DE1904053B2 - Stossfaenger fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Stossfaenger fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Stoßfänger für Kraftfahrzeuge mit einer Stoßstange, deren Abstand vom
Fahrzeugaufbau mittels einer oder mehrerer am Fahrzeug befestigter, aus jeweils mindestens zwei
teleskopartig ineinander verschiebbaren Zylindern bestehender Zylinderanordnung durch Beaufschlagung
mit einem expandierenden Medium veränderbar ist.
Ein Stoßfänger dieser Art ist aus der US-PS 33 46 292 bekannt. Dieser Stoßfänger kann willkürlich gegenüber
dem Kraftfahrzeugaufbau vorgeschoben oder zurückgezogen werden. Das bloße Ausfahren des Stoßfängers
reicht aber nicht aus, um eine wirksame Verzögerung der bewegten Massen beim Aufprall auf ein Hindernis
zu erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit des Stoßfängers zusätzlich zu erhöhen, um
die Folgen einer Kollision des Fahrzeuges zu mildern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der das Ausschieben der Stoßstange bewirkende, in
bekannter Weise selbsttätig beim Aufprall eines vor der Stoßstange vorgesehenen elektrischen Kontaktes, Bügels
od. dgl. auf ein Hindernis oder willkürlich in bekannter Weise durch Betätigung eines elektrischen
Auslösers durch den Fahrer mittels eines Druckerzeugers erzeugte Druck des expandierenden Mediums beim
Zurückschieben der Stoßstange durch eine zusätzliche Druckerzeugung erhöht wird, daß in der Zylinderanordnung
in bekannter Weise ein oder mehrere Auslaßöffnungen bzw. Auslaßventile vorgesehen sind und daß die
Stoßstange gegenüber dem Fahrzeugaufbau in bekannter Weise durch gelenkige bzw. seitlich verschiebbare
Verbindungen mit den Zylinderanordnungen schrägstellbar verbunden ist.
Stößt ein mit einem solchen Stoßfänger ausgerüstetes Fahrzeug gegen ein Hindernis, dann wird, ausgelöst von
der erfolgten Rückbewegung des Stoßfängers, noch-
mais Druck in den Zylinderanordnungen aufgebaut. Es treten also zwei Druckphasen auf: Die erste Druckphase
dient zum Ausfahren des Stoßfängers, wohingegen die zweite Druckphase bei der Dämpfung des
Aufpralles auf das Hindernis zur Wirkung kommt. Auf diese Weise wird eine weitere Verzögerung erreicht,
welche die gefährliche Wirkung der Aufprallkräfte auf den menschlichen Organismus auf ein besser verträgliches
Maß herabsetzt.
Zum Stand der Technik wird noch auf die DT-AS 10 93 233 und die US-PS 28 73 994 hingewiesen. Bei
dem Stoßfänger gemäß der DT-AS 10 S3 233 sind zur Anbringung und Verstellung der Stoßvorrichtung am
Fahrzeugaufbau eine oder mehrere Kolbenzylinder-Einheiten vorgesehen, wobei die Stellung der ausfahrbaren
Teile durch ein Öldrucksystem eingeregelt wird, in welchem die oder mehrere von der Fahrgeschwindigkeit
und auch willkürlich beeinflußbare Steuerventile sowie ein oder mehrere die Widerstandskraft der
Stoßvorrichtung regulierende Überdruckventile vorgesehen
sind. Die Stoßstange wird bei dieser Vorrichtung aber bereits während des normalen Fahrbetriebes
ausgefahren, so daß genügend Zeit bleibt, die Ausfahrweite mittels einer Pumpe zu verändern. Ein Ausfahren
der Stoßstange erst im Augenblick des Unfalles, d. h. innerhalb von z. B. '/κ» Sekunde, wäre mit einer Pumpe
gar nicht durchführbar. Abgesehen davon ist das ständige Ausfahren der Stoßstange während des
normalen Fahrbetriebes technisch nachteilig, weil dadurch der Platzbedarf des Fahrzeuges erhöht wird
und seine Fahreigenschaften beeinträchtigt werden können. Das bei der bekannten Stoßvorrichtung
vorgesehene Überdruckventil dient nur dazu, den Druckansteig in dem Öldrucksystem in bestimmten
Grenzen zu halten, während die Auslaßöffnungen bzw. Auslaßventile gemäß der Erfindung die Aufgabe haben,
den im Unfallaugenblick in die Zylinderanordnung injizierten Druck über den gesamten Einfahrweg der
Zylinderanordnung möglichst konstant zu halten und damit eine niedrige Durchschnittsverzögerung zu w
erreichen. Die US-PS 28 73 994 zeigt an sich auch bereits eine schrägstellbare Verbindung der Stoßstange
gegenüber dem Fahrzeugaufbau, die aber einen großen Platzbedarf hat. Auch arbeitet diese bekannte Stoßvorrichtung
nicht mit einem von sich aus expandierenden Medium, vielmehr wird das Medium dort mittels einer
Feder dauernd unter Druck gehalten und gibt diesen Druck nur weiter. Die Regelung der Ausfaiirweite wird
nur durch motorisches Spannen der Feder vorgenommen.
