DE1575076A1

DE1575076A1 - Stossdaempfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1575076A1
Application number: DE19671575076
Authority: DE
Inventors: Bernard Mazelsky
Original assignee: ARA Inc
Current assignee: ARA Inc
Priority date: 1966-06-17
Filing date: 1967-06-16
Publication date: 1972-04-13
Also published as: DE1969385U; FR1534081A; US3369634A; GB1195435A

Description

NEUE UNTERLAGEN FÜIi DIE OFFENLEGUNG

? ^e £_2 li_r_^_±_lj_u__n_g

Stoßdämpfungsvorriehtung,

Die Erfindung befaßt sich mit einer Stoßdämpfungsvorrichtung zur Aufnahme von in einer Richtung wirkenden Stoßkräften durch zyklische Verformung und Rückverformung einer Energieauf nahmeeinrichtung, mit zwei ineinanderschiebbaren, gegeneinander abgefederten und an ihren äußeren Enden mit Stoßaufnahme- bzw. Stoßableitungselementen gekoppelten Hülsen als Energie über traguiigskö'rper.

Die bekannten Dämpfungsvorrichtungen dieser Art kennzeichnen > sich dadurch, daß während der Stoßaufnahme die Dämpfungsge- ι schwindigkeit bzw. der Dämpfungswiderstand im wesentlichen

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann

8 MÖNCHEN 2, THE RES I ENSTRASSE 33 · Telefon; 281202 · Telegramm-Adresse. Lipatli/ München Bayer. Veieinsbank München, Zweigst Oikar-von-Miller-Ring, Klo.-Nr. 882495 · Poitscheck-Kontoi München Nr. 163397

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

Neue Unterlagen (Art. 7 äI Ata. 2 Nr. l Satz 3 des Änderunaaoö». v. '

konstant sind. Nun ergeben sich in der Technik und insbesondere im Kraftfahrzeugbereich oft Situationen, in denen keine lineare sondern eine progressive Dämpfung auftretender Stoßkräfte verlangt wird. Außerdem läßt sich der Dämpfungswiderstand der bekannten Vorrichtung nicht an die Einsatzbedingungen anpassen, d.h. die Vorrichtung läßt sich nicht durch einfaches Austauschen der entsprechenden Elemente zur Dämpfung stärkerer oder schwächerer Stöße verwenden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, diese r Nachteile zu beseitigen und eine Stoßdämpfungsvorrichtung zu schaffen, die eine progressive Federoharakteristik aufweist, sich bezüglich der Stärke der Dämpfung an die gegebenen Umstände anpassen läßt und sich darüberhinaus vor allem auf dem Gebiet des Kraftfahrzeugwesens sehr vielfältig verwenden läßt, nämlich beispielsweise zur Stoßdämpfung bei fahrbahnstreckenbegrenzenden Leitplanken, ferner bei Kraftfahrzeuglenkrädern, Überrollbiigeln, Aufzügen und Stoßstangen.

Die konstruktive Lösung dieser Aufgabe, bei der das bekannte Prinzip der periodischen, plastischen Verformung von festen Materialien unter wechselnder Zug- und Druckbeanspruchung und der dadurch sich in Verformungsenergie umwandelnden Stoßenergie verwendet wird, kennzeichnet sich erfindungsgemäß nun dadurch, daß zwischen der die Stoßkräfte empfangenden äußeren Hülse und der die ungedämpfte Stoßenergie ableitenden inneren Hülse sich eine Ringkammer befindet, in der ein verformbarer, spiralförmiger Körper angeordnet ist, dessen Windungen mit den ihn umgebenden Ilülsenoberflachen in Berührung stehen und dessen eines Ende von einem an der inneren Hülse festgelegten Arbeitskäfig und dessen anderes Ende von einem an der äußeren Hülse festgelegten Staukäfig gehaltert sind.

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Bei Stoßaufnahme wird dabei die äußere Hülse über die innere geschoben, wodurch sich die Windungen des spiralförmigen Körpers in der Ringkammer, da sie in dichter Anlage an den Hiilsenoberflachen angeordnet sind, zusammenschieben und verdrehen, wodurch Verformungsenergie verbraucht wird, die der eingeleiteten Stoßenergie entzogen wird. Die dadurch entstehende progressive Dämpfungswirkung läßt sich, gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes, noch durch eine keilförmige oder konische Ausbildung der Ringkammer sowie dadurch verstärken, daß sowohl der Arbeitskäfig als auch der Staukäfig je ein die innere Hülse umgebendes Band aufweisen, in dem sich in länglichen Öffnungen in Umfangsrichtung wenigstens ein gekrümmter Rollenkörper befindet. Dieser iiollenkörper, der sowohl mit der Innenwand der äußeren Hülse als auch der Außenwand der inneren Hülse in Reibungsberührung stehen kann, wird bei Stoßeinwirkung tordiert und beansprucht deshalb einen Teil der Stoßenergie als Verformungsenergie.

Des weiteren hat sich als vorteilhaft erwiesen,die konische Verjüngung der Ringkammer durch eine entsprechende Verjüngung der inneren Hülse von einem Ende zum anderen rzustellen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann wenigstens ein Teil der Windungen des in der Ringkammer befindlichen spiralförmigen Körpers mit kugelförmigen Elementen versehen werden, die in rillenförmigen Kammern sitzen und die innere Hülse drehfest mit der äußeren Hülse verbinden. Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der Zeichnung sind:

Fig. 1 ein Diagramm, in dem die Beschleunigung bezogen auf die Zeit dargestellt ist,

Fig. 2 ein Diagramm, in dem der Stoß ohne Maßangaben bezogen auf den Eingangsbeschleunigungsparameter ohne Maßangaben dargestellt ist,

Fig. 3 ein Diagramm, in dem ein Eingangsbeschleunigungsparameter ohne Maßangaben bezogen auf die anfängliehe Stoßgeschwindigkeit dargestellt ist,

Fig. 4 ein Diagramm, in dem der Stoß auf die Geschwindigkeit bezogen, dargestellt ist,

Fig. 5 ein Kräftediagramm, in dem eine Stoßdämpfungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung etwas schematisch unter dem Einfluß nichtaxialer Stösse dargestellt ist,

Fig. 6 eine Längssehnittansieht eines Teils einer Stoßdämpfungsvorriehtung, die eine erste AusfUhrungsform der vorliegenden Erfiiding darstellt,

Fig. 7 eine vergrößerte Teilschnittansicht entlang der Linie 7-7 in Figur 6,

Fig. fa eine der Figur 7 ähnliche Ansicht, in der ein Teil der Figur 7 in erheblich vergrößertem Maßstahaargestellt ist, um gewisse Einzelheiten der Ausbildung besser zu veranschaulichen,

Fig. 9 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 9-9 in Figur 6,

Fig. 10 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 10-10 in Figur 6,

Fig. 11 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht einer Leitplanke, die in den Figuren 14 - 16 gezeigt ist und eine erste Ausfiihrungsform einer Stoßdämpfungsvorrichtimg gemäß der vorliegenden Erfindung in Kombination mit dem in Figur 6 gezeigten Teil der Vorrichtung darstellt,

Fig. 12 eine vergrößerte Teilaufrißansicht der in den Figuren I5 - l6 gezeigten Leitplanke,

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-¹J-

j'ig. 13 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 13—13 in F"igur 12,

Fig. 14 — 16 Draufsichten, in denen die Leitplanke gemäß Figur 12 vor einem Stoß, nach einem senkrechten Stoß bzw. nach einem schrägen Stoß gezeigt ist,

Fig. 17 und 18 Draufsichten auf eine Leitplanke der in den Figuren 14 - 16 gezeigten Art für die Verwendung in Kurven, in denen die Leitplanke vor dem Stoß bzw. nach einem schrägen Stoß gezeigt ist,

Fig. 19 eine teilweise aufgeschnittene perspektivische Ansicht zur Darstellung der inneren Ausbildung eines Kraftwagens, bei dem die Stoßdämpfungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung in Kombination mit Stoßstangen, einer Lenksäule und einem Überrollbügel verwendet ist,

Fig. 20 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 20-20 in Figur 19,

Fig. 21 eine vergrößerte Teilquerschnifctsansicht entlang der Linie 21-21 in Figur 20,

Fig. 22 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 22-22 in Figur 19,

Fig. 23 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 23-23 in Figur 22,

Fig. 24 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 24-24 in Figur 22

Fig. 25 eine Ansicht einer abgewandelten Lenkung der in Figur 22 gezeigten Art,

Fig. 26 eine vergrößerte Querschnittsansicht entlang der Linie 26-26 in Figur 25,

Fig. 27 eine vergrößerte Teilquerschnittsansicht entlang der Linie 27-27 in Figur 26,

Fig. 2b ein Diagramm, in dem das Verhältnis zwischen Last und Stoß einer Stoßdämpfungsvorrichtung gezeigt ist, die ein weiteres AusfUhrungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt,

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Figo 29 eine Querschnittsansicht eines Aufzuges, der eine erfindungsgemäße Sfcoßdämpfungsvorriehtung mit dem graphisch in Figur 28 gezeigten Last-Stoßverhälfcnis verwendet,

Fig. 30 eine vergrößerte Teilquerschnittsansieht entlang der Linie 3O-3O in Figur 29 und

Fig. 31 eine vergrößerte Teilquerschnittsansieht entlang der Linie 31-31 in Figur 29.

