DE2012033A1

DE2012033A1 - Auffahrschutzvorrichtung

Info

Publication number: DE2012033A1
Application number: DE19702012033
Authority: DE
Inventors: Karl 7900 Ulm P Kassbohrer
Original assignee: Karl Kassbohrer Fahrzeugwerke GmbH, 7900 Ulm
Priority date: 1970-03-13
Filing date: 1970-03-13
Publication date: 1971-10-14
Also published as: DE2012033B2; US3733096A; FR2084631A5; CA935466A; CH530291A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Auffahrschutzvorrichtung mit einem Stoßaufnahmekörper und einer Abstützvorrichtung, insbesondere als Unterfahrschutzvorrichtung für relativ hoch die Fahrbahn überragende Fahrzeugteile.

Es sind bisher noch keine Vorrichtungen der eingangs genannten Art beksnnt geworden, die den Wünschen der Fachwelt gerecht werden. So soll sich eine derartige Auffahrschutzvorrichtung möglichst ohne zusätzlichen Aufwand am Heck von Nutzfahrzeugen und ggebenenfalls auch in verkleinerter, stoßstangenähnlicher Form aush an der Vorderseite von Personenkraftwagen derart anordnen lassen, daß im Falle eines Auffahrunfalles, beispielsweise durch einen Personenkraftwagen, ein Unterahren des relativ hoch die
Fahrbahn überragenden Heckteiles des Lastkraftwagens mit Sicherheit verhindert wird. Ein Abscheren des Daches oder sonstiger Aufbauten eines Personenkraftwagens muß dabei
nicht nur verhindert, sondern darüberhinaus auch gleichzeitig die Aufprallwirkung durch Arbeitsaufnahme infolge Verformung des Stoßaufnahmekörpers zumindest sowiet gemildert werden, daß die Insassen des Personenkraftwagens weitgehend geschützt sind.

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E ine weitere Forderung bei derartigen Auffnhrschutzvorrichtungen besteht darin, daß die Aufprallki äfte nicht direkt oder zumindest erst dann auf den Rahmen des Nutzfahrzeuges übertragen werden dürfen, wenn das Arbeitsaufnahmevermögen des eigentlichen Stoßaufnnhmekörpers durch die Aufprallenergie erschöpft ist. Andererseits soli der Stoßaufnahmekörper nach leichteren Verformungen möglichst wiederverwendbar, zumindest leicht auswechselbar sein.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der beschriebenen Gattung so auszubilden und zu verbessern, daß durch Anpassungsfähigkeit ein und derselben Grundkonstruktion ein weiter Bereich der anstehenden Auffahrprobleme funktionssicher und mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand sowie weitgehend fahrzeugunabhängig, beherrschbar sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß die Abstützvorrichtung einen Spal ' -.fVousE, in den der Stoßaufnahmekörper bei einem auf ihn au f treffenden Stoß unter Arbeitsaufnahme eintreibbar ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird unter der Wirkung eines auf den Stoßaufnahmekörper der Auffahrschutzvorrichtung ausgeübten Stoßes, z.B. durch einen auffahrenden Personenkraftwagen, neben der durch die Verformung des Stoßaufnahmekörpers erfolgenden Arbeitsaufnahme zusätzlich durch Reibung und zusatzliche Verformung des Stoßaufnahmekörpers in dem Spalt weitere Aufprallenergie vernichtet. Das erfindungsgemäße Eintreiben des Stoßaufnahmekörpers in den Spalt bewirkt ober nicht nur eine zusätzliche Vernichtung von kinetischer Energie, ohne daß die räumlichen Abmessungen der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen

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vergrößert werden müßten, sondern darüberhinaus tritt auch gleichzeitig eine Relativverschiebung zwischen dem Stoßaufnahmekörper beim Eintreiben in ce n Spalt gegenüber der Abstützvorrichtung auf. Jeglicher elastische Rückstoß ist dadurch mit Sicherheit ausgeschlossen. Darüberhinaus bewirkt die rückstoßfreie Energievernichtung eine Entlastung der Abstützvorrichtung, d.h. eine Verminderung der Gefahr des Verformens des Rahmens des Nutzfahrzeuges und gleichzeitig eine stoßmildernde Wirkung gegenüber dem aufgefahrenen Fahrzeug. Die Wirkung der erf in dung s gemäß en Auffahrschutzvorrichtung ist dementsprechend in mindestens drei, für die Beurteilung derartiger Vorrichtungen wesentlichen Punkten, auf überraschend einfache Weise merklich verbessert. Zudem läßt die erfindungsgemäße Ausbildung eine Vielzahl von Variationen zu, wodurch sich einfache Dämpfungsprobleme bis in die Größenordnung von Auff nhr Schutzvorrichtungen für Schienenfahrzeuge, beispielsweise auch Prellböcke, bewältigen lassen.

So läßt sich nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die zusätzliche Arbeitsaufnahme dadurch vergrößern, daß der Spalt in Aufprallrichtung verjüngend ausgebildet ist.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Abstützvorrichtung einen Stützkörper aufweist, der als Wanne oder Rinne mit den Spalt bildenden Spalträndern ausgebildet ist. Wesentlich ist dabei, daß der Stoßaufnahmekörper, der zuerst auf seiner Aufprallseite eine Verformung erfährt, weiterhin beim Eintreiben in den Spalt zusätzlich verformt wird, wobei durch Reibung gegenüber dem Spalt eine zusätzliche Arbeitsaufnahme erfolgt, durch den in Aufprallrichtung hinter dem Spalt

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unter Bildung eines Hohlraums, vorzugsweise geschlossenen Stützkörper unter Erzeugung von Reibung eine zusätzliche Verformung erfährt,wodurch ein zusätzlicher Anteil an Aufprallenergie vernichtet wird. Dabei läßt sich durch entsprechende Staffelung der zumindest rechnerisch hintereinnndergeschnltet zu behandelnden Arbeitsaufnahmekapazitäten die Kennlinie der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung in einem weiten Bereich den jeweiligen Erfordernissen anpassen, ohne daß dafür aufwendige Versuche oder von