DE9310036U1

DE9310036U1 - Pralldämpfer für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE9310036U1
Application number: DE9310036U
Authority: DE
Original assignee: Suspa Compart AG
Current assignee: Suspa Compart AG
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2003-07-07

Description

SUSPA COMPART Aktiengesellschaft, Industriestraße 12-14, 90518 Altdorf

Pralldämpfer für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf einen Pralldämpfer für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeuges an dessen Chassis.

Aus der DE 40 28 448 Al (entsprechend US-PS 5 181 589) ist die Hintereinanderschaltung eines reversiblen Pralldämpfers mit einem irreversiblen Deformations-Dämpfer bekannt, wobei die Kolbenstange des reversiblen Pralldämpfers an ihrem freien Ende gegen eine Druckplatte anliegt, die wiederum gegen nach innen vorragende Sicken eines Rohres anliegt. Diese werden beim Durchschieben der Druckplatte nach außen verformt.

Aus der US-PS 4 445 708 ist ein Deformationsdämpfer bekannt, der ein inneres Rohr und ein äußeres Rohr aufweist. Zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr ist ein Kugelkäfig angeordnet; das äußere Rohr weist einen kegelförmigen Abschnitt auf. Bei einem Zusammenschieben der beiden Rohre gelangen die Kugeln des Kugelkäfigs in diesen konischen Abschnitt und verformen diesen. Dieser Deformationsdämpfer ist außerordentlich aufwendig.

Aus der US-PS 3 482 653 sind Deformationsdämpfer bekannt, die ein mit einer Verjüngung oder Vertiefung versehenes Deformations-Rohr und ein weiteres Rohr aufweisen, das mit einem oder mehreren Ringen versehen ist, die bei Einschieben des Deformations-Rohres in das andere Rohr das Deformations-Rohr unter Einschnürung plastisch verformen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pralldämpfer der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß er äußerst einfach aufgebaut und zuverlässig wirksam ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches gelöst. Der am Trag- und Führungsrohr ausgebildete, mittels eines gesonderten Verstärkungsrings verstärkte Vorsprung verformt das radial zumindest weitgehend in dem Trag- und Führungsrohr geführte Deformations-Rohr. Zahlreiche weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines als Deformationsdämpfer ausgebildeten Pralldämpfers im Längsschnitt und

Fig. 2 einen aus einem reversiblen Dämpfer und einem Deformationsdämpfer bestehenden Pralldämpfer teilweise im Längsschnitt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Pralldämpfer handelt es sich um einen Deformationsdämpfer A. Er weist ein kreiszylindrisches äußeres Trag- und Führungsrohr 1 auf, an dem ein Befestigungsflansch 2 angebracht ist, der mit Befestigungs-Öffnungen 3 versehen ist. Mittels dieses Befestigungsflansches 2 ist der Deformationsdämpfer A am Chassis eines Kraftfahrzeuges befestigbar.

In dem Trag- und Führungsrohr 1 ist ein ebenfalls kreiszylindrisches Deformations-Rohr 4 angeordnet, dessen Außendurchmesser D etwa dem Innendurchmesser D' des Trag- und Führungsrohres 1 entspricht, d.h. das Deformations-Rohr 4 sitzt weitgehend spielfrei aber nicht mit Preßpassung im Trag- und Führungsrohr 1.

Am äußeren freien Ende des Trag- und Führungsrohres 1 ist ein rohrförmiges Befestigungselement 5 angebracht, mittels dessen der Deformationsdämpfer A mit einem anderen Teil eines Kraftfahrzeuges, in der Regel mit einem Stoßfänger des Kraftfahrzeuges, verbunden werden kann. Das Trag- und Führungsrohr 1 ist mit einer von seiner Innenwand 6 nach innen vorspringenden Verformungseinrichtung versehen. Diese wird bei dem Deformationsdämpfer A nach Fig. 1 durch einen ringförmig umlaufenden, am Trag- und Führungsrohr 1 ausgebildeten, nach innen zu dessen Mittel-