Der in der folgenden Beschreibung verwendete Ausdruck "mechanische Energie" ist gemäß der üblichen Definition zu verstehen, d.h. als eine über eine Strecke wirkende Kraft. Der verwendete Ausdruck "periodische, plastische Verformung" bezieht sich auf die Verformung eines festen Körpers nach einer Hysteresiskurve. Ferner sind unter den Bezeichnungen "gekrümmter Körper", "ringförmiger Körper" und "spiralförmiger Körper" alle die Körper zu verstehen, die sich in Verbindung mit dem Erfindungsgegenstand verwenden lassen, um unter der Einwirkung von Stoßenergie sich plastisch zu verformen.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 4 wird darauf " hingewiesen, daß während des Aufpralls eines Kraftwagens auf ein unbewegliches Objekt der Kraftwagen selbst infolge der dauernden Verformung der Stoßstange, des Kühlers, des Chassis und dgl. ein.gewisses Maß an Stoßdämpfung liefert, selbst wenn der Kraftwagen nicht mit einer besonderen Energieabsorbierungsvorrichtung ausgerüstet ist. Wenn an der Verbindung zwischen der Steuersäule und den Fahrzeugrädern ein Beschleunigungsmesser angebracht wird, wird die während des Aufpralls gemessene Beschleunigung höchstwahrscheinlich die Form einer Halbsinuswelle haben, die der in Figur 1

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gezeigten Kurve entspricht. Wenngleich es schwierig ist, die genaue Form der gezeigten Eingangsbeschleunigung genau zu beschreiben, scheinen doch zwei Parameter dieser Art der Eingangsbeschleunigüng gemeinsam zu sein. Biese Parameter sind die Spitzenbeschleunigung tk _o und die Zeitdauer der Beschleunigung At. Aus einer Analyse zahlreicher ifasserimd Landstoßversuehe scheint die Halbsinuswellenform die Eingangsbeschleunigungskurve als Folge der während des Aufpralls stattfindenden Verformung des Versuchskörpers darzustellen. Venn man annimmt, daß die Verformungsmechanik für das Kraftfahrzeug ähnlich ist, kann eine mathematische Analyse der Erfordernisse für die Energieabsorbierungsvorrichtung oder die Dämpfungsvorrichtung in Anwendung auf die Steuersäule des Kraftwagens aufgestellt werden.

In Figur 1 ist die Beschleunigungskurve einer Energieabsorbierungsvorriehtung der Ilalbsinuswelle überlagert, um die drei zusätzlichen Parameter zu veranschaulichen, die zur Beschreibung ihrer mathematischen Charakteristiken erforderlich sind. Diese drei Parameter sind die folgenden: bei der Zeit "t, wird die Vorrichtung mit einem Beschleuni-

das

gungsniveau tXg hetätigt ,/während der Eingangsbeschleunigung der Verformung erreicht wird, und arbeitet auf diesem Niveau, bis die Geschwindigkeit der Vorrichtung Null beträgt, was zu der Zeit t._o der Fall ist.

Auf der Grundlage der in Figur i gezeigten Beschleunigungscharakteristiken kann eine Lösung für die Stoßerfordernisse der Energieabsorbierungsvorrichtung als eine Funktion von drei veränderlichen Größen entwickelt werden: das Verhältnis der Beschleunigung der Vorrichtung zu der Spitzeneingangsbeschleunigung Ο¹-/ 0*- : ein Beschleunigungsver-

*-* SO

hältnis ohne Dimension «^ ^ ^ , wobei Y₀ der Ursprung-

V₀

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lichen Stoßgeschwindigkeit entspricht; und ein Stoßparameter ohne Dimension s = S , wobei s der

Stoß der energieabsorbierenden Vorrichtung ist. Das Stoßerfordernis s ohne Dimension für die Vorrichtung ist in Figur 2 als Punktion der beiden anderen Parameter dargestellt. Die Prüfung der Ergebnisse dieser Figur zeigt, daß, wenn von der durch die Verformung des Kraftwagens hervorgerufenen Dämpfung Vorteile abgeleitet werden sollen, ein Wert Ot/ ex, erzielt werden muß, der gleich oder größer

SO

als 0,5 ist. Wenn außerdem die Werte für fo.p &"*· kleiner

als 1 sind, kann es schwierig sein, Nutzen aus der infolge der Verformung des Kraftwagens eintretenden Dämpfung zu ziehen, es sei denn, das Verhältnis ^₈/ ^Λ _ο ^ist nahe an 1, was außerordentlich unpraktisch ist. Da die technische Bedeutung des Parameters &■ /(X sich von selbst versteht, sind die einzigen beiden Parameter, die einiger Klarstellung bedürfen, der Eingangsbeschleunigungsparameter ⁰^_n Δ "t

und der Stoöparameter Vp . Der erste Parameter, der aus veränderlichen Größen Z^c, besteht, die zur Bildung der Eingangsbeschleunigungskurve gemäß Figur 1 verwendet werden, kann durch die Anfangsstoßgeschwindigkeit V und den Parameter bestimmt werden, der von dem Produkt der Spitzen-"g"—

Kräfte, g und der Strecke Λ abhängt, die ein Maß tier ο s

Anfangsgeschwindigkeit V mal ^t ist, welches die Dauer der Eingangsbeschleunigung beschreibt. Die Charakteristiken des Besehleunigungsnarameters ^o -"^ sind in Figur 5 als

Funktion der Anfangsstoßgeschwindigkeit V und des Produktparameters g_Q.Δς dargestellt. Die Prüfung der Ergebnisse der Figur 3 zeigt, daß bei einer Stoßgeschwindigkeit von weniger als etwa 6 m/sec und bei angemessenen Werten von g · £ die ./erte für den Stoßbeschleunigungsparameter ⁰⁰

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BAD ORIGINAL

größer als 1 sind. Bei Stoßgeschwindigkeiten von 12 bis 30 m/sec müssen jedoch Werte für g · Δ.^ erreicht werden, die größer als 100 sind, sonst werden die von der Verminderung des Stoßes gemäß Figur 2 aufgrund des Eingangsbeschleunigungsparameters ^o * Δ v/ hergeleiteten Vorteile

Tr V₀

nicht verwirklieht. Physikalischer ausgedrückt muß bei einem Auftreten von einer Eingangsspitzenbeschleunigung von 100 g während eines Aufpralls die gesamte bleibende Verformung durch die Stoßstange des Kraftwagens, der Kühler, das Chassis, die Leitplanke und dgl. mindestens 30 cm überschreiten und möglicherweise bei hohen Stoßgeschwindigkeiten größer als 1,5 m sein. Die Ergebnisse in Figur 3 zeigen deutlich, daß bei Stössen mit hohen Geschwindigkeiten (im Bereich zwischen 12 und 30 m/sec) die Dämpfung des Stosses für den Fahrer durch die Lenksäule durch zusätzliche Dämpfungsquellen, wie z.B. eine energie— absorbierende Stoßstange oder Leitplanke unterstützt werden kann, um die Höhe der Belastung und die Stoßstrecken des Fahrers so gering wie möglich zu halten.

