DE1904053C3

DE1904053C3 - Stoßfänger für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE1904053C3
Application number: DE1904053A
Authority: DE
Inventors: Hubert Wien Granig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-02-05
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1978-09-14
Also published as: US3729221A; GB1257078A; AT293201B; DE1904053A1; DE1904053B2

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 DE-AS 10 93 233 und die US-PS 28 73 994 hingewiesen. Bei dem Stoßfänger gemäß der DE-AS 10 93 233 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. 'Λοο Sekunde, wäre mit einer Pump/ 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 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 Ausfahrweite 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 ω 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 fv> 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 weichem ein Explosionigemisih beim Zurückgehen der Stoßstange oder durch den Fahrer zur Entzündung gebracht wird. Dort wird aber der eigentliche Aufprallstoß von Stoßfangfedern aufgenommen, welche durch die Zündung 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 F i g. 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 Teieskopvorrichtungen von Stoßfängern ergibt sich durch den Spalt zwischen den einzelnen Zylinderrohren ein Luftpolster, weiches 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 dem Druckerzeuger 20 sind zu 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, bivv. eine entsprechende Anzahl von elektrischen Kontakten der elektrischen Zündeinrichtung einschaltet. Dabei ist der Sperrschieber 56 mit der Tachomcterwelle über eine Verzahnung, ein Zahnrad 62 und eine

Welle 61 gekuppelt. Die Schlagbolzen 57 sind mil 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 Anprallseite der Stoßstange angebrachten elektrischen Koniakt, 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 Trommelinnenseite 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 Vcrbindungsnul 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 Palronen 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 angelrieben. Gemäß dem Ausführungsheispiel ist in dem Antrieb der Trommel eine über einen willkürlich vom Fahrer betätigbaren Seilzug 41 in Fingriff bringbare Kupplung 35,42 angeordnet.

Mit 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-Verzögerungsweri 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 Einholbewegung des Seiles 16 und der Bewegung des Auslösestiftes 29 und des Hebels 30 auch ein auf der Welle 38 sitzender Hebel 40' und ein Seilzug 40 (F i g. 3) bewegt, welcher ein Auslaßventil 103 (F i g. 7, 8) freigibt.

Der Querschnitt, den das Auslaßventil 103 freigibt, kann vorzugsweise variabel und abhängig von der Geschwindigkeit gewählt werden. Im Ausführungsbeispiel wird ein variabler Veniilqucrschniit durch eine dauernd vom Geschwindigkeitsmesser aus gesteuerte Verkürzung oder Verlängerung des Scil/.uges 4C erreicht. Hierzu wird eine Welle 104 vom Tuchomctci bewegt, und diese verdreht über eine Verzahnung eint Walze 105. wodurch diese auf Grund des feststehenden in eine Nut 106 der Walze 105 eingreifenden Zuges 4t her- oder hingeschoben wird. Dadurch kommt eint Abschlußplatte 107 des Scil/ugcs 40 in verschiedene Abslande von einer auf dem Auslaßventil 10: befestigten Führung 108. Der Leerlauf des Scil/.uges 4( wird auf diese Weise vergrößert oder verkleinert unc damit die Öffnung des Auslaßventils geschwindigkeit«! abhängig gesteuert.

Die öffnung des Auslaßventils 103 richtet sich nach der Gasdurchsatzkapaziiät, die erreicht werden muß um den geplanten Druckvcrlauf zu erhalten. Dit Stoßstange 2 ist an der Zylinderanordnung 1 schräg stellbar, beispielsweise mittels seitlich bewegbarei Bolzen 71 (Fig. 5 und 6) gelagert, die in Hülsen 6i drehbar sind. Gummipuffer 68 und 70 tragen und durch eine Feder 69 belastet sind. Zum Durchtritt dei Zylinderanordnung 1 ist die Stoßstange 2 mit Schlitzen Ϊ versehen. Durch diese Schrägstellungsmöglichkeit wirt

z. B. beim Aufprall gegen einen Baum durch die Stoßstange meist eine schiefe Ebene gebildet, die da: Fahrzeug zur Seite bewegt, wodurch nichl die gesamte Bewegungsenergie an diesem Hindernis aufgezehr werden muß. Begünstigt wird dieser Vorgang noch durch eine Rohrverbindung 18 zwischen beispielsweise zwei Zylinderanordnungen 1, wodurch die Beaufschla gung einer Zylinderanordnung 1 leichter ist als die dei beiden Zylinderanordnungen 1 zugleich. Zweckmä ßigerweise wird die Stoßstange so ausgeführt, daß si( sich bis zu einem geplanten Verzögerungswert nich verformt. Nach einem Aufprall wird die Stoßstange ; durch den jeweiligen noch verbliebenen Restdruck ir der Zylinderanordnung 1 wieder auf die volle Ausfahr länge gebracht. Dadurch wird das Seil 16 aus dei Trommel 22 gezogen, und der Finger 26 gleitet von dei Nut 24 in die Verbindungsnut 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 dei Seilzug 40 das Auslaßventil 103 schließt. Hierdurch win 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 Vernichtunj der Bewegungsenergie dienende expandierende Druck gas kann zweckmäßigerweise am besten durch dii Zündung von Patronen mit einer geeigneten Pulverfül lung, die explodierend oder verbrennend zusammenge setzt sein kann, erhalten werden. Natürlich ist auch dii Verwendung eines zündbaren komprimierten Gase od. dgl. möglich.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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 willkürlich in bekannter Weise durch Betätigung eines elektrischen Auslösers durch den Fahrer mittels eines Druckerzeugers (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) J5 ein Schlagbolzen (57) bzw. eine elektrische Zündeinrichtung vorgesehen ist, und daß zwischen den Patronenlagern (53) und den Schlagbolzen (57) ein in Abhängigkeit von der Fahrzeuggesctiwindigkeit 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 Ausnehmun- to gen (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 e>o 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 Auslöseslift (29) befindet, welcher durch eine Zug-Druckfeder (28) belastet ist, wobei n^r> der I -inger (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.