Längs-Achse 7 vorragenden Vorsprung 8 gebildet. Dieser Vorsprung 8 weist eine kegelstumpfförmige Deformations-Fläche 9 auf, die in Einschubrichtung 10 des Deformations-Rohres 4 in das Trag- und Führungsrohr 1 flach zur Achse 7 hin ansteigt und unter einem Winkel a zur Innenwand 6 des Trag- und Führungsrohres 1 verläuft. Dieser Winkel a liegt etwa zwischen 5 und 20°. Im Bereich des Vorsprungs 8 ist auf das Trag- und Führungsrohr 1 ein konischer Verstärkungs-Ring 11 als Verstärkung aufgeschoben, dessen Innenform der Außenform des Vorsprungs entspricht, so daß er radial spielfrei auf diesem sitzt. Dies wird durch eine sich in Einschubrichtung 10 an die Deformations-Fläche 9 anschließende Umbördelung 12 des Trag- und Führungsrohres 1 erreicht.

Der Vorsprung 8 greift in eine diesem im Querschnitt angepaßte Vertiefung 13 des Deformations-Rohres 4 ein. Diese ist durch eine am Ende des Deformations-Rohres 4 ausgebildete, außen an der Umbördelung 12 anliegende Umbördelung 14 abgeschlossen. Solange keine Deformationskraft in Einschubrichtung 10 auf das Deformations-Rohr 4 wirkt, ist somit das Deformations-Rohr 4 axial unverschiebbar im Trag- und Führungsrohr 1 angeordnet.

Die Herstellung des Vorsprungs 8 und der Vertiefung 13 erfolgt in der Weise, daß das Deformations-Rohr 4 in das Trag- und Führungsrohr 1 eingeschoben und dann der Vorsprung 8 samt der Vertiefung 13 in einem Arbeitsgang durch konisches Verjüngen der beiden Rohre 1 und 4 hergestellt werden. Anschließend wird der Verstärkungs-Ring 11 auf die Außenseite des Vorsprungs 8 aufgeschoben. Dann werden in einem weiteren Arbeitsgang die beiden Umbördelungen 12, 14 ausgebildet. Im Rahmen dieses Herstellungsvorganges kann auch der Befestigungsflansch 2 aufgeschoben und mittels einer Schweißnaht 15 mit dem Trag- und Führungsrohr 1 verbunden werden. Dies kann aber auch vorher bereits geschehen sein. Das Befestigungselement 5 wird unabhängig von diesem Bearbeitungsgang am Deformations-Rohr 4 befestigt.

Da der kleinste Innendurchmesser d des Vorsprungs 8 kleiner ist als der

Außendurchmesser D des Deformations-Rohres 4, wird das Deformations-Rohr

4 beim Einschieben entsprechend der Einschubrichtung 10 in das Trag-

und Führungsrohr 1 plastisch verformt. Es gilt 0,72 D < d < 0,86 D. Dies

definiert auch das Maß der plastischen Verformung. Die sich flach verjüngende Ausgestaltung der Deformations-Fläche 9 verhindert einerseits Kraftspitzen bei Beginn des Deformationsvorganges, also zu Beginn des Einschubvorganges in Einschubrichtung 10. Zum anderen erfolgt während des gesamten Deformationsvorganges die Deformation selber stetig über die axiale Erstreckung b des Vorsprungs 8, d.h. die Verringerung des Außendurchmessers des Deformations-Rohres 4 vom großen Durchmesser D zum kleinen Durchmesser, der dem kleinsten Innendurchmesser d des Vorsprungs 8 entspricht, vollzieht sich über die axiale Erstreckung b des Vorsprungs 8.