Um die für die Lenksäule tatsächliche erforderliche Stoßstrecke von dem in Figur 2 gezeigten Parameter ή zu bestimmen, ist in Figur k der Stoßparameter ^vo als

eine Funktion der Stoßgeschwindigkeit V und einigen vorgeschriebenen g-Belastungen des ringförmigen Dämpfungsgliedes dargestellt, das in der Lenksäule angebracht ist. Nachdem ein Fert für die dimensionslose Stoßstrecke s aus Figur 2 bestimmt worden ist, wird die für das Dämpfungsglied tatsächlich erforderliche Stoßstrecke erhalten, indem man den aus Figur 4t erhaltenen Wert für Vp ,

I, der eine Funktion der Stoßgeschwindigkeit V_q und der Betriebs-g-Kraft der Vorrichtung g_D ist, mit s multipliziert.

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BAD ORIGINAL

Es sei angenommen, daß durch entsprechende Ausbildung des Kraftwagens und/oder der Leitplanke der s/erfc I = 0,5 aus Figur 2 erhalten werden kann. Für eine Stoßgesehwindigkeib von 24 m/see, die einer Geschwindigkeit von 86,4 km/h entspricht und bei einer g-IIöhe der Energieabsorbierungsvorrichtung oder Dämpfungsvorrichtung von 30» die ohne Schaden für den Fahrer gemäß der festgestellten Kriterien für das menschliche Aushaltevermögen annehmbar ist (in Vorwärts— und Rückwärtsrichtung), ist ein Stoßerfordernis von 3 x 0,5 = 1,5 Fuß (θ»'*:? m) für die Dämpfungsvorrichtung der Lenksäule erforderlich. Wenn der tfert von s =0,5 durch entsprechende Ausbildung des Kraftwagens und/oder der Leitplanke nicht erreicht werden kann, würde ein viert von s =0,9 erhalten und infolgedessen würde die Dämpfungsvorrichtung der Lenksäule eine Stoßstrecke von nahezu 0,91 πι für dieselben Aufprallbedingungen erfordern» Es ist offensichtlich, daß, wenn eine Stoßstrecke von 0,45 m in der Lenksäule praktisch durchführbar und Werte von 0,9 ni oder mehr praktisch undurchführbar sind, die Verhinderung der Verletzung eines Fahrers bei verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit, nämlich bei 24m/see. oder 86,4 km/h, für keine Lenksäulen-Dämpfungsanlage durchführbar ist, außer die Dämpfung des Aufpralls wird von anderen Dämpfungsquellen unterstützt.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Figuren 5 - I^ besteht eine derartige zusätzliche Dämpfungsquelle aus einer Leitplanke 10 für Fernverkehrsstrassen, die ein erstes Ausführungsbeispiel einer energieabsorbierenden Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt und eine periodisch arbeitende Energxeabsorbierungseinriehtung 12 und eine Energieübertragungseinrichtung 14 aufweist»

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Die Eiiergieübertragungseinriehtuiig 14 umfaßt eine Stoßaufnahmeeinrichtung 16, ein inneres rohrförmiges Glied IS, ein erstes Verbindungsmittel 20 und eine Hai- . ·· terung 22. Die Halterung 22 umfaßt einen Pfosten 24, der hier zum Zwecke der Veranscliaulichung jedoch nicht zur Begrenzung als Doppel-T-Träger mit einem oberen freien Ende 26 und einem unteren befestigten Ende 28 gezeigt ist. Das untere befestigte Ende 28 ist vorzugsweise in einem Betonblock 30 eingeschlossen, der unter einer Grundfläche 52 eingegraben ist. Eine Vielzahl von Pfosten 24 kann in .abständen von etwa 5 m entlang einer Fernverkehrsstrasse, die durch die Fläche 32 dargestellt wird, g überall dort angeordnet werden, wo die Sicherheit des Verkehrs es erfordert, daß eine Leitplanke 10 angebracht wird. Die Halterungen 22 umfassen ferner ein&ußeres rohrförmiges Glied 34, das die periodisch arbeitende Euergieabsorbierungseinrichtung 12 in betrieblicher Verbindung mit dem inneren rohrförmigen Glied Io hält und die Ausrichtung des Gliedes Ib auf die periodisch arbeitende energieabsorbieren.de Einrichtung aufrechterhält. Die lialüerunc 22 weist schließlich ein zweites Verbindungsmittel 3ό auf, das dazu dient, ein erstes rohrförmiges Glied Ib mit dem oberen Ende jedes Pfostens 24 und ein zweites rohrförmiires Glied 54 mit einem mittleren feil des Pfostens 24 zu verbinden. (

Die btoßaufnahmeeinriehtung 16 kann aus mehreren Abschnitten von für diese Zwecke bekannten gewellten Leitplankenteilen 3^ bestehen, die durch geeignete Gelenke 40 gelenkig miteinander verbunden sind. Jedes Leitplankenteil 3b kann drei Pfosten 24 überspannen und mit den Pfosten 2h durch den teleskopartigen Eingriff eines zugeordneten inneren rohrförmigen Gliedes 16 in ein zugeordnetes äußeres roiirförraiges Glied 34 verbunden sein, die zusammen eine Dämpfungsanordnung 42 bilden. Jede Dämpfungsanordnung

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hat zwischen ihrer vollständig gestreckten Stellung und zwischen ihrer vollständig zusammengedrückten Stellung, in der sich das innere rohrförmige Glied 18 vollständig innerhalb des äußeren rohrförmigen Glieds 34 befindet, eine Stoßlänge von etwa 6l cm. Die Dämpfungsanordnungen 42 absorbieren Energie in einer weiter unten beschriebenen Weise, indem sie bei Aufnahme eines Stoßes von einem Kraftwagen oder dgl. zusammengestossen werden. Die Energieabsorbierungsfähigkeit der Dämpfungsanordnung 42 ist so bemessen, daß das Zusammenstossen der jeweiligen Dämpfungsanordnung beginnt, ohne daß der Fahrer oder ein Beifahrer k in dem Kraftwagen erheblich verletzt werden und ohne die Leitplankenteile 38 zu verformen, so daß die Leitplanken— teile 38 unbeschädigt bleiben, während die üämpfungsan— Ordnungen 42 durch Stoß betätigt werden. Dies gestattet nicht nur, daß die Leitplankenteile 38 nach jedem Stoß wieder in ihre normale Lage zurückkehren können, indem sich die Dämpfungsanordnungen 42 in der unten beschriebenen Weise wieder streckt, sondern es gestattet auch eine größtmögliche Stoßstrecke für die Leitplankenteile 38.

Jedes Verbindungsmittel 36, 20 weist einen Augenbolzen 44 mit einem mit Außengewinde versehenen Ende 46 und einem Buehsenende 48 auf. Das Buchsenende 4o weist eine Buchse f 50 auf, in der ein Kugelglied 52 durch eine Schrauben- und Mutteranordnung 54 (Figur ΙΟ) gelenkig angebracht ist, das der Verbindung mit einem zugeordneten Pfosten 24 oder einem zugeordneten Leitplankenteil 38 dient. ¥ie am deutlichsten in Figur 12 gezeigt, sind die Pfosten 24 abwechselnd mit den unteren Kanten 38a und den oberen Kanten 38b der Leitplankenteile 38 verbunden, so daß die Dämpfungsanordnungen 42, die einem besonderen Pfosten 24 zugeordnet sind, nicht parallel zueinander verlaufen. Diese nichtparallele Anordnung verhindert es, daß die Stoßaufnahmevorrichtung um ihre Hauptachse verdreht wird. Ferner bilden die

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Dämpfungsanordnungen 42 einen Winkel von etwa 45° mit der btoßaufnakmeeinrielvbung 16, wenn sich diese in der in Figur 14 gezeigten Stellung, also vor dem Aufprall, befindeb. Die Gelenkigkeit der Verbindungsmittel 20, 36 und die Anbringung der Dämpfungsanordnungen 42 an dem Pfosten 24 und den Leitplankenteilen 38 in der soeben beschriebenen ¥eise gewährleisten, daß die Stoßstrecke der Stoßaufnahmevorrichtung 16 nahezu ausschließlich durch die dem Durehmesser der Dämpfungsanordnungen 42 zugeordnete Strecke begrenzt wird und nicht durch ihre zusammengedrückte Länge. Außerdem gewährleistet diese Anordnung, daß die Dämpfuugsanordnuiigen 42 und die Verbindungsmittel 20, 36 ungeachtet des Aufprallwinkels unbeschädigt bleiben.

