 mit dem größeren Durchmesser angeordnet und beispielsweise durch Schweißen mit diesem Rohr 42 verbunden.
Die Initialisierungsmittel sind außerdem aus einem Rand 42a gebildet, der an dem freien Ende 42b dieses Rohrs 42 ausgebildet und in den Innenraum des Rohrs 42 umgebogen ist.
Der umgebogene Rand 42a ist beispielsweise durch Schweißen mit einem ersten Ende 43a eines starren Rohrs 43 verbunden, das sich in Richtung des Stoßfängers 1 erstreckt und einen Durchmesser aufweist, der zwischen den Durchmessern des ersten Rohrs 41 und des zweiten Rohrs 42 liegt.
Das freie Ende 43b des starren Rohrs 43 hat einen bestimmten Abstand L zum Stoßfänger 1.
Bei einem auf den Stoßfänger 1 ausgeübten Stoß, beispielsweise bei einer Kollision, verformt sich während eines ersten Zeitabschnitts ein Teil des Rohrs 41 mit dem kleineren Durchmesser aufgrund des nach außen umgebogenen Rands 41a durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung.
Während eines zweiten Zeitraums verformt sich, wenn der auf den Stoßfänger 1 ausgeübte Stoß andauert, ein Teil des Rohrs 42 mit dem größeren Durchmesser aufgrund des nach innen umgebogenen Rands 42a durch Umstülpen mit einer Durchmesservergrößerung derart, daß das starre Rohr 43 in den Innenraum des Rohrs 42 eindringt und sich um das Rohr 41 legt.
Das äußere Rohr 42 wird erst ab dem Zeitpunkt beansprucht, zu dem das freie Ende 43b des starren Rohrs 43 in Kontakt mit dem Stoßfänger 1 gelangt.
Bei diesen beiden Ausführungsformen ergibt sich eine Funktionsweise der Stoßabsorbiervorrichtung mit zwei Belastungsstufen, wobei eine erste Stufe der Wirkung des Rohrs 39 oder 41 entspricht und eine zweite Stufe der Summe der zum Umstülpen der Rohre 39 und 40 oder 41 und 42 gleichzeitig erforderlichen Belastungen entspricht.
Entsprechend dem Abstand L und der Aufprallgeschwindigkeit kann die zeitliche Abstimmung eingestellt werden.
Diese Ausführungsformen sind interessant, um die kleinen Stöße nur mit einem Umstülpen des Rohrs 39 oder 41 und die stärkeren Stöße mit einem gleichzeitigen Umstülpen der Rohre 39 und 40 oder 41 und 42 zu absorbieren.
In allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind die verschiedenen Rohre aus Metall.
Die Stoßabsorbiervorrichtung gemäß der Erfindung ist eine preiswerte Konstruktion mit einem verhältnismäßig geringen Gewicht, die eine sehr hohe Effizienz der Energieabsorption aufweist.
Außerdem ermöglicht diese Stoßabsorbiervorrichtung eine gleichbleibende Belastung während des Eindrückens und weist ein besonders interessantes Verhältnis zwischen der absorbierten Energie und der Masse auf.

Claims

1. Stoßabsorbiervorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die zwischen zwei Stoßübertragungselementen (1, 2) angeordnet ist und wenigstens zwei verschiedene starre Rohre (10, 11; 12, 14; 15, 17; 35, 36, 37) mit unterschiedlichen Durchmessern umfaßt, die mit dem einen (1) der Elemente bzw. mit dem anderen (2) der Elemente verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre bei einem Verformungsstoß über Initialisierungsmittel (10a, 11a; 12a, 13, 14a; 15a, 16, 17a; 36a, 37c) fest miteinander verbunden werden, wobei eines der Rohre eine Verformung durch Umstülpen mit Durchmessererhöhung erfährt und gleichzeitig das andere dieser Rohre eine Verformung durch Umstülpen mit Durchmesserverminderung erfährt.

2. Stoßabsorbiervorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die zwischen zwei Stoßübertragungselementen (1, 2) angeordnet ist und wenigstens zwei starre Rohre (15, 17; 18, 20; 21, 24, 25; 26, 27, 32, 33, 34) mit unterschiedlichen Durchmessern umfaßt, die mit dem einen (1) der Elemente bzw. mit dem anderen (2) der Elemente verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre bei einem Stoß mit gleichzeitigen Verformungen über Initialisierungsmittel (15a, 17a; 19a, b; 22a, b; 23a, b) fest miteinander verbunden werden, indem wenigstens ein Zwischenrohr (16; 19; 22, 2a; 28, 29, 30, 31), das mit den beiden starren Rohren verbunden ist, mit Durchmessererhöhung und Durchmesserverringerung umgestülpt wird.

3. Stoßabsorbiervorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die zwischen zwei Stoßübertragungselementen (1, 2) angeordnet ist und wenigstens zwei starre Rohre (38, 39) mit unterschiedlichen Durchmessern umfaßt, die mit dem einen (1) der Elemente bzw. mit dem anderen (2) der Elemente verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre bei einem Verformungsstoß über Initialisierungsmittel durch Umstülpen eines der Rohre fest miteinander verbunden werden, wobei die Initialisierungsmittel gebildet sind aus einem Rand (39a), der einerseits in den Innenraum des Rohrs (39) mit größerem Durchmesser, das mit dem zweiten Element (2) verbunden ist, umgebogen ist, und andererseits mit dem freien Ende des Rohrs (38) mit kleinerem Durchmesser verbunden ist, das mit dem ersten Element (I) verbunden ist, und aus einem zu den Rohren (38, 39) konzentrischen Innenrohr (40), das einerseits ein erstes Ende (40a), das in einem bestimmten Abstand L vom Ende des Rohrs (38) mit kleinerem Durchmesser, das mit dem ersten Element verbunden ist, in den Innenraum des Rohrs (38) mit kleinerem Durchmesser mündet, und andererseits ein zweites Ende (40b), das im Innenraum des Rohrs (39) mit größerem Durchmesser angeordnet ist und mit dem Rohr (39) durch einen in den Außenraum des Innenrohrs (40) umgebogenen Rand (40c) verbunden ist, umfaßt.

4. Stoßabsorbiervorrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die zwischen zwei Stoßübertragungselementen (1, 2) angeordnet ist und wenigstens zwei starre Rohre (41, 42) mit unterschiedlichen Durchmessern umfaßt, die mit dem einen (1) der Elemente bzw. mit dem anderen (2) der Elemente verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre bei einem Verformungsstoß über Initialisierungsmittel durch Umstülpen eines der Rohre fest miteinander verbunden werden, wobei die Initialisierungsmittel gebildet sind aus einem Rand (41a), der einerseits in den Außenraum des Rohrs (41) mit kleinem Durchmesser, also des ersten Rohrs, das mit dem ersten Element (1) verbunden ist, umgebogen ist, und andererseits am freien Ende (41b) des im Innenraum des Rohrs (42) mit größerem Durchmesser, also des zweiten Rohrs, angeordneten Rohrs angebracht ist, und aus einem Rand (42a), der zum Innenraum des zweiten Rohrs (42) umgebogen ist und am freien Ende (42b) des zweiten Rohrs angebracht ist, wobei dieser Rand (42a) mit einem Ende (43a) eines starren Rohrs (43) verbunden ist, das sich zum ersten Element (1) erstreckt und einen Durchmesser besitzt, der zwischen den Durchmessern des ersten Rohrs (41) und des zweiten Rohrs (42) liegt, und dessen freies Ende (43b) sich in einem bestimmten Abstand L vom ersten Element (1) befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Initialisierungsmittel gebildet sind aus einem Rand (10a), der in den Außenraum des Rohrs (10) mit kleinerem Durchmesser umgebogen und am freien Ende dieses Rohrs (10) angebracht ist, sowie aus einem Rand (11a), der in den Innenraum des Rohrs (11) mit größerem Durchmesser umgebogen und am freien Ende dieses Rohrs (11) angebracht ist, wobei die Rohre (10, 11) auf einem Abschnitt ihrer Längen ineinandergeschoben sind und die umgebogenen Ränder (10a, 11a) jedes Rohrs (10, 11) am jeweils anderen Rohr befestigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Initialisierungsmittel gebildet sind aus einem Rand (12a), der in den Außenraum des Rohrs (12) mit kleinerem Durchmesser umgebogen und am freien Ende dieses Rohrs (12) angebracht ist, aus einem Rand (14a), der in den Innenraum des Rohrs (14) mit größerem Durchmesser umgebogen und am freien Ende dieses Rohrs (14) angebracht ist, sowie aus wenigstens einem starren Zwischenrohr (13), das die umgebogenen Ränder (12a, 14a) verbindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Initialisierungsmittel gebildet sind aus einem Rand (15a), der in den Außenraum des Rohrs (15) mit kleinerem Durchmesser umgebogen und am freien Ende des Rohrs (15) angebracht ist, aus einem Rand (17a), der in den Innenraum des Rohrs (17) mit größerem Durchmesser umgebogen und am freien Ende des Rohrs (17) angebracht ist, sowie aus einem Zwischenrohr (16), das die umgebogenen Ränder (15a, 17a) verbindet und auf einem Abschnitt der Länge der Rohre (15, 17) in diese eingeschoben ist, wobei das Zwischenrohr (16) an einem seiner freien Enden einen Rand (16a), der in den Innenraum umgebogen und mit dem Rohr (15) mit kleinerem Durchmesser verbunden ist, und am anderen seiner Enden einen Rand (16b), der in den Außenraum umgebogen und mit dem Rohr (17) mit größerem Durchmesser verbunden ist, umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Initialisierungsmittel gebildet sind aus einem Rand (36a), der einerseits in den Innenraum des Rohrs (36) mit größerem Durchmesser, das mit dem zweiten Element (2) verbunden ist, umgebogen ist, und andererseits mit dem freien Ende des Rohrs (35) mit kleinerem Durchmesser verbunden ist, das mit dem ersten Element (1) verbunden ist, und aus einem Innenrohr (37), das zu den Rohren (35, 36) konzentrisch ist und einerseits ein erstes Ende (37a), das mit dem ersten Element (1) verbunden ist, und andererseits ein zweites Ende (37b), das innerhalb des Rohrs (36) mit größerem Durchmesser angeordnet und mit dem Rohr (36) durch einen in den Außenraum des Innenrohrs (37) umgebogenen Rand (37b) verbunden ist, umfaßt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (10, 11; 36, 37; 41, 42) mit unterschiedlichen Durchmessern konzentrisch sind und daß das Innenrohr (10; 37; 41) mit kleinerem Durchmesser, das mit dem ersten Element (1) verbunden ist, durch das Außenrohr (11; 36; 42) mit größerem Durchmesser, das mit dem zweiten Element (2) verbunden ist, zum Teil abgedeckt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwischenrohr (19) an einem seiner Enden einen nach innen umgebogenen Rand (19a), der mit dem freien Ende des Rohrs (18) mit kleinerem Durchmesser verbunden ist, und am anderen Ende einen nach außen umgebogenen Rand (19b), der mit dem freien Ende des Rohrs (20) mit größerem Durchmesser verbunden ist, umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Rohr (21), das mit dem ersten Element (1) verbunden ist, zwei starre, konzentrische Rohre (24, 25), die mit dem zweiten Element (2) verbunden sind, sowie Initialisierungsmittel umfaßt, die gebildet sind aus einem ersten Zwischenrohr (22), das an einem seiner Enden einen nach außen umgebogenen Rand (22a) besitzt, der mit dem freien Ende des mit dem ersten Element (1) fest verbundenen Rohrs (21) verbunden ist, und am anderen seiner Enden einen Rand (22b) besitzt, der nach innen umgebogen ist und mit dem mit dem zweiten Element (2) fest verbundenen ersten Rohr (24) verbunden ist, und aus einem zweiten Zwischenrohr, das zum ersten Zwischenrohr (22) konzentrisch ist und an einem seiner Enden einen nach innen umgebogenen Rand (23a) besitzt, der mit dem mit dem ersten Element (1) fest verbundenen Rohr (21) verbunden ist, und am anderen seiner Enden einen umgebogenen Rand (23b) besitzt, der nach außen umgebogen und mit dem mit dem zweiten Element (2) fest verbundenen zweiten Rohr (25) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie n starre konzentrische Rohre (26, 27), die mit dem ersten Element (1) verbunden sind, 2n Zwischenrohre (28, 29, 30, 31) und 2n-1 konzentrische starre Rohre (32, 33, 34), die mit dem zweiten Element (2) verbunden sind, umfaßt, wobei n größer oder gleich 2 ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwischen einem Stoßfänger (1) und jedem Rahmenlängsträger des Fahrzeugs angebracht ist.