Gemäß einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind in dem Druckerzeuger
Patronenlager für mehrere Patronen angeordnet, wobei für jedes Patronenlager ein Schlagbolzen bzw. eine
elektrische Zündeinrichtung vorgesehen ist und wobei zwischen den Patronenlagern und den Schlagbolzen ein
in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verstellbarer Sperrschieber gelagert ist, der eine der
Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Anzahl von Schlagbolzen freigibt, bzw. eine entsprechende Anzahl bo
von elektrischen Kontakten der elektrischen Zündeinrichtung einschaltet. Der Sperrschieber kann zu diesem
Zweck mit der Tachometerwelle des Fahrzeuges über eine Verzahnung, ein Zahnrad und eine Welle gekuppelt
sein. Bezüglich dieser Ausführungsform wird zum Stand der Technik auf die DT-PS 6 46 966 hingewiesen. Bei
der dort beschriebenen Stoßauffangvorrichtung ist die Stoßstange mit einem Kolben verbunden, der in einem
Zylinder geführt ist, in welchem ein Explosionsgemisch beim Zurückgehen der Stoßstange oder durch den
Fahrer zur Entzündung gebracht wird. Dort wird aber der eigentliche Aufprallstoß von Stoßfangfedern aufgenommen,
welche durch die Ziindung des explosiven Gemisches vorgespannt werden sollen, während beim
Gegenstand der Erfindung der Stoß durch Verdrängen eines Druckmediums aus den Zylinderanordnungen
aufgenommen wird. Auch ist bei der bekannten Stoßauffangvorrichtung eine zweite Druckphase durch
zusätzliche Druckerzeugung nicht vorgesehen, welche die vorstehend gekennzeichnete besondere Ausbildung
des Druckerzeugers gemäß der Erfindung bedingt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das nachfolgend beschrieben wird, ist in der Zeichnung dargestellt.
Es zeigt
F i g. 1 in perspektivischer Darstellung den grundsätzlichen Aufbau der Stoßfängervorrichtung,
Fig. 2 im Schnitt bzw. in Seitenansicht die Vorrichtung
zur Steuerung und Rückführung der Stoßfängervorrichtung,
Fig. 3 in Draufsicht bzw. im Schnitt einen Teil der Steuerungs- und Rückführungseinrichtung gemäß
Fig. 2,
F i g. 4 im Schnitt einen Druckerzeuger mit Patronen, Fig.5 und 6 in Seiten- bzw. Rückansicht eine
Einzelheit der Stoßstangenanbringung und
Fig. 7 und 8 Einzelheiten der Steuerung des Auslaßventils.
Wenn der Fahrzeuglenker glaubt, einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis nicht mehr ausweichen zu
können, drückt er auf eine Auslösetaste od. dgl. Dadurch wird eine Arretierung gelöst und eine Patrone im
Druckerzeuger 20 gezündet, wodurch der dadurch erzeugte Druck die Zylinderanordnung 1 und damit die
Stoßstange 2 vom Fahrzeug wegbewegt. Der mit dem Fahrzeug fest verbundene Teil der Zylinderanordnung 1
kann übrigens auch als tragendes Element für die Motor- oder Radaufhängung mitverwendet werden.