Unter nunmehriger besonderer Bezugnahme auf Figur 5 wird darauf hingewiesen, daß zur Erzielung einer optimalen Energieabsorbierung die Aufprallkraft F während der Stoß-' strecke der Dämpfungsanordnung 42 eine Konstante sein sollte. Unter dieser Voraussetzung muß die Kraft F der Dämpfungsanordnung siel» mit dem Stoß der Dämpfungsanordnung mit dem Veränderungsfaktor 1 erhöhen, wobei θ sich während

cos θ

des Stosses der Dämpfungsanordnung möglicherweise von 45 bis T) ändert. Diese Möglichkeit der sieh mit dem Stoß der Dämpfungsanordnung erhöhenden Kraft wird bei der Herstellung der Dämpfungsanordnungen 42 in weiter unten beschriebener Weise geschaffen. Da die Stoßaufnahmeeinrichtung 16 so ausgebildet ist, daß sie sich während der Betätigung der Dämpfungsanordnung^ nicht dauernd verformt, und da die Dämpfungsanordnungen sowohl mit Zugstössen als auch mit Druckstössen arbeiten, ist jede Dämpfungsanordnung ungeachtet des Winkels der Aufprallkraft wirksam. Somit wird die Aufprallkraft über die größtmögliche Fläche der Stoßaufnahmeeinrichfcung l6 verteilt, was dazu führt, daß die Wahrscheinlichkeit der Zerstörung einer Dämpfungsanordnung so gering wie möglich ist.

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Wenn beispielsweise die Sboßaufnahmeeinriclitung 16 e.inem senkrecht auf sie einwirkenden Aufprall ausgesetzt wird, wie es durch den Pfeil 56 in Figur 15 angedeutet ist, werden die in der Mitte angeordneten Dämpfungsanordnungen 42 zusammengedrückt. Es wird deutlich, daß auch die übrigen Dämpfungsanordnungen 42 zusammengedrückt wurden, wenn die Gelenke 40 nicht vorhanden wären. Die Leitplankenteile yj> ' an jeder Seite des mittleren Leitplankenteils 3t>, das den Aufprall aufnimmt, haben jedoch die Neigung, eine Schwenkbewegung um ihren Mittelpfosten 24 auszuführen, wobei die Dämpfungsanordnungen 42 an einer Seite des Mittelpfostens k 24 zusammengedrückt werden, während die Dämpfungsanordnungen 42 an der anderen Seite ausgedehnt werden. Für diese Situation wird es dann deutlich, daß die Dämpfungsanordnungen 42 vor dem Aufprall so eingestellt sein sollten, daß sie Energie absorbieren, gleichgültig ob sie zusammengedrückt oder ausgedehnt werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die inneren rohrförmigen Glieder IS etwa zur Hälfte in die zugeordneten äußeren rohrförmigen Glieder 34 eingeführt werden.

Wenn die Stoßaufnahmeeinrichtung 16 einem schrägen Aufprallstoß unterworfen wird, wie es durch den Pfeil 'jo in Figur 16 angedeutet ist, werden die Dämpfungsanord/iungen ) 42 in Nähe der Aufprallstelle zusammengedrückt. Wenn man annimmt, daß der Aufprall am linken Ende des mittleren Leitplankenteils 38 stattfindet, wie in Figur logezeigt, ist dieses mittlere Leitplankenteil bestrebt, sich um seinen Mittelpfosten 24 zn drehen, was dazu führt, dalj die linken Dämpfungsanordnungen 42 zusammengedrückt werden und die rechten Dämpfungsanordnungen 42 ausgedehnt werden, Wenn die rechten Dämpfungsanordnungen 42 an dem mittleren Leitplankenteil 38 ausgedehnt werden, werden die linken Dämpfungsanordnungen 42 an dem rechten Leitplankeuteil 38 ebenfalls ausgedehnt, wodurch das rechte Leitplankenteil 38 um seinen

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Mittelpfosten 24 geschwenkt wird, um seine rechten Dämpfuiigsanordnungen 42 zusammenzudrücken.

Eine abgewandelte Stoßaufnahmeeinrichtung 16a ist in den Figuren 17 und iö gezeigt, in denen ein U—förmiges Leitplankeiiteil 38a veranschaulicht ist, das zur Verwendung in einer Kurve bestimmt ist. Bas Leitplankenteil 3da weist einen linken Schenkel 60, einen rechten Schenkel 62 und einen gebogenen Teil 64 auf. Das Leitplankenteil 3ba ist mit mehreren Pfosten 24 durch Dämpfungsanordnungen 42 verbunden, die mit den in den Figuren 14 bis 16 gezeigten identisch sind. Wenn die Stoßaufnahmeeinrichtung " 16a einem schrägen Aüfprallstoß auf den Schenkel bO unterworfen wird, wie es durch den Pfeil 6b in Figur 18 angedeutet ist, werden die mit dem Schenkel 60 verbundenen Dämpf messanordnungen 42 zusammengedrückt, während die mit dem Schenkel 62 verbundenen Dämpfungsanordnungen 42 auseinandergezogen werden.

Unter nunmehriger besonderer Bezugnahme auf die Figuren 6—9 wird darauf hingewiesen, daß der Innendurchmesser des äußeren rohrförmigen Gliedes 34 genügend größer als der Außendurehmesser des inneren rohrförmigen Gliedes Ib ist, so daß ein üingraum oder eine Kammer 70 zwischen diesen bei- i den Teilen gebildet wird. Die periodisch arbeitende und Energie absorbierende Einrichtung 12 ist in der Kammer 70 in betrieblicher Zuordnung zu dem äußeren rohrförmigen Glied "jh und dem inneren rohrförmigen Glied IS angeordnet, um durch periodische plastische Verformung und die Umkehr der Verformung auf die durch die Energieübertragungseinrichtung 14 auf sie übertragene Mechanische Energie hin Energie zu absorbieren. Die periodisch arbeitende Energieabsorbierungseinrichtung 12 umfaßt einen Arbeitskäfig 72, einen Stapel- oder Staukäfig 73 und einen festen, nichtelastomeren, in radialer Richtung nichtzusammengedrückten

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gekrümmten Körper in Form einer spix-a If örmigen Spule 74 mit einer Vielzahl von Windungen 76. Jede Windung 76 stellt einen gekrümmten Körper dar, der in der Lage ist, einer periodischen plastischen Zugverformung und Drnckverformung durch Drehung der Windung 76 um ihre innere Achse unterworfen zu werden. Die periodisch arbeitende Energieabsorbierungseinriehtung 12 wird durch eine Ilaltekappe 80 daran gehindert, sieh über das Ende 78 des rohrförmigen Gliedes 18 hinauszubewegen_o Die Ilaltekappe 80 weist eine Seitenwand 81 auf, die das Ende 78 umgibt und an diesem durch geeignete Schweißverbindungen 82 befestigt ist, sowie eine Bodenwand 84, deren Funktion weiter unten beschrieben wird. Die Seitenwand 81 weist einen oberen iland ts6 auf, an den der Arbeitskäfig 72 in Anlage gelangen kann, um zu verhindern, daß er sich über das Ende 78 hinäusbewegt.

Der Arbeitskäfig 72 und der Stapelkäfig 73 weisen je ein das innere rohrförmige Glied IB umgebendes Band 88 und mehrere gekrümmte Körper-90 auf, die in länglichen Öffnungen 92 in dem zugehörigen Band 88 angebracht sind.

