DE3506001A1

DE3506001A1 - Shock absorbing device

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

Abstract

Shock absorbing device on a body, especially an impact absorbing device on a motor vehicle, with a cylinder (1) which is open on one side and in which is displaceably accommodated a tubular piston (2) which is open on one side. A separating piston (5) is displaceably arranged inside the tubular piston (2) and encloses a volume of gas between itself and the floor of the tubular piston (2) and a liquid between itself and the floor of the cylinder (1). A spring-loaded control valve is inserted into the internal open end of the tubular piston (2), increases the size of a transfer cross-section in the control valve as the load exerted by the shock increases and reduces the said cross-section as the load decreases. By these means, a stream of liquid which is adapted to the load exerted by the shock in each case passes through the control valve to absorb the energy. <IMAGE>

Description

StoßdämpfungseinrichtungShock absorbing device

Die Erfindung betrifft eine Stoßdämpfungseinrichtung an einem Körper, insbesondere einen Pralldämpfer an einem Kraftfahrzeug, entsprechend dem Oberbegriff im Hauptanspruch 1.The invention relates to a shock absorbing device on a body, in particular an impact damper on a motor vehicle, according to the preamble in main claim 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.From EP-A 00 74 705 such a shock absorbing device is known in which a ring provided with a laterally protruding collar in the Passage opening of the cattail is attached. The cross-sectional area of the federal government is dimensioned as a predetermined breaking point so that when a certain liquid pressure occurs the collar tears off, whereby the ring is displaced into the interior of the cattail and the Passage opening is enlarged accordingly. The one arranged in the passage opening Ring acts with the conical surface of a mandrel attached to the bottom of the cylinder together, which penetrates the ring and faces the cattail on its free one End area tapers conically. Becomes the cattail as a result of a strong push pushed into the cylinder, the passage opening is initially increasingly of the mandrel is reduced in size until the fluid pressure inside the cylinder is so high increases that the collar of the ring tears off and enlarges the passage opening. This version has the disadvantage that the federal government as a result of manufacturing and material deviations not at an accurately predictable fluid pressure is blasted off. The damaged ring can no longer be used and must be replaced will. Another disadvantage is that with a strong push, until it is complete Release of the passage opening, only a small amount of kinetic energy is absorbed will. In addition, the enlarged passage opening after the removal of the ring in diameter can only be optimally designed for a certain impact load.

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.It is therefore the object of the invention to provide a shock absorbing device according to the preamble of the main claim to create the one to the respective shock Adapted to the body allows energy absorption and also larger impacts without Can effectively intercept damage and then easily reusable is.

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.This object is achieved in that a spring-loaded control valve is used, the one with increasing load The cross-section in the control valve increases and this increases as the load decreases reduced. This has the advantage that the cross section in the control valve allows passage the liquid is further opened or closed depending on the impact that occurs is, whereby a predeterminable energy absorption takes place. Another advantage is that the control valve responds to shock without delay and is continuous Enables energy absorption. Furthermore, the control valve can be designed in such a way that that the piston travel available for almost any shock load also largely is used for energy absorption.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.Expedient refinements of the invention are the subject of subclaims.

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.An embodiment of the invention is based on a drawing explained in more detail. 1 shows a longitudinal section through the unloaded, on one The shock-absorbing device arranged at the front of the vehicle and FIG. 2 shows the shock-absorbing device shown in FIG. 1 shown shock absorbing device in the loaded state.

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.In Fig. 1 is on the front of a motor vehicle to protect the Body and the people therein provided a shock absorbing device. This has a cylinder 1 which is attached to the body and is open on one side, whose insertion opening is directed away from the body to the front. Of the Cylinder 1, a tubular piston 2 is received displaceably in the longitudinal direction, which is attached to its outwardly directed end face closed and with a bumper 3 connected is. The tube piston 2 faces the bottom of the cylinder 1 on its side End face a passage opening 14 and in its interior is in the front Area of a fitted separating piston 5 arranged to be longitudinally displaceable. Between the Separating piston 5 and the bottom of the cattail 2 is a gas volume enclosed, while the space between the bottom of the cylinder 1 and the separating piston 5 with liquid is filled. In the passage opening 4 of the tubular piston 2 is a control valve arranged, which has a hollow cylinder 6 open on one end face, which is connected to its open end is provided with a laterally circumferential protruding collar 7. The hollow cylinder 6, which is directed into the interior of the tubular piston 2, has its collar 7 into one at the open end face of the tubular piston 2 formed Seat pressed in tightly. In the jacket of the hollow cylinder 6 are several Over the circumference distributed transition slots (12) formed, which in the longitudinal direction of the hollow cylinder 6 extend in the vicinity of its end regions. Inside the Hollow cylinder 6, a sliding piston 8 is arranged to be longitudinally displaceable. Between the The sliding piston 8 and the closed end face of the hollow cylinder 6 is a compression spring 9 is inserted, which pushes the piston 8 to the open end face of the hollow cylinder 6 loaded to the outside.