Bei den üblichen Teleskopvorrichtungen von Stoßfängern ergibt sich durch den Spalt zwischen den
einzelnen Zylinderrohren ein Luftpolster, welches beim Ausfahren zusammengepreßt wird und einen harten
Aufprall am Ende des Ausfahrweges verhindert. Ein Zurückprallen wird durch das Entweichen dieser
zusammengepreßten Luft durch die Gleitspiele oder geeignete öffnungen vermieden. Wenn das Fahrzeug
nun gegen ein Hindernis prallt, verkleinert sich bei dem Stoßfänger der Abstand zwischen der Stoßstange 2 und
dem Wagenkörper. Diese Rückwärtsbewegung wird bei der beispielsweise gezeigten Ausführungsform der
Erfindung zur Auslösung einer geschwindigkeitsabhängig bestimmten Anzahl von Patronen 54 im Druckerzeuger
20 benützt. In den Druckerzeuger 20 sind /r,
diesem Zweck Patronenlager 53 für mehrere Patronen 54 angeordnet, wobei für jedes Patronenlager 53 ein
Schlagbolzen 57 bzw. eine elektrische Zündeinrichtung vorgesehen ist. Zwischen den Patronenlagern 53 und
den Schlagbolzen 57 ist ein in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit verstellbarer Sperrschieber
56 gelagert, welcher eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Anzahl von Schlagbolzen 57 freigibt,
bzw. eine entsprechende Anzahl von elektrischen Kontakten der elektrischen Zündeinrichtung einschaltet.
Dabei ist der Sperrschieber 56 mit der Tachometerwelle über eine Verzahnung, ein Zahnrad 62 und eine
Welle 61 gekuppelt. Die Schlagbolzen 57 sind mit
Ausnehmungen 58 versehen, in die Sperrklinken 60 eingreifen, wobei die Sperrklinken 60 mit einer
Zugvorrichtung 31 verbunden sind, die mit der beim Aufprall der Stoßstange 2 betätigten Auslösevorrichtung
19 gekuppelt ist. Die Auslösung kann auch durch einen an der Anprallscite der Stoßstange angebrachten
elektrischen Kontakt, einen Bügel od. dgl. erfolgen.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird ein Seil 16, welches an der Stoßstange 2 befestigt
ist, von einer Spiralfeder 39 durch Drehung einer Trommel 22 eingeholt. Dadurch gleitet ein Finger 26 aus
einer an der Trommelinncnseite angeordneten Nut 24 in eine schräg wegführende Verbindungsnut 25 und zu
einer Nut 24'. Die Verbindungsnut 25 ist so gerichtet, daß der Finger 26 aus seiner Ausgangslage in der Nut 24
nur bei einer Rückholung des Seiles 16 in die Verbindungsnut 25 gleiten kann. Dieses Hineingleiten
wird durch eine Zug-Druckfeder 28 unterstützt, deren neutrale Lage sich zwischen den beiden parallel
zueinander liegenden Nuten 24 und 24' befindet. Der Finger 26 löst nun über einen Auslösestift 29, welcher
durch die Zug-Druckfeder 28 belastet ist, einen Auslösehebel 30, der auf einer Welle 38 gelagert ist,
sowie über eine Zugvorrichtung 31 eine Sperre 60, wodurch die Schlagbolzen 57 eine geschwindigkeitsabhängig
von einem Sperrschieber 56 freigegebene Anzahl von Patronen auslösen. Natürlich könnte diese
Auslösung auch auf elektrischem Wege erfolgen.
Die Trommel 22 wird über ein Getriebe 23, 49 mit dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges gekuppelt
oder von Hand angetrieben. Gemäß dem Ausführungsbeispiel isi in dem Antrieb der Trommel eine über einen
willkürlich vom Fahrer beläligbaren Seilzug 41 in Eingriff bringbare Kupplung 35,42 angeordnet.
Mil der Auslösung dieser Patronen baut sich in der Zylinderanordnung 1 der Druck auf, der notwendig ist,
um dem Fahrzeug die gewünschte Verzögerung zu erteilen. Nun wird bekanntlich der niedrigste Maximum-Verzögerungswert
dann erreicht, wenn die Verzögerung möglichst konstant auf dem ganzen Weg verteilt
werden kann. Ein zu starkes Ansteigen des Arbeitsdrukkes in der Zylinderanordnung 1 auf Grund der
Volumenverminderung ist daher möglichst zu vermeiden, um so mehr als sonst an der Trommel 22 eine
eigene Sperre gegen das Zurückprallen vorgesehen werden müßte. Bei der gezeigten Ausführungsform wird
bei der Einholbewcgung des Seiles 16 und der Bewegung des Auslösestifics 29 und des Hebels 30 auch
ein auf der Welle 38 sitzender Hebel 40' und ein Seilzug 40(F ig. 3) bewegt, welcher ein Auslaßventil 103 (F ig. 7,
8) freigibt.