Der Betrag der durch jede Dämpfungsanordnung 42 absorbierten Energie hängt teilweise von der Anzahl der Windungen 76 ab, die während eines besonderen Stosses der Dämpfungseinrichtung um ihre Innenachsen gedreht werden. Die Anzahl der Windungen 76, die gedreht werden, hängt davon ab, ob sie während eines besonderen Arbeitsstosses in Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Glied 1ü und dem äußeren rohrförmigen Glied 34 gebracht werden oder nicht. Die Windungen 76 werden während eines Arbeitsstosses in Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Glied Ib und dem äußeren rohrförmigen Glied 34 gebracht, um die sich mit dem Arbeitsstoß erhöhende Kraft zu erzeugen, wie es bei der Herstellung jeder Dämpfungsanordnung 42 vorgesehen ist. Dies wird dadurch erreicht, daß man das innere

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rohrförmige Ende IS von seinem Ende 78 zu seinem anderen Ende 94 hin um einen bestimmten Betrag konisch verjüngt. Eine derartige konische Verjüngung des inneren rohrförmigen Gliedes 18 bildet eine veränderliche Kammer 70, die dazu führt, daß sich die Kraft mit den Arbeitsstoß erhöht. Der Betrag der konischen Verjüngung hängt von der Länge des inneren rohrförmigen Gliedes 18, seinem Durchmesser und dem Durchmesser der Windungen 76 ab, wie weiter unten ausführlicher erläutert wird.

Während eines besonderen Arbeitsstosses absorbiert der ^rbeitskäfig 72 aufgrund der Drehung der gekrümmten Körper 90 um ihre Innenachsen nicht nur Energie sondern bewegt die Windungen 76 auf dem spiralförmigen Teil 74 in Arbei tseingriff mit deia äußeren rohrförmigen Glied 34 durch Verschiebung der »indungen 76 entlang dem inneren rohrförmigen Glied lö in iiiehtung des Pfeiles 96. Eine bestimmte Anzahl von Windungen 76 befinden sich von Anfang an im Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Glied Ib und dem äußeren rohrförmigen Glied 34, so daß die periodisch arbeitende Energieabsorbierungseinrichtung 12 bei Beginn des Aufpralls eine bestimmte Energiemenge absorbiert. Um in Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Glied Ib und dem äußeren rohrförmigen Glied 34 gebrach zu werden, muß die Innenwand 93 des äußeren rohrförmigen Gliedes 3^;t und die Außenwand 100 des inneren rohrförmigen Gliedes Lo genügend lieibungskraf t auf die Windungen /6 ausüben, um sie um ihre Inneiiachse zu drehen. Am Ende des ArbeiLsstosses kann die periodisch arbeitende Energieab— sorbieruni-seinriclitung 12 zu dem Ende 7S des inneren rohrförmigen Giiedes lti zurückgebracht werden, indem die zugeordnete Dämpfungsanordnung 42 ausgezogen wird. Während dieses .Ausziehons gewährleistet der Stapelkäfig 73, daß die Windungen 76 ordnungsgemäß aufgestapelt bzw. aneinandergereiht bleiben.

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wenn eine bestimmte Dämpfungsanordnung -i2 vollständig ausgezogen ist, gelangt sie in Anlage an einen mit Außengewinde versehenen King 106, der an dem offenen Ende des rohrförmigen Gliedes 54 durch geeignete Schweißverbindungen 103 befestigt ist, und wird dadurch daran ^enindert, aus dem offenen Ende 102 des rohrförmigen Gliedes 34 auszutreten.

Obwohl für die verschiedenen Einzelteile jeder Dämpfungsanordnung 42 eine ganze Reihe von verschiedenen Parametern zur Geltung kommen, können folgende werte zur Veranschau— ψ lichung des Beispiels angegeben werden:

Das innere rohrförmige Glied 18 kann ein hohler zylindrischer Körper aus wärmebehandeltem rostfreiem Stahl 17-7 PH sein. Dieser Körper kann eine Wauddicke von 0,635 wie durch die Pfeile 110 in Figur 8 angedeutet, eine effektive Länge von 304,8 mm und einen Außendnrehmesser aufweisen, der an dem Ende 94, 69, 04 mm beträgt und sich mit einer Änderungsrate von 0,5 nun pro Meter in Uichtung auf das Ende 7β zu einem kürzeren Durchmesser verjüngt.

Das äußere rohrförmige Glied 34 kann ein hohler zylindrischer Körper aus wärmebehandeltem rostfreiem Stahl 17-7PH mit einer Wanddicke von 0,635 mm und einem Außen— durchmesser von 72,21 mm sein.

Die Hingkammer 70 hat zwischen dem äußeren rohrförmigen Glied 34 und dem inneren rohrförmigen Glied Ib an dem Ende 94 des inneren rohrförmigen Gliedes 18 eine Dicke von etwa 0,94 mm mit einer entsprechenden Vergrößerung der Dicke mit einer Veränderungsrate von 0,5 nun in Richtung auf das Ende 78 zu einer höchsten Vergrößerung von 0,381 mm.

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Die gekrümmten Körper 90 in den Käfigen 72 und 73 bestehen aus einem rostfreien Stahldraht 302 und haben je einen Durchmesser von etwa 1,18 mm und eine Länge von 22,098 Bim. In jedem der Käfige 72, 73 sind sechs derartige Körper vorgesehen und zur Bewegung jedes Käfigs ist eine Kraf^von etwa 81,646 kp erforderlich.

Die spiralförmige Spule 74 besteht aus einem rostfreien Stahldraht 302 mit einem Durchmesser von etwa 1,143 und weist etwa 80 Windungen 76 auf. As sind etwa 90,718 kp erforderlich, um jede Windung um ihre innere Achse zu drehen« Da die Dicke der Ringkammer 70 eine höchste Änderung von 0,3» mm aufweist und die gekrümmten Körper 90 einen um 0,38 mm größeren Durchmesser als die Windungen 7b haben, befinden sich die Käfige 72, 73 immer in Arbeits eingriff an den rohrförmigen Gliedern Ib und 34. Dies gewährleistet, daß die Käfige 72, 73 während des Arbeits-Ktosses der Dämpfungsanordnung 42 immer die Windungen stossen.

Das Verbindungsmittel 20 ist mit dem Ende 9k einer zugeordneten Dämpfungsanordnung 42 durch einen Stopfen 112 verbunden, der in dem offenen Ende 9'i des inneren rohrförmigen Gliedes 18 dui'ch geeignete Schweißverbindungen 114 befestigtist und eine mit Innnengewinde versehene Bohrung lib aufweist, die das mit Außengewinde versehene Ende 46 des Augbolzens 44 aufnimmt.

Das Verbindungsmittel 36 ist mit dem Ende 118 des äußeren rohrförmigen Gliedes 34 durch eine Abschlußkappe verbunden, die in dem offenen Ende 118 durch geeignete Schweißverbindungen 122 befestigt ist und eine mit Innengewinde versehene Bohrung 124 aufweist,die das mit Außengewinde versehene Ende 46 des Augenbolzens 44 aufnimmt. Ein Lufteinlaßventil 126 ist in der Abschltflkappe 120 angebracht

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und dient der jSinfiihrung von Preßluft in das Innere des äußeren rohrförmigen Gliedes 34 zur Ausübung einer gegen die geschlossene Bodenwand 84 der Abschlußkappe oO gerichteten Kraft, die dazu dient, die Dämpfungsanordnung 42 wieder auszudehnen, wenn sie zusammengedrückt worden ist.

Es werden nunmehr weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den Figuren 19 und 20 beschrieben, in denen ein Kraftwagen 130 dargestellt ist, der ein Chassis 132 und eine Karosserie 134 aufweist. Das Chassis 132 besteht aus einem Rahmen 136 mit parallelen Seitenteilen 138, einem vorderen Endteil 140 und einem hinteren Endteil 142. Das Chassis weist ferner ein Paar Vorderräder 144, eine Lenkeinrichtung 146, ein Paar Hinterräder 148, ein Differential 150 und eine Antriebswelle 152 auf.