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.The compression spring can also be, for example, by means of disc springs arranged one behind the other be educated. In order to move the piston 8 out of the hollow cylinder 6 is to be prevented in the interior of the hollow cylinder 6, in the area of its open end face, a stop 10 attached. The stop 10 can be arranged so that when not loaded Shock-absorbing device, the transfer slots (12) not completely covered are, so that a certain cross-section remains. This cross-section, the bias and the characteristic of the compression spring 9, the number and the course of the Transfer slots (12) depend on the body to be protected and the one to be expected To choose shock load. The hollow cylinder 6 is at its the bottom of the tubular piston 2 facing end face of a cover that can be screwed onto the hollow cylinder 6 11 locked. By correspondingly turning the cover 11, the bias the compression spring 9 can be influenced. To secure the cover 11 against unwanted Rotation can also be provided with a locking device.

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.If, as shown in Fig. 2, the cattail 2 as a result of an impact load pushed into cylinder 1, the pressure is that between the bottom of the cylinder 1 and the separating piston 5 located liquid against the liquid pressure the one already in the cattail 2 Fluid increased, being also the liquid already in the cattail 2 via the displaceable Separating piston 5 is also compressed, which is under pressure load in the cattail 2 enclosed gas volume.

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.As a result, the sliding piston 8, according to the respective shock load, inserted into the hollow cylinder 6, so that liquid over a larger area the over passage slots (12) in the increasing space between the control valve and can flow into the separating piston 5 for energy absorption. After the end of the shock load the gas volume compressed in the cattail 2 presses the cattail 2 and the compression spring 9 the slide piston 8 in the respective starting position in which the shock absorbing device can absorb a further, even strong shock load at any time. To one too The cylinder 1 in a burst hole or a burst hole in its bottom or in the jacket area adjacent to it Have overpressure valve through which the liquid absorbs energy from the cylinder 1 can stream. In the former case, however, the cylinder 1 is destroyed while if a pressure valve is used, it may only be the fluid that has flowed out is to be renewed.

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Claims

Claims 1. Shock absorbing device on a body, in particular Impact damper on a motor vehicle, with a cylinder open on one side in which a cattail is slidably received on its outwardly End face is closed and on its end face facing the bottom of the cylinder a passage opening and in its interior a longitudinally displaceable separating piston has, which encloses a volume of gas between itself and the bottom of the bulb, while the space between the bottom of the cylinder and the separating piston is filled with liquid is filled, characterized in that in the passage opening (4) a spring-loaded Control valve is used, which has an overflow cross-section with increasing load (via passage slot 12) in the control valve and this with decreasing load reduced.

2. Shock absorbing device according to claim 1, characterized in that that the control valve has a housing provided with at least one opening, a in front of the opening displaceable slide and on the one hand on the housing and has on the other hand supporting spring on the slide, which the slide in that Loaded position in which at least a larger part of the opening is covered.

3. Shock absorbing device according to claim 2, characterized in that that the housing is a hollow cylinder (6) which is open at one end and which is attached to his open end has a laterally protruding, circumferential collar (7) with which it on the open face of the cattail (2), directed into the interior of the same, is attached.

14. Shock absorbing device according to claim 3, characterized in that that in the jacket of the hollow cylinder (1) at least one transfer slot (12) is formed is.

5. Shock absorbing device according to claim 4, characterized in that that the transfer slot (12) runs in the longitudinal direction of the hollow cylinder (6).

6. Shock absorbing device according to claim 5, characterized in that that in the hollow cylinder (6) a sliding piston (8) in the longitudinal direction up to one located in the area of the open end face stop (10) is displaceable, wherein a compression spring between the sliding piston (8) and the bottom of the hollow cylinder (6) (9) is arranged.

7. Shock absorbing device according to claim 3, characterized in that that the hollow cylinder (6) on its end face facing the bottom of the tubular piston (2) is closed by a cover (11) which can be screwed onto the hollow cylinder (6).

8. Shock absorbing device according to claim 1, characterized in that that the cylinder (1) in its bottom or in the adjacent jacket area has a burst hole or a pressure relief valve.