DE2153942A1 - Vorrichtung zum Absorbieren von Energie - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 8902 augsburg-göggingen, den 28.1ο. 1971

ν. Eichendorff-Straße 10 *)

DR. ING. E. LIEBAU u„„,z.i«k„ R 8582 Dr.LbÄ DIPLING. G. LIEBAU W «*—.*..

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REGIE NATIONALE DES USINES RENAULT 8/10 Avenue Emile Zola Billancourt (Seine) Frankreich

und

AUTOMOBILES PEUGEOT 75, Avenue de la Grande Arme"e Paris / Frankreich

Vorrichtung zum Absorbieren von Energie

Insbesondere auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge sind bereits eine Anzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen worden, deren Zweck es ist, die Wucht von StöÄen zu dämpfen, denen die durch solche Vorrichtungen zu schützenden Objekte ausgesetzt sind.

So ist z.B. bei Kraftfahrzeugen vorgeschlagen worden: - die Stoßstangen mittels Hydraulikzylindern oder Gummi-

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blöcken mit der Karosserie zu verbinden;

- die Stoßstangen mit vollen oder hohlen elastischen Wulsten zu versehen, die gegebenenfalls mit einem Fluid gefüllt sein können;

- am vordersten Ende des Fahrzeuges einen Ballon anzuordnen, der in Ruhelage zusammengefaltet ist, vor einem Stoß mit einem Druckgas gefüllt werden kann und während des Stoßes sein gesamtes Gasvolumen beibehält;

- die Stoßstangen am Fahrgestell mittels Stangen zu lagern, die mit Verzahnungen versehen sind und, je nach der Wucht des Stoßes, mehr oder weniger weit in ein verformbares Material eingedrückt werden.

Die drei erstgenannten Vorrichtungen wirken zwar als Dämpfer, geben aber die von ihnen aufgenommene Energie nahezu vollständig an die Fahrgastzelle weiter, so daß die Wucht des auf die Insassen des Fahrzeuges wirkenden Stosses nicht gemildert wird.

Bei der letztgenannten Vorrichtung wird zwar tatsächlich Energie durch Verformung des Materials absorbiert, in das die gezahnten Stangen eingedrückt werden, jedoch kann diese Vorrichtung nur eine sehr begrenzte Energiemenge aufnehmen, so daß sehr hohe spezifische Flächendrücke nicht gänzlich absorbiert werden können.

Der Weg, den eine Stoßstange unter der Wirkung eines Stoßes zum FAhrzeug hin zurücklegen kann, muß stets verhältnismässig klein bemessen werden, weil er die Gesamtlänge des Fahrzeuges beeinflußt. Dadurch wird die für das Aufnehmen von Energie verfügbare Verformungsarbeit

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begrenzt.

Im Zusammenhang mit Vorrichtungen, bei denen die Stoßstangen auf fest mit dem Fahrzeug verbundenen Hydraulikzylindern angeordnet sind, ist schließlich schon vorgeschlagen worden, diese Zylinder nicht nur als Stoßdämpfer zu verwenden, sondern sie auch zu benutzen, um die Stoßstangen aus einer eingezogenen in eine ausgefahrene Stellung zu bringen.

Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, eine Vorrichtung zum Absorbieren grosser Energiemengen zu schaffen, die nicht mit den vorerwähnten Nachteilen behaftet und nicht ausschließlich für Kraftfahrzeuge anwendbar ist, sondern vielmehr für Objekte aller Art, einschließlich feststehender Objekte, verwendet werden kann, die harten Stoßen ausgesetzt sein können.

Im wesentlichen bezieht sich die Erfindung auf eine Vorr ichtung zum Absorbieren von Energie, welche einen Stoßfänger mit einem zu schützenden Element verbindet, wobei der Stoßfänger auf längs verschiebbaren Trägern angeordnet ist, die ihn aus seiner eingezogenen Ruhestellung nahe dem zu schützenden Element in seine ausgefahrene Stellung hängen und im Stoßfänger energieaufnehmende Elemente verdeckt angeordnet sind, die unter der Wirkung eines Stoßes freigegeben werden, so daß sie sich zwischen den Stoßfänger und das zu schützende Element legen und zwischen diesen wirksam werden.

Wenn eine Vorrichtung gemäß der Erfindung in ein Kraftfahrzeug eingebaut wird, behält dieses seine üblichen Aussenmaße, was insbesondere für das Einparken von Bedeutung ist, wobei es jedoch möglich ist, die Stoßstangen

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dann auszu&iren, wenn ihre ausgefahrene Stellung sich nicht nachteilig auswirkt.