Der kraftwagen I30 ist mit einer Enegleabsorbierungsvorrichtung 10a versehen, die eine vordere stoßstange 154, eine hintere Stoßstange I56, eine linke Stoßstange ij'i und eine rechte Stoßstange I60 umfaßt. jJie verschiedenen Stoßstangen sind jeweils mit dem xtahmen I36 dui-cii Dämpfuugsanordnungen 42 verbunden, die mit den zuvor beschriebenen Däinpfuiigsanordnungen 42 identisch sein können. Jie vordere Stoßstange 1^4 umfaßt eine Stoßaufnalimevorriciitung in Form einer Stoßstange 16b mit einem vorderen Teil 162, das mit dem vorderen Endstück 140 des Chassis durch vier Dämpfungs— anordnungen 42 und die zugeordneten Verbindungsmittel 20 und 36 verbunden ist, einen rechten ,-bscimitt 164, der um das Vorderende des Kraftwagens I30 herum zu einer Stelle in Nähe des rechten Vorderrades 144 verläuft, und einen linken Abschnitt I66, der um das linke vordere Ende des Kraftwagens I30 zu einer Stelle in .Ciilie des linken Vorderrades 144 verläuft. Die Abschnitte 104 und 166 der Stoßstannp sind mi ι den Vorderenden l6fc des ihnen zugeordneten Paares

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von üäi:i:>f uügsanordnungeii 42 und mit Verbindungsmitteln 20 uiKi 3ΰ verbunden. Die Stoßstangen 15Ö und I60 weisen je eine S boßaufriahmeeinriehtung in F¹OrIn einer Stoßstange I60 auf, die mit einem zugehörigen Seitenteil I3S des Chassis durch vier Dämpfungsanordnungen 42 und die zugeordneten Verbindungsmittel 20 und 36 verbunden sind. Jie Verbindungsmittel 20, 36, die mit den in Zusammenhang mit den Figuren li-ib beschriebenen Verbindungsmittel!! identisch sind, sind mit den ihnen zugeordneten Stoßstangen und den Teilen des lahmens I36 an denselben Stellen in bezug aufeinander verbunden, wie bei der oben beschriebenen ünergieabsorbierun^svorrieiitnng 10. Jie ./uifpral !dämpfung tür den Fahrer üe& Kraftwagens ijO durch die Energieabsorbierungsvorriohtungen 10a ist für den Fachmann deutlich ersichtlich.

)er Kraftwagen I30 weist ferner eine ünergieabsorbierungs-VOiTi-.bung 10b auf, die einen U-förmigen Überrollbügel umfaßi}, der aus einer StoSaufnahinevorrichtung 16c besteh»,. i)io ..- üOßap.riiahaievorriciitimg loc umfaQt einen ßügei&eil 1/2 und paraLlGle Schenkel i?^. Jeder Seuenkel l'/h kann mit einen konlijoii verjüngten Ende i/6 ausgebilaet sein, das eine lconische Yerjlinguiig aufweist, die der zuvor in Verbindung mit der Dämpfungsaiiordnung 42 beschriebenen ähnlich ist. liine oerio— üito.ie 'vnerijieabsorbierungsvorrichtung 12 der oben be— üchriebenen Art ist betrieblich dem Ende I76 des Schenkels 174 und einem änderen rohrfönuigen Glied 3^^ zugeordnet, das an eiieii zugehörigen Seitenteil 13« starr befestigt sein kann. Für den Fall, dai3 sich der kraftwagen I30 überschlägt, wird der Aufprall für den Fahrer durch die Energieabsorbierungsvor ri.oiituiig 10b dadurch gedämpft, daß die Schenkel 174 in das äußere rohrförmige Glied 34b gedruckt werden, wodurch die periodisch arbeitende Energieabsorbierungsvorriciitung 12 veranlaßt wird, die Energie des Aufpi-alls zu absorbieren.

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Unter nunmehriger besonderer Bezugnahme auf die i'iguren 19-24 weist der Fahrzeugkörper 134 ferner eiu armaturenbrett 17o auf, an dem die Lenkung 146 mittels einer Jefestigungsklammer IbO befestigt ist. Die Lenkungseinrieiitung 146 weist eine Energieabsorbierungsvorrieiitim^ 10c auf, die aus einer periodisch arbeitenden Enerrieab— sorbierungseinrichtung 12c und einer Energieübertragungs— eini-ichtun^r£ 14e besteht. Die Snergieüberbragniigseinrichfcuiig 14c weist eine Stoßaufnahmeeinrichtung 16c auf, die durch das Lenkrad des Kraftwagens 130» ein äußeres rohrförmiges Glied 34c und ein inneres rohrförmiges Glied 1-c gebiLdet

^ wird, die das Gehäuse der Lenksäule bilden. Die Lenkunss— einrichtung 146 weist ferner eine obere Lenkwelle 12, die betrieblich mit der otoüaufnahmeeinrichtung iac verbunden ist, und eine untere Lenkwelle 1B4 auf, die betrieblich mit den Vorderrädern 144 zur Lenkung des Kraftwagens I30 verbunden ist. Die Lenkwellen Iö2 und 184 sind mit einem Ende 1j6 mit quadratischem Querschnitt an der oberen i.^relle 1_>2, das hin- und herbewegbar in einer entsprechenden liucase 1 ji) mit quadratischem Querschnitt an der unteren ifelle 164 angebracht ist, teleskopartig miteinander verbunden. Die obere Welle 182 ist in einem Lager I90 drehbar angebracht, das einen äußeren Kugellagerring 192 aufweist, der in dem offenen Ende 194 des äußeren rohrförmigen Gliedes 34c eingesetzt ist, und einen inneren Kugellagerring I96 der das obere Ende 19S der Welle 182 umgibt. Die untere Welle 164 ist drehbar in einem Lager 200 angeordnet, das einen äußeren Kugellagerlaufring 202, der mit Reibungssitz in dem inneren rohrförmigen Glied 18c sitzt, und einen inneren Kugellagerlaufring 204 aufweist, der in Reibungssitz um die untere Lenkwelle 184 sitzt.

Die periodisch arbeitende Energieabsorbierungsein— richtung 12e kann einen Arbeitskäfig 72 und einen Stapelkäfig 73 aufweisen, die in betrieblicher Zuordnung zu dem

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inneren ro!ir"örmigen Glied 18c durch die Abschlußkappe 80 bzw. die liutter 104 und den Hing 10ό gehalten werden, die alle den weiter oben in Verbindung mit Figur 6 beschriebenen Teilen entsprechen können. Das äußere rohrfü riaige Glied 34c und das innere rohrförmige Glied lye können aus demselben Stoff hergestellt sein und im ■wesentlichen dieselben Abmessungen haben, wie die oben in Verbindung mit Figur 6 beschriebenen. Jedoch wird hier auf die sieh mit dem Arbeitsstoß erhöhende Kraft verzichtet. Gemäß der vorliegenden Darstellung und Beschreibung wird eine gesteuerte Angriffsrate in der Energieabsorbierungsvorrichtung iOc dadurch eingebaut, daß man eine chemische Ilaterialeiitforming von etwa 0,0762 mm von einem 38,1 mm langen Abschnitt am Ende 7»c und von etwa 0,0508 mm von einem 5"5,I «im langen Abschnitt 7^d in Nähe des Endes 7öc vornimmt. i*in erster spiralförmiger Körper 74e kann dann auf dem iiiicie /^e angebracht werden. Sodann kann ein Abstandsnalter 206 gegen das Ende 208 des spiralförmigen Körpers 74o eingesetzt werden, woraufhin ein zweiter spiralförmiger körper 74b eeacn das Ende 210 des Abstandhalters 206 angebracht wird. Die Körper 74cimd 74b weisen je eine Vielzahl von Windungen 76 auf, die den oben beschriebenen gleich sind. Die Angriffsrate der eiiergieabsorbierenden Vorrichtung 10c kann dann durch Auswahl eines AbstandhaiLers 200 von geeigneter iireit-e gesteuert werden. Beispielsweise hält der Abstandhalter 20b eine bestimmte Anzahl von Vindungen 76c in dem breiteren Hingraum 70c, in dem mehr Material λ^τοη dem Lnde 7^c entfernt worden ist, und eine zweite best iimute .11 :-ahl von Windungen 76c in demjenifjen feil des Hingrauins ,""Oc, tier durch die Materialentfernuna von 0,0^Ob mm von den inneren rohrförmigen Glied lic gebildet worden ist. Ferner wird auch eine bestimmte Anzahl von "Windungen 76b in voll«^>::i .-.rlieitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Glied ic und den äußeren rohrförmigen Glied 34c gehalten. Der jibstandshalter 20b steuert die Art der Angriffskraft durch Steuerung des Eintritts der einzelnen Windungen 7ό in den