Während das Deformations-Rohr 4 beim Einschieben in Einschubrichtung in das Trag- und Führungsrohr 1 erheblichen radialen Verformungskräften ausgesetzt wird, hat das Trag- und Führungsrohr 1 derartige Verformungskräfte in Richtung radial zur Achse 7 nicht aufzunehmen. Diese werden von dem Verstärkungs-Ring 11 aufgenommen. Aus diesem Grunde kann die Wanddicke c des Trag- und Führungsrohres 1 kleiner sein als die Wanddicke e des Deformations-Rohres 4. Für die Wanddicke c gilt 1 mm _< c _< 2 mm, und für die Wanddicke e gilt 1,5 mm _< e _< 3 mm. Das Trag- und Führungsrohr 1 einerseits und das Deformations-Rohr 4 andererseits können aus normalem Baustahl, also im Bereich von St 37 bis St 52, bestehen. Sie können ebenfalls aus Aluminium bestehen. Hierbei sind die Wanddicken c und e anzupassen. Wenn der Verstärkungs-Ring 11 ebenfalls aus normalem Baustahl besteht, dann ist es zweckmäßig, wenn die mittlere Wanddicke f des Verstärkungsrings 11 größer als die Wanddicke e des Deformations-Rohres 4 ist. Es gilt 2 mm _< f _< 6 mm und bevorzugt 2,5 mm _< f _< 4 mm. Wenn der Verstärkungs-Ring 11 aus Stahl höherer Festigkeit wie Automatenstahl oder Kaltformstahl besteht, kann seine mittlere Wanddicke f im unteren Bereich liegen. Im übrigen ist der Zeichnung entnehmbar, daß die Wanddicken des Vorsprungs 8 und der Vertiefung 13 nicht geringer sind als die entsprechenden Wanddicken c und e.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, kann das Deformations-Rohr 4 in Einschubrichtung 10 um eine Strecke in das Trag- und Führungsrohr 1 eingeschoben werden, die kleiner ist als der Abstand g des Befestigungselementes 5 vom zugewandten Ende 16 des Trag- und Führungsrohres 1.

Der Deformationsdämpfer kann selbstverständlich auch mit einem reversiblen Pralldämpfer B gekoppelt werden, wie er beispielsweise in seinem Grundaufbau aus der DE 40 28 448 Al (entsprechend US-PS 5 181 589) bekannt ist. Ein solcher reversibler Pralldämpfer B weist ein zylindrisches Gehäuse 17 auf, an dem ein Befestigungselement 5' angebracht ist. Das Gehäuse 17 greift in ein Trag- und Führungsrohr &Ggr; ein und ist gegenüber diesem in Richtung der Achse 7 verschiebbar. Am freien Ende einer Kolbenstange 18 des reversiblen Pralldämpfers B ist eine Druckplatte 19 angebracht, die gegen ein Deformations-Rohr 4' anliegt. Ein Befestigungsflansch 2' ist mittels einer Schweißnaht 15' am Trag- und Führungsrohr &Ggr; befestigt. Das Trag- und Führungsrohr &Ggr; weist bei dieser Ausgestaltung im Anschluß an eine Umbördelung 12' des Vorsprungs 8 noch einen Rohrabschnitt 20 auf. Die Vertiefung 13 des Deformations-Rohres 4' ist bei dieser Ausgestaltung nicht durch eine sich an die Umbördelung 12' anlegende Umbördelung abgeschlossen, sondern durch einen kurzen Zylinderabschnitt 21, der in den Rohrabschnitt 20 des Trag- und Führungsrohres &Ggr; hineinragt. Der Rohrabschnitt 20 und der Zylinderabschnitt 21 sind für die Funktion des Deformationsdämpfers A' nicht notwendig. Die Wanddicken sind gleich, wobei gilt 1,5 mm _< c bzw. e _< 3 mm.

Bei einem Aufprall wird zuerst das Gehäuse 17 in Einschubrichtung 10 in das Trag- und Führungsrohr &Ggr; eingeschoben, wodurch die Kolbenstange 18 in das Gehäuse 17 hineingeschoben wird, da die Druckplatte 19 zu diesem Zeitpunkt relativ zum Trag- und Führungsrohr &Ggr; festliegt. Hierbei wird Energie in Wärme umgewandelt. Wenn - ohne daß die gesamte aufzufangende Energie in Wärme umgewandelt worden ist - die Kolbenstange weitestmöglich in das Gehäuse 17 eingefahren ist, dann wird das Deformations-Rohr 4' von der Druckplatte 19 in Einschubrichtung 10 durch die Verformungseinnchtung des Deformationsdämpfers A', also durch den Vorsprung 8 geschoben. Hierbei wird dann das Deformations-Rohr 4 in der geschilderten Weise plastisch verformt.