Der Querschnitt, den das Auslaßventil 103 freigibt, kann vorzugsweise variabel und abhängig von der
Geschwindigkeit gewühlt werden. Im Ausführungsbeispiel wird ein variabler Vcntilquerschnitt durch eine
dauernd vom Geschwindigkeitsmesser aus gesteuerte Verkürzung oder Verlängerung des Seilzuges 40
erreicht. Hierzu wird eine Welle 104 vom Tachometer bewegt, und diese verdreht über eine Verzahnung eine
Walze 105, wodurch diese auf Grund des feststehenden, in eine Nut 106 der Walze 105 eingreifenden Zuges 40
her- oder hingeschoben wird. Dadurch kommt eine Abschlußplattc 107 des Seilzuges 40 in verschiedene
Abstände von einer auf dem Auslaßventil 103 befestigten Führung 108. Der Leerlauf des Seilzuges 40
wird auf diese Weise vergrößert oder verkleinert und damit die Öffnung des Auslaßventils geschwindigkeitsabhängig
gesteuert.
Die öffnung des Auslaßventils 103 richtet sich nach
der Gasdurchsatzkapazität, die erreicht werden muß, um den geplanten Druckverlauf zu erhalten. Die
Stoßstange 2 ist an der Zylinderanordnung 1 schrägstellbar, beispielsweise mittels seitlich bewegbarer
Bolzen 71 (Fig. 5 und 6) gelagert, die in Hülsen 67 drehbar sind, Gummipuffer 68 und 70 tragen und durch
eine Feder 69 belastet sind. Zum Durchtritt der Zylinderanordnung 1 ist die Stoßstange 2 mit Schlitzen 7
versehen. Durch diese Schrägstellungsmöglichkeit wird
z. B. beim Aufprall gegen einen Baum durch die Stoßstange meist eine schiefe Ebene gebildet, die das
Fahrzeug zur Seite bewegt, wodurch nicht die gesamte Bewegungsenergie an diesem Hindernis aufgezehrt
werden muß. Begünstigt wird dieser Vorgang noch durch eine Rohrverbindung 18 zwischen beispielsweise
zwei Zylinderanordnungen 1, wodurch die Beaufschlagung einer Zylinderanordnung I leichter ist als die der
beiden Zylinderanordnungen 1 zugleich. Zweckmäßigcrwcisc wird die Stoßstange so ausgeführt, daß sie
sich bis zu einem geplanten Verzögerungswert nichl verformt. Nach einem Aufprall wird die Stoßstange 1
durch den jeweiligen noch verbliebenen Restdruck ir der Zylinderanordnung 1 wieder auf die volle Ausfahrlänge
gebracht. Dadurch wird das Seil 16 aus dei Trommel 22 gezogen, und der Finger 26 gleitet von dei
Nut 24 in die Verbindungsnul 25 und in die Nut 24' wobei der Auslösestift 29 bewegt wird und über der
Hebel 30 und die Welle 38 den Hebel 40' und der Seilzug 40 das Auslaßventil 103 schließt. Hierdurch wire
ein weiterer rascher Druckabfall vermieden, und da: Auslaßventil wird erst wieder geöffnet, wenn da;
Fahrzeug erneut gegen ein Hindernis prallt.