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Arbeitseingriff mit dem inneren rohrförmigen Glied l«c und ■dem äußeren rohrförmigen Glied 34c, wobei eine ausreichende Reibungskraft erzeugt wird, um die Drehung der einzelnen Windungen 76 um ihre Innenachsenzu bewirken. Es ist offensichtlich, daß die Angriffsrate durch die Wahl einer anderen Breite für den Abstandshalter 206 geändert werden kann. Wenngleich diese veränderliche Angriffsrate den Fahrer des Kraftwagens I30 einem geringeren Anfangsstoß unterwirft, erfordert sie eine erhöhte Stoßstrecke für die Energieabsorbierungsvorrichtung 10c. Diese Stoßstrecke kann durch Weglassen des chemischen Materialentfernungsvorganges und des Abstandhalters 206 so gering gehalten werden, daß alle Windungen 76 immer in Arbeitseingriff stehen. In diesem Fall kam>4s wünschenswert sein, den auf den Fahrer des Kraftwagens I30 ausgeübten Stoß bei Beginn des Aufpralls dadurch zu verringern, daß man in dem Nabenteil 204 der Stoßaufnahmevorrichtung l6c eine elastomere Dämpfungsvorrichtung 212 vorsieht, um einen Teil des anfänglichen Stosses zu dämpfen, wenn der Fahrer auf die Stoßaufnahmeeinrichtung l6c aufprallt, wodurch er sie gegen das Ende 194 des äußeren rohrförmigen Gliedes 34c stößt und dadurch ihre Bewegung in itichtung der Pfeile 216 hervorruft, durch die der periodische Betrieb der periodisch arbeitenden Energieabsorbierungsvorrichtung 12c bewirkt wird. Ferner kann der auf den Fahrer einwirkende Stoß dadurch zusätzlich gedämpft werden, daß die Befestiguiigsklammer 1:0 in iieibungseingriff mit dem äußeren rohrförmigen Glied 34c derart steht, daß eine bestimmte Kraft erforderlich ist, um das äußere rohrförmige Glied 34c in Richtung des Pfeiles 216 zu bewegen.

Die Lenkeinrichtung 146 ist zur Verwendung in denjenigen Lenkanlagen bestimmt, bei denen eine äußere, nicht drehbare Lenksäule den sich drehenden Teil der Lenkanlage enthält. In diesen Lenkanlagen, in denen es gestattet ist, daß der drehbare Teil der Lenkanlage offen liegt, kantine

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abgewandelte Lenkeinrichtung 146a (Fig. 25-2?) verwendet werden. .Jie Lenke i ar ich bung 146a weist eine Stoßaufnahmevorrichtung Iod in Porin eines Lenkrades auf, das drehfest mifc einem inneren rohrförmigen Glied lbd verbunden sein kann, das teleskopartig in einem äußeren rohrförmigen Glied 34d sitzt, das eine an seinem Ende 218 befestigte Keilwelle 216 aufweist. Die Keilwelle 216 ist mit der üblichen Lenkeinrichtung betrieblich verbunden, die in einem durch die gestrichelte Linie 220 dargestellten Gehäuse untergebracht sein kann.

Die Lenkeinrichtung 146a weist ferner eine periodisch arbeitende Energieabsorbierungseinrichtung 12d auf, die mit der zuvor beschriebenen periodisch arbeitenden Energieabsorbierungseinriciitung 12c identisch sein kann, mit der Abweichung, daß eine bestimmte Anzahl von !/indungen 76d mit kugelförmigen Elementen 22 versehen sein kann, die in rillenförmigen Kammern 224 angeordnet sind, um das innere rohrförinige Glied IBd drehfest mit dem äußeren rohrförmigen Glied 34d zu verbinden und dabei die relative Hin- und Herbewegung zwischen diesen beiden Gliedern zu gestatten. Die rillenförmigen Kammern 224 können durch in axialer Richtung verlaufende gekrümmte Kanäle 226, die in dem äußeren rohrförmigen Glied 34d ausgebildet sind, und entsprechende Kanäle 228 gebildet werden, die in dem inneren rohrförmigen Glied 18d ausgebildet sind.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf die Figuren 28 bis 31 weist eine abgewandelte Energieabsorbierungsvorrichtung 1Oe eine periodisch arbeitende Energieabsorbierungsvorrichtung 12f für ein erstes Stadium, eine periodisch arbeitende Energieabsorbiorungsvorrichtung 12e für ein zweites Stadium, eine ; EnergieübertragungseinriciUung 14f für ein erstes Stadium und eine Energieübertragungseinriclitung 14e für ein zweites Stadium auf. Die Energieübertragungseinrichtung 14e für das

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zweite Stadium weist eine Stoßaufnahmeeinrichtung l6e auf, die durch den Boden eines Aufzuges 23O gebildet wird, der dazu bestimmt ist, in einem Aufzugsschacht 232 in bekannter Weise betrieben zu werden. Die Energieabsorbierungsvorrlchtung 1Oe ist zur Verwendung als Dämpfungseinrichtung für den Aufzug 230 für den Fall bestimmt, daß der Aufzug 230 in freiem Fall in dem Schacht 232 nach unten fällt. Die Energieabsorbierungsvorrichtung 1Oe ist dazu bestimmt, dem Aufzug 23O eine durchschnittliche Verzögerung zu verleihen, die nicht höher als 9,81 m/sec. ist, d.h. also eine Verzögerung von 2 g, und ist in der Lage, bei ,jeder Belastung des Aufzugs 230 zwischen der zulässigen Höchstbelastung bis zu einer Mindestbelastung von 65 kg keine Spitzenverzögerung mit einer Dauer von mehr als l/25 see. zu entwickeln, die höher ist als 24,53 m/sec. (3>5 g).

Wenn man annimmt, daß der Aufzug 23O ein Leergewicht von 22Ö8 kg und ein Gewicht bei voller Belastung von 3629 kg aufweist, das zu 40 ^e/o durch Gegengewicht ausgeglichen ist, so beträgt das effektive Leergewicht I36I kg und das effektive Gewicht bei voller Belastung 2722 kg.

Bei leerem Aufzug beträgt die zum Anhalten des Aufzuges mit einer durchschnittlichen Verzögerung von nicht mehr als 2 g erforderliche Energie 2722 kp = das Leergewicht χ 2 χ S., wobei S. der Stoß ist, der bei leerem Aufzug 230 unter Verwendung einer einstufigen Dämpfung mit konstanter Belastung für die genaue Aufprallgeschwindigkeit genügt.

Unter der Bedingung des Aufzugsgewichtes bei voller Belastung, bei der das effektive Gewicht 2722 kg beträgt und die durchschnittliche Verzögerung nicht 2g überschreiten soll, beträgt die für das Anhalten des vollbesetzten Aufzuges

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erforderliche Energie 5444 kg χ S₁ - 2722 kg χ S₁, der durch die erste Stufe absorbierten Energie. Daher beträgt die zusätzlich zu absorbierende Energie 2722 S..

Wenngleich der hochstzulässige g—Wert 3>5 beträgt, sei ein 10 <oiger Sicherheitsfaktor angenommen, so daß der höchstzulässige g-Wert 0,9 χ 3,5 = 3,15 beträgt. Auf dieser Grundlage beträgt die durch die Energieabsorbierungsvorrichtung 1Oe tragbare Höchstbelastung 2722 kg χ 3,15 = ö^:y]h kg.

Venn man annimmt, daß die für das zusätzliche Gewicht zu absorbierende Energie entlang einer linear ansteigenden Kurve verläuft, die bei 2722 kg beginnt und bis 8574 kg reicht, kann dex' erforderliehe Dämpfungsstoß unter Verwendung der Stoßstrecke X, S₁, (für den unbesetzten Aufzug) wie folgt bestimmt werden:

12000

24900
= 0,4819

Ausgedrückt durch den Dämpfungsstoß S₁ ist die zusätzliche Energie, die durch die zweite Stufe absorbiert werden muß, 3000 S_±. Ob die Kriterien für die Dämpfungsstoßkurve unter den Gewichtsbedingungen bei voller Belastung mit den Gewichtsbediiigungen bei halber Belastung vereinbar sind oder nicht kann dadurch bestimmt werden, daß man zunächst die zusätzliche Dämpfungsstoßstrecke (die durch die zweite .Stufe erfordert wird) unter Verwendung der

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Dämfpungsstoßstrecke S. der ersten Stufe bestimmt, die zur Absorbierung der zusätzlichen Energie infolge der Gewichtsbedingungen bei halber Belastung des Aufzuges erforderlich ist. (Gewichtsangaben in lbs.)

3000 S.

(bOOO + 26769*X 1 ' \ ^Sl /

X²

6000 s. = 6000 · χ + 26769 · ~

1 ■ Sj₁

26769 i|-] + 6OOO (|—) - 6OOO =

ti-

PUr die Lösung dieser Gleichung sei

a = 26769
b = 6OOO
c = -6OOO

Dann ist X= ^b ± ' ^{b 4ac}

2a

- 6000 + y36 000 000 + k (26769) 6000

2(26769)

Damit ist die maximale Belastung für einen halbvollen Aufzug

= 6000 + 26769 (0,37444)

1 max)

halbvoll

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Der Maximalwert für g ist dann:
16025 ~

Somit erfüllt die Energieabsorbierungsvorrichtung 1Oe die an sie gestellten Anforderungen. Die oben beschriebenen Grundsätze sind graphisch in Figur 28 veranschaulicht, in der die durch die periodisch arbeitende Energieabsorbierungsvorrichtuii'i 12f der ersten Stufe mit einer Dämpfungsstoßs-trecke S. absorbierte Energie durch die von dem Rechteck 234 eingeschlossene Fläche dargestellt wird und die durch die periodisch arbeitende Energieabsorbierungsvorrichtung 12e der zweiten Stufe mit einem Dämpfungsstoß von 0,5 S₁ absorbierte Energie durch die Fläche 236 unter der geneigten Linie 238 dargestellt ist, die eine Neigung von 18,900-6000 = 26,769 hat. Die periodisch arbeitende

0,5 S₁ S₁

Energieabsorbierungsvorrichtung 12f der ersten Stufe kann mit der periodisch arbeitenden Energieabsorbierungsvorrichtung 12 identisch sein und ist betrieblich einem inneren rohrförmigen Glied 18f und einem äußeren rohrförmigen Glied 34f zugeordnet, von denen keines konisch verjüngt ist. In dem Fall, in dem der Aufzug 230 leer ist, absorbiert die periodisch arbeitende Energieabsorbierungsvorrichtung 12f genügend Energie, um den Aufzug 230 anzuhalten, bevor das Ende 240 auf der Endwand 242 des äußeren rohrförmigen Gliedes 34f auftrifft. Wenn jedoch der Aufzug 23Ο mit einer Anzahl von Personen besetzt ist, bewirkt das erhöhte Gewicht, daß das innere rohrförmige Glied 18f auf die Endwand 242 auftrifft, wodurch die periodisch arbeitende Energieabsorbierungseinrichtung 12e der zweiten Stufe in Tätigkeit gesetzt wird. Diese periodisch arbeitende Energie-'absorbierungsvorrichtung kann ebenfalls mit der in Verbindung

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mit der Energieabsorbierungsvorrichtung 12 offenbarten ,Vorrichtung identisch sein und ist auf einem klinisch verjüngten Ende 244 des äußeren rohrförmigen Gliedes 34f aufgesetzt, so daß die Angriffsrate für die periodisch arbeitende Energieabsorbierungsvorrichtung 12e mit der Neigung der Linie 238 in dem in Figur 28 gezeigten Diagramm übereinstimmt.

Die periodisch arbeitende Energieabsorbierungsvorrichtung 12e der zweiten Stufe befindet sich in Arbeitseingriff mit dem konisch verjüngten Teil 244 des äußeren rohrförmigen Gliedes 3^f und mit einem zweiten äußeren rohrförmigen Glied 246, das mittels geeigneter Bolzenverbindungen 248 an der Stoßaufnahmeeinrichtung l6e befestigt ist.

Während die hier gezeigten und beschriebenen besonderen Energieabsorbierungsvorrichtungen vollständig in der Lage sind, die obengenannten Ziele und Vorteile zu erreichen, sei darauf hingewiesen, daß sie nur der Veranschaulichung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dienen und daß keine Beschränkungen auf die hier gezeigten Konstruktionseinzelheiten beabsichtigt sind, und daß der Rahmen der Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche umrissen sein soll.

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Claims

NEUE UNTERLAGEN FÜR DIE OFFENLEGÜNG Pa t

1. Stoßdämpfungsvorrichtung zur Aufnahme von in einer Richtung wirkenden Stoßkräften durch zyklische Verformung und Rückverformung einer Energieaufnahmeeinrichtung, mit zwei ineinanderschiebbaren, gegeneinander abgefederten und an ihren äußeren Enden mit Stoßaufnahme- bzw. Stoßableitungselementen gekoppelten Hülsen als Energieübertragungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Stoßkräfte empfangenden äußeren ilülse (34) und der die ungedämpfte Stoßenergie ableitenden inneren Hülse (18) sich eine Hingkammer (70) befindet, in der ein verformbarem spiralförmiger Körper (74) angeordnet ist, dessen Windungen (76) mit den ihn umgebenden UUlsenoberflächen in Berührung stehen und dessen eines Ende von einem an der inneren Hülse (18) festgelegten Arbeitskäfig (72) und dessen anderes Ende Von einem an der äußeren Hülse (34) festgelegten Staukäfig (73) gehaltert sind.

Potentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirfscii.-fng. AwE Hantmonn, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann • MÖNCHEN 2, THEItESIENSTRASSE M ■ T*lmtMHU ■ Tthnnww AJrnm lipoHI/Mftndwn Vefimbnk MOnctwn, ZweiQtt. CWcom iI Km llfc. WOtHS · Fbtftdwdt-Konfc» MOndiM Nr. T<33 V

OppwKiuer Ββτοί PATENTANWALT BK. IEiNHOLO SCHMIDT

2. Stoßdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich tiie Ringkammer (70) in Stoßrichtung (96) konisch verjüngt.

3. Stoßdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konisch verjüngte Ringkammer (70) durch eine entsprechende Verjüngung der inneren Hülse (18) von ihrem einen Ende (78) zu ihrem anderen Ende (94) entsteht.

4. Stoßdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der "»ifindungen (76) des verformbaren, spiralförmigen Körpers (74) mit kugelförmigen Elementen (222) versehen sind, die in rillenförmigen Kammern (224) sitzen und die innere Hülse (ISd) drehfest mit der äußeren Hülse (34d) verbinden.

5. Stoßdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die rillenförmigen Kammern (224) in den beiden Hülsen (I8d,34d) befindliche, in axialer xlichverlaufende, gekrümmte Kanäle (226) sind.

6. Stoßdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskäfig (72) und der Staukäfig (73) je ein die innere Hülse (18) umgebendes Band (88) aufweisen, in dem sich längliche Öffnungen (92) befinden, die in Umfangsrichtung wenigstens einen gekrümmten Rollenkörper (90) aufnehmen.

7. Stoßdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenkörper (90) mit der Innenwand (98) der äußeren Hülse (34) und der Außenwand (lOO) der inneren Hülse (18) in Reibungsberührung steht.

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8. Stoßdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche

1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im entlasteten Zustand der Stoßdämpfungsvorrichtung (12) die innere Hülse (18) etwa bis zur Hälfte in der äußeren Hülse (3^) steckt.

9. Stoßdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der äußeren Hülse (34) ein Druckluftventil (126) befindet, durch das Druckluft zur Rückstellung der durch Stoß eingeschobenen inneren Hülse (l8) in die Ausgangsstellung einleitbar ist.

10. Stoßdämpfungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9> dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßaufnahmeelemente (16) mehrerer nebeneinanderliegender Stoßdämpfungsvorrichtungen (12) mit einer Leitplanke (38) gelenkig verbunden sind, mit deren Längsachse sie einen spitzen Winkel einschließen.

11. Stoßdämpfungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei der aufeinanderfolgend längs der Leitplanke (38) angeordneten Stoßdämpfungsvorrichtungen (12) mit ihren Stoßableitungselementen (36) verbunden sind, und daß die äußere und innere Hülse (34,18) der einen Vorrichtung in Laufrichtung der Leitplanke (38) nach vorn und die äußere und innere Hülse der benachbarten anderen Vorrichtung in Laufrichtung der Leitplanke nach hinten weisen.

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