Bei dieser kombinierten Ausgestaltung von Pralldämpfer B und Deformationsdämpfer A' ist die Strecke, über die das Deformations-Rohr 4' plastisch verformt werden kann, deutlich geringer als bei dem Ausführungsbeispiel eines reinen Deformationsdämpfers A nach Fig. 1. Diese

Strecke entspricht dabei maximal dem Abstand g' zwischen der Druckplatte 19 und dem Vorsprung 8.

Soweit der Deformationsdämpfer A' vorstehend nicht beschrieben worden ist, wird auf die obige Beschreibung zu Fig. 1 verwiesen.

Claims

- 7 Ansprüche

1. Pralldämpfer für Kraftfahrzeuge, insbesondere zur Abstützung eines Stoßfängers eines Kraftfahrzeuges an dessen Chassis, mit folgenden Merkmalen:

- Ein äußeres Trag- und Führungsrohr (1, &Ggr;) mit einer Mittel-Längs-Achse (7);

- ein Deformations-Rohr (4, 4'), das in dem Trag- und Führungsrohr (1, &Ggr;) koaxial zu dessen Achse (7) und radial weitgehend spielfrei zu diesem angeordnet und in einer Einschubrichtung (10) in dieses einschiebbar ist und das einen Außendurchmesser (D) aufweist;

- ein erstes Befestigungselement (Befestigungsflansch 2, T), das mit dem Trag- und Führungsrohr (1, 1') verbunden ist;

- ein zweites Befestigungselement (5, 5'), das mit dem Deformations-Rohr (4, 4 ') gekoppelt ist;

- ein am Trag- und Führungsrohr (1, &Ggr;) ausgebildeter, zur Achse (7) hin vorragender Vorsprung (8), an dem eine sich in Einschubrichtung (10) zur Achse (7) hin verjüngende Deformationsfläche (9) ausgebildet ist, deren kleinster Innendurchmesser (d) kleiner ist als der Außendurchmesser (D) des Deformations-Rohres (4, 4');

- eine im Deformations-Rohr (4, 4') ausgebildete Vertiefung (13), die dem Vorsprung (8) angepaßt ist und radial spielfrei gegen diesen anliegt;

- ein Verstärkungs-Ring (11), der auf der Außenseite des Trag- und Führungrohres (1, &Ggr;) in dem Vorsprung (8) angeordnet und diesem im Querschnitt angepaßt ist.

2. Pralldämpfer nach Anspruch 1, wobei das Trag- und Führungsrohr (1) eine den Verstärkungs-Ring (11) an seinem in Einschubrichtung (10) hinten liegenden Ende teilweise überdeckende von der Achse (7) weg gerichtete Umbördelung (12, 12') aufweist.

3. Pralldämpfer nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trag- und Führungsrohr (1, &Ggr;) eine Wanddicke (c) aufweist, die kleiner ist als die Wanddicke (e) des Deformations-Rohres (4, 4').

4. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Verstärkungs-Ring (11) eine mittlere Wanddicke (f) aufweist, die größer ist als die Wanddicke (e) des Deformations-Rohres (4, 4').

5. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Vorsprung (8) mit der Deformations-Fläche (9) und die Vertiefung (13) ringförmig umlaufend ausgebildet sind.

6. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Deformations-Rohr (4, 4') radial weitgehend spielfrei in dem Trag- und Führungsrohr (1, &Ggr;) geführt ist.

7. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Deformations-Fläche (9) unter einem Winkel (a) zur Innenwand (6) des Trag- und Führungsrohrs (1, &Ggr;) geneigt ist, für den gilt 5° < a < 20°.

8. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Trag- und Führungsrohr (1, &Ggr;) und das Deformations-Rohr (4, 4') über ihren Umfang und ihre Länge im wesentlichen gleichbleibende Wanddicke (c, e) aufweisen.

9. Pralldämpfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei für den Außendurchmesser (D) des Deformationsrohres (4, 4') und den kleinsten Innendurchmesser (d) der Deformationsfläche (9) gilt 0,72 D < d < 0,86 D.