Das als Mittel zur Kraftübertragung und Vernichtuni der Bewegungsenergie dienende expandierende Druck
so gas kann zweckmäßigerweise am besten durch di(
Zündung von Patronen mit einer geeigneten Pulverfül lung, die explodierend oder verbrennend zusammenge
setzt sein kann, erhalten werden. Natürlich ist auch di< Verwendung eines zündbaren komprimierten Gase:
od. dgl. möglich.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Stoßfänger für Kraftfahrzeuge mit einer Stoßstange, deren Abstand vom Fahrzeugaufbau
mittels einer oder mehrerer am Fahrzeug befestigter, aus jeweils mindestens zwei teleskopartig
ineinander verschiebbaren Zylindern bestehender Zylinderanordnungen durch Beaufschlagung mit
einem expandierenden Medium veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der das
Ausschieben der Stoßstange (2) bewirkende, in bekannter Weise selbsttätig beim Aufprall eines vor
der Stoßstange (2) vorgesehenen elektrischen Kontaktes, Bügels od. dgl. auf ein Hindernis oder is
willkürlich in bekannter Weise durch Betätigung eines elektrischen Auslösers durch den Fahrer
mittels eines Druckerzeuger (20) erzeugte Druck des expandierenden Mediums beim Zurückschieben
der Stoßstange (2) durch eine zusätzliche Druckerzeugung erhöht wird, daß in der Zylinderanordnung
in bekannter Weise ein oder mehrere Auslaßöffnungen bzw. Auslaßventile (103) vorgesehen sind und
daß die Stoßstange (2) gegenüber dem Fahrzeugaufbau in bekannter Weise durch gelenkige bzw. seitlich
verschiebbare Verbindungen mit den Zylinderanordnungen (1) schrägstellbar verbunden ist.
2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsquerschnitte der Auslaßöffnungen
(103) mit zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit vergrößert werden.
3. Stoßfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Druckerzeuger (20)
Patronenlager (53) für mehrere Patronen (54) angeordnet sind, wobei für jedes Patronenlager (53)
ein Schlagbolzen (57) bzw. eine elektrische Zündeinrichtung vorgesehen ist, und daß zwischen den
Patronenlagern (53) und den Schlagbolzen (57) ein in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit
verstellbarer Sperrschieber (56) gelagert ist, der eine der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechende Anzahl
von Schlagbolzen (57) freigibt, bzw. eine entsprechende Anzahl von elektrischen Kontakten
der elektrischen Zündeinrichtung einschaltet.
4. Stoßfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrschieber (56) mit der
Tachometerwelle über eine Verzahnung, ein Zahnrad (62) und eine Welle (61) gekuppelt ist.
5. Stoßfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlagbolzen (57) mit Ausnehmungen
(58) versehen sind, in die Sperrklinken (60) eingreifen, wobei die Sperrklinken (60) mit einer
Zugvorrichtung (31) verbunden sind, die mit der beim Aufprall der Stoßstange (2) betätigten
Auslösevorrichtung (19) gekuppelt ist.
6. Stoßfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung (19) eine durch
eine Spiralfeder (39) belastete Trommel (22) zur Aufwicklung eines an der Stoßstange (2) befestigten
Seiles (16) aufweist, wobei an der Innenseite des bO
Trommelmantels Nuten (24, 24') angeordnet sind, die durch eine schräge Nut (25) untereinander
verbunden sind und in die ein Finger (26) eingreift, der sich auf einem Auslösestift (29) befindet, welcher
durch eine Zug-Druckfeder (28) belastet ist, wobei t,i der Finger (26) in der neutralen Lage der
Zug-Druckfeder (28) zwischen den zwei senkrecht zur Drehachse der Trommel angeordneten Nuten
(24,24') liegt und bei einer durch die Spiralfeder (39) bewirkten Rückdrehung der Trommel (22) in die
schräge Nut (25) eindringt, wodurch der Auslösestift (29), der mit einem an der Zugvorrichtung (31)
angreifenden Auslösehebel (30) gekuppelt ist, bewegt wird.
7. Stoßfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (22) über ein Getriebe
(23,49) mit dem Antriebsmotor des Kraftfahrzeuges kuppelbar oder von Hand antreibbar ist.
8. Stoßfänger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Antrieb der Trommel einer
über einen willkürlich vom Fahrer betätigbaren Seilzug (41) in Eingriff bringbare Kupplung (35, 42)
angeordnet ist.
9. Stoßfänger nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Austrittsquerschnitte der Auslösehebel (30) auf einer Welle
(38) befestigt ist, mit der über einen Hebel (40') ein Seilzug (40) zur Betätigung des Auslaßventils (103)
verbunden ist.
10. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Stoßstange (2) hineinragenden
Enden der Zylinderanordnungen (1) mit Bolzen (71) versehen sind, die an beiden Seiten Gummipuffer
(68, 70) aufweisen und in horizontalen Schlitzen (7) der Stoßstange (2) seitlich gegen Federn (69)
verschiebbar sind.
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