Im Vergleich zu gewissen bekannten Vorrichtungen, bei welchen ein innerhalb des Fahrgastraumes angeordnetes Luftkissen oder "air-bag" vorgesehen ist, bietet die Anordnung gemäß der Erfindung einen wirksamen Schutz des gesamten lahrzeugvorderteiles, weil nur die eigentliche Stoßstange mit dem Hindernis in Berührung tritt, wobei dieser Schutz umso wirksamer ist, je grosser die Beruh- w rungsfläche zwischen der energieverzehrenden Vorrichtung, dem Hindernis und dem zu schützenden Gegenstand und je niedriger damit der spezifische Druck ist.

In den beigefügten Zeichnungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 ein Fahrzeug in schematischer Seitenansicht und in Draufsicht, das vorne mit einer energieaufnehmenden Vorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist, wobei sich diese Vorrichtung bei eingezogener Stoßstange in Ruhestellung befindet;

Fig. 3 und 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Ansichten, jedoch mit ausgefahrener Stoßstange;

Fig. 5 und 6 eine Seitenansicht bzw. Draufsicht, mit

der energieabsorbierenden Vorrichtung gemäß der Erfindung im entfalteten Zustand.

Die Figuren 1 und 2 zeigen vor allem, daß sich das mit der Vorrichtung gern'iß der Erfindung ausgerüstete Fahrzeug in keiner V/eise von einem Kraftfahrzeug üblicher Bauart unterscheidet, wenn sich die Vorrichtung, in Fuhostellun;- oder in der Stellung für langsame Fahrt befindet.

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SAD ORIGINAL

Sowohl das Aussehen, als auch der Platzbedarf des Fahrzeugs ist unverändert, so daß sich durch den Einbau der energieabsorbierenden Vorrichtung keinerlei Schwierigkeiten bei der üblichen Handhabung, z.B. beim Einparken, ergeben.

Die Fig. 3 und 4 zeigen das in Fahrt befindliche Fahrzeug mit ausgefahrener Stoßstange, bereit zum Auffangen eines evtl. Stoßes. Zu diesem Zweck werden die Träger 2, welche die Stoßstange 1 tragen, durch beliebige bekannte Mittel, z.B. Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, Antrieb vom Fahrzeugmotor aus oder Antrieb durch einen Hilfsmotor, aus dem zu ihrer Unterbringung im Fahrzeug dienenden Raum ausgefahren. Dieser Vorgang kann willkürlich durch den Fahrer oder automatisch durch Koppelung mit einem dem Ingangsetzen des Fahrzeuges dienenden Aggregat oder Organ gesteuert werden.

Gemäß der Erfindung sind, wie in den Fig. 5 und 6 dargestellt, energieabsorbierende Elemente zwischen der von den Trägern 2 gehaltenen Stoßstange 1 und dem Vorderteil 3 des Fahrzeuges angeordnet. In der dargestellten Ausführungsform bestehen diese energieaufnehmenden Elemente im wesentlichen aus mehreren zusammengefalteten Säcken 5 aus elastischem Material, die an der Stoßstange angeordnet sind und deren jeder ein Organ umfaßt, das in der Lage ist, unter der Wirkung eines Stoßes schnell ein bestimmtes Gasvolumen zu erzeugen.

Zu diesem Zweck können mit Stickstoff gefüllte Flaschen oder pulverförmige Explosivstoffe vorgesehen werden, die mit einem Stoßzünder versehen sind, wobei das freigesetzte Gas in Bruchteilen von Sekunden den ursprünglich

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— b —

zusammengefalteten Sack aus Gummi oder Kunststoff füllt und ihn dadurch in die mit 4· bezeichnete Stellung bringt, in der er sich gegen den Vorderteil 3 des Fahrzeuges, gegen die Rückseite der Stoßstange 1 und - möglicherweise in einem späteren Stadium und unter Umgreifen der Stoßstange - gegen das Hindernis selbst abstützt.

Die energieaufnehmenden Vorrichtungen sind in Ruhestellung völlig innerhalb der Stoßstange 1 angeordnet, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wo einige Säcke in zusammengefaltetem und andere in aufgeblasenem Zustand dargestellt sind.

Eine Grundbedingung für das einwandfreie Arbeiten der energieabsorbierenden Vorrichtungen 5 ist, daß der in ihrem Inneren herrschende Druck während der aufeinanderfolgenden Phasen der Stoßdämpfung möglichst konstant bleibt.

Wenn in einer Endphase der Stoßdämpfung der Abstand zwischen der Stoßstange 1 und dem Vorderteil 3 des Fahrzeuges sich durch Verformen oder Hineindrücken der Träger 2 verringert hat, steigt der Innendruck beträchtlich an. Dadurch verändert sich die Dämpfungscharakteristik im Sinne einer Verhärtung des Dämpfers, der somit eine grössere Energiemenge zum Fahrgastraum weiterleitet.

Um diesem unerwünschen und schädlichen Effekt abzuhelfen, sind die Säcke gemäß der Erfindung örtlich mit schwächeren Stellen oder sogar mit öffnungen genau bestimmter Grösse und Lage versehen, so daß, wenn der Innendruck einen gewissen Wert übersteigt, die schwachen Stellen nachgeben und eine bestimmte Gasmenge entweichen lassen.

In einer abgeänderten Ausführungsform können auch auf

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einen bestimmten Druck eingestellte Ventile oder ähnliche geeignete Mittel vorgesehen werden, welche bei Überschreiten eines bestimmten Druckes einen Druckabfall ermöglichen .

Bei der in Fig. 6 dargestellten Anordnung ist davon ausgegangen worden, daß einige der in der Stoßstange angeordneten, energieabsorbierenden Vorrichtungen nicht in Tätigkeit getreten sind. So können z.B. die Stoßzünder auf unterschiedliche Ansprechwerte eingestellt werden, um das Haß der Energieabsorption auf die Wucht des Stoßes abzustimmen. Zu diesem Zweck kann die Anordnung so getroffen werden, daß bei Stößen, die bei niedriger Geschwindigkeit auftreten, nur eine oder zwei der energieabsorbierenden Vorrichtungen aufgeblasen werden, während die übrigen aufblasbaren Säcke sich erst bei stärkeren Verzögerungen, entweder nacheinander oder gleichzeitig, füllen.

Vorrichtungen dieser Art können selbstverständlich nicht nur an der Vorder- und Rückseite eines Fahrzeuges, sondern auch an seinen Seitenflächen angeordnet werden.

Ebenso kann in einer Stoßstange eine grössere Zahl aufb lasbarer Säcke angeordnet oder das Volumen dieser Säcke der aufzunehmenden Energiemenge angepaßt werden, ohne dabei den Rahmen der Erfindung zu verlassen, die vorstehend nur anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist.

Patentansprüehe:

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1, Vorrichtung zum Absorbieren von Energie, welche zwi-

   n einem Stoßfänger und einem zu schützenden Gegenstand angeordnet ist, wobei der Stoßfänger an dem zu schützenden Gegenstand mittels längsverschiebbarer Träger gelagert ist, die ihn bei Gefahr von Stoßen aus einer eingezogenen Ruhestellung nahe dem zu schützenden Gegenstand in eine ausgefahrene Stellung bringen, dadurch gekennzeichnet, daß energieaufnehmende Elemente (5) in zusammengelegtem Zustand in dem Stoßfänger (1) angeordnet sind und unter der Wirkung eines Stoßes freigegeben werden, so daß sie sich zwischen ein Hindernis und den zu schützenden Gegenstand legen und zwischen diesen wirksam sind.

   2. Vorrichtung nach Anbruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die energieaufnehmenden Elemente als aufblasbare Säcke (5) ausgebildet sind, die einen Gaserzeuger umfassen, der durch ein stoßempfindliches Auslöseorgan, z.B. durch einen Stoßzünder, in Tätigkeit gesetzt wird.

   3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßfänger (1) mehrere energie aufnehmende Elemente (5) umfaßt, deren Stoßzünder jeweils af unterschiedliche Verzögerungswerte eingestellt sind.

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   Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die energieaufnehmenden Elemente umfassende Stoßfänger als Stoßstange eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist.

   5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Inneren 'der aufgeblasenen Säcke (5) durch Vorrichtungen im wesentlichen konstant gehalten wird, die während der aufeinanderfolgenden Phasen der Energieaufnahme jeweils eine Gasmenge aus den Säcken entweichen lassen, die dem Druckanstieg in den Säcken proportional ist.

   6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, welche das Entweichen von Gas proportion=!, zum Druckanstieg in den aufgeblasenen Säcken ermöglicht, dadurch gebildet ist, daß der aufblasbare Sack örtlich schwache Stellen aufweist, die bei Überschreiten eines bestimmten Druckes nachgeben und die gegebenenfalls mit über die Oberfläche des Sackes verteilten öffnungen kombiniert sind.

   7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung, welche das Entweichen von Gas aus dem aufgeblasenen Sack in Abhängigkeit vom Druckanstieg in dem Sack ermöglicht, aus einem oder mehreren, auf verschiedene Ansprechwerte eingestellten Ventilen besteht.

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