DE3506001A1

DE3506001A1 - Stossdaempfungseinrichtung

Info

Publication number: DE3506001A1
Application number: DE19853506001
Authority: DE
Inventors: Josef 8011 Aschheim Haberl; Werner 8034 Germering Lehr
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1986-08-28

Description

Stoßdämpfungseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Stoßdämpfungseinrichtung an einem Körper, insbesondere einen Pralldämpfer an einem Kraftfahrzeug, entsprechend dem Oberbegriff im Hauptanspruch 1.
Aus der EP-A 00 74 705 ist eine derartige Stoßdämpfungseinrichtung bekannt, bei der ein mit einem seitlich abstehenden Bund versehener Ring in der Durchtrittsöffnung des Rohrkolbens befestigt ist. Die Querschnittsfläche des Bundes ist als Sollbruchstelle so bemessen, daß beim Auftreten eines bestimmten Flüssigkeitsdruckes der Bund abreißt, wodurch der Ring in das Innere des Rohrkolbens verlagert und die Durchtrittsöffnung entsprechend vergrößert wird. Der in der Durchtrittsöffnung angeordnete Ring wirkt mit der Kegel fläche eines am Boden des Zylinders befestigten Dornes zusammen, der den Ring durchdringt und sich an seinem freien, dem Rohrkolben zugewandten Endbereich konusförmig verjüngt. Wird der Rohrkolben infolge eines kräftigen Stoßes in den Zylinder geschoben, so wird zunächst die Durchtrittsöffnung zunehmend von dem Dorn verkleinert, bis der Flüssigkeitsdruck im Inneren des Zylinders so weit ansteigt, daß der Bund des Ringes abreißt und die Durchtrittsöffnung vergrößert. Diese Ausführung hat den Nachteil, daß der Bund infolge von Herstell- und Materialabweichungen nicht bei einem genau vorhersagbaren Flüssigkeitsdruck abgesprengt wird. Der beschädigte Ring ist nicht mehr verwendbar und muß erneuert werden. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei einem kräftigen Stoß, bis zur vollständigen Freigabe der Durchtrittsöffnung, nur eine geringe kinetische Energie absorbiert wird. Außerdem kann die nach dem Entfernen des Ringes vergrößerte Durchtrittsöffnung im Durchmesser nur auf eine bestimmte Stoßbelastung optimal ausgelegt werden.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Stoßdämpfungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die eine dem jeweiligen Stoß auf den Körper angepaßte Energieabsorption ermöglicht und auch größere Stöße ohne Beschädigung wirkungsvoll abfangen kann und danach ohne weiteres wiederverwendbar ist.
Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in die Durchtrittsöffnung ein federbelastetes Steuerventil eingesetzt ist, das mit zunehmender Belastung einen Übertrittsquerschnitt im Steuerventil vergrößert und diesen bei abnehmender Belastung vermindert. Dies hat den Vorteil, daß der Querschnitt im Steuerventil zum Durchtritt der Flüssigkeit in Abhängigkeit von dem auftretenden Stoß weiter geöffnet oder geschlossen wird, wodurch eine vorherbestimmbare Energieabsorption erfolgt. Ein weiterer Vorteil ist, daß das Steuerventil ohne Verzögerung auf einen Stoß anspricht und eine kontinuierliche Energieabsorption ermöglicht. Ferner kann das Steuerventil so ausgelegt werden, daß der zur Verfügung stehende Kolbenweg bei nahezu jeder Stoßbelastung auch größtenteils zur Energieabsorption genutzt wird.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Längsschnitt durch die unbelastete, an einer Fahrzeugvorderseite angeordnete Stoßdämpfungseinrichtung und Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Stoßdämpfungseinrichtung im belasteten Zustand.
In Fig. 1 ist an der Vorderseite eines Kraftfahrzeugs zum Schutz der Karosserie und der darin befindlichen Personen eine Stoßdämpfungseinrichtung vorgesehen. Diese weist einen an der Karosserie befestigten, einseitig offenen Zylinder 1 auf, dessen Einschuböffnung von der Karosserie weg nach vorne gerichtet ist. Von dem Zylinder 1 ist ein Rohrkolben 2 in Längsrichtung verschiebbar aufgenommen, der an seiner nach außen gerichteten Stirnseite verschlossen und mit einer Stoßstange 3 verbunden ist. Der Rohrkolben 2 weist an seiner dem Boden des Zylinders 1 zugewandten Stirnseite eine Durchtrittsöffnung 14 auf und in seinem Inneren ist im vorderen Bereich ein eingepaßter Trennkolben 5 längsverlagerbar angeordnet. Zwischen dem Trennkolben 5 und dem Boden des Rohrkolbens 2 ist ein Gas volumen eingeschlossen, während der Raum zwischen dem Boden des Zylinders 1 und dem Trennkolben 5 mit Flüssigkeit gefüllt ist. In der Durchtrittsöffnung 4 des Rohrkolbens 2 ist ein Steuerventil angeordnet, das einen an einer Stirnseite offenen Hohlzylinder 6 aufweist, der an seinem offenen Ende mit einem seitlich umlaufend abstehenden Bund 7 versehen ist. Der in das Innere des Rohrkolbens 2 gerichtete Hohlzylinder 6 ist mit seinem Bund 7 in eine an der offenen Stirnseite des Rohrkolbens 2 ausgebildete Aufnahme festsitzend eingepreßt. In dem Mantel des Hohlzylinders 6 sind mehrere über den Umfang verteilte Übertrittsschlitze (12) ausgebildet, die in Längsrichtung des Hohlzylinders 6 bis in die Nähe seiner Stirnbereiche verlaufen. Im Inneren des Hohlzylinders 6 ist ein Schiebekolben 8 längsverschiebbar angeordnet. Zwischen dem Schiebekolben 8 und der geschlossenen Stirnseite des Hohlzylinders 6 ist eine Druckfeder 9 eingelegt, die den Schiebekolben 8 zur offenen Stirnseite des Hohlzylinders 6 nach außen belastet.
Die Druckfeder kann auch z.B. durch hintereinander angeordnete Tellerfedern gebildet sein. Um eine Verlagerung des Schiebekolbens 8 aus dem Hohlzylinder 6 heraus zu verhindern, ist im Inneren des Hohlzylinders 6, im Bereich seiner offenen Stirnseite, ein Anschlag 10 befestigt. Der Anschlag 10 kann so angeordnet sein, daß bei nichtbelasteter Stoßdämpfungseinrichtung die übertrittsschlitze (12) nicht vollständig abgedeckt sind, so daß ein bestimmter übertrittsquerschnitt verbleibt. Dieser Übertrittsquerschnitt, die Vorspannung und die Kennlinie der Druckfeder 9, die Anzahl und der Verlauf der übertrittsschlitze (12) sind abhängig von dem zu schützenden Körper und der zu erwartenden Stoßbelastung zu wählen. Der Hohlzylinder 6 ist an seiner dem Boden des Rohrkolbens 2 zugewandten Stirnseite von einem auf den Hohlzylinder 6 aufschraubbaren Deckel 11 verschlossen. Durch entsprechendes Drehen des Deckels 11 kann die Vorspannung der Druckfeder 9 beeinflußt werden. Zur Sicherung des Deckels 11 gegen ungewollte Verdrehen kann auch eine Rastvorrichtung vorgesehen sein.
Wird, wie in Fig. 2 dargestellt, der Rohrkolben 2 infolge einer Stoßbelastung in den Zylinder 1 geschoben, so wird der Druck der zwischen dem Boden des Zylinders 1 und dem Trennkolben 5 befindlichen Flüssigkeit gegenüber dem Flüssigkeitsdruck der bereits im Rohrkolben 2 befindlichen Flüssigkeit erhöht, wobei auch die bereits im Rohrkolben 2 befindliche Flüssigkeit über den verschiebbaren Trennkolben 5 ebenfalls verdichtet wird, der unter Druckbelastung des im Rohrkolben 2 eingeschlossenen Gasvolumens steht.
Dadurch wird der Schiebekolben 8, entsprechend der jeweiligen Stoßbelastung, in den Hohlzylinder 6 eingeschoben, so daß Flüssigkeit über einen größeren Bereich der über trittsschlitze (12) in den sich vergrößernden Raum zwischen dem Steuerventil und dem Trennkolben 5 zur Energieabsorption einfließen kann. Nach beendeter Stoßbelastung drückt das im Rohrkolben 2 verdichtete Gasvolumen den Rohrkolben 2 und die Druckfeder 9 den Schiebekolben 8 in die jeweilige Ausgangsposition, in der die Stoßdämpfungseinrichtung jederzeit eine weitere, auch kräftige Stoßbelastung abfangen kann. Um auch eine besonders große Stoßbelastung wirksam dämpfen zu können, kann der Zylinder 1 in seinem Boden oder in dem dazu benachbarten Mantelbereich ein Berstloch oder ein überdruckventil aufweisen, über das Flüssigkeit energieabsorbierend aus dem Zylinder 1 strömen kann. Im erstgenannten Fall ist allerdings der Zylinder 1 zerstört, während bei Verwendung eines über druckventils eventuell nur die ausgeströmte Flüssigkeit zu erneuern ist.
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Claims

Patentansprüche 1. Stoßdämpfungseinrichtung an einem Körper, insbesondere Pralldämpfer an einem Kraftfahrzeug, mit einem einseitig offenen Zylinder, in dem ein Rohrkolben verschiebbar aufgenommen ist, der an seiner nach außen gerichteten Stirnseite verschlossen ist und an seiner dem Boden des Zylinders zugewandten Stirnseite eine Durchtrittsöffnung und in seinem Inneren einen längsverschiebbaren Trennkolben aufweist, der zwischen sich und dem Boden des Rohrkolbens ein Gasvolumen einschließt, während der Raum zwischen dem Boden des Zylinders und dem Trennkolben mit Flüssigkeit gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchtrittsöffnung (4) ein federbelastetes Steuerventil eingesetzt ist, das mit zunehmender Belastung einen übertrittsquerschnitt (über trittsschlitz 12) im Steuerventil vergrößert und diesen bei abnehmender Belastung vermindert.
2. Stoßdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein mit wenigstens einer Öffnung versehenes Gehäuse, einen vor die öffnung verlagerbaren Schieber und eine sich einerseits an dem Gehäuse und andererseits an dem Schieber abstützende Feder aufweist, die den Schieber in diejenige Stellung belastet, in der wenigstens ein größerer Teil der Öffnung abgedeckt ist.
3. Stoßdämpfungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein an einer Stirnseite offener Hohlzylinder (6) ist, der an seinem offenen Ende einen seitlich abstehenden, umlaufenden Bund (7) aufweist, mit dem er an der offenen Stirnseite des Rohrkolbens (2), in das Innere desselben gerichtet, befestigt ist.
14. Stoßdämpfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Mantel des Hohlzylinders (1) wenigstens ein übertrittsschlitz (12) ausgebildet ist.
5. Stoßdämpfungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der übertrittsschlitz (12) in Längsrichtung des Hohlzylinders (6) verläuft.
6. Stoßdämpfungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Hohlzylinder (6) ein Schiebekolben (8) in Längsrichtung bis zu einem im Bereich der offenen Stirnseite befindlichen Anschlag (10) verschiebbar ist, wobei zwischen dem Schiebekolben (8) und dem Boden des Hohlzylinders (6) eine Druckfeder (9) angeordnet ist.
7. Stoßdämpfungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (6) an seiner dem Boden des Rohrkolbens (2) zugewandten Stirnseite von einem auf den Hohlzylinder (6) aufschraubbaren Deckel (11) verschlossen ist.
8. Stoßdämpfungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) in seinem Boden oder in dem dazu benachbarten Mantelbereich ein Berstloch oder ein überdruckventil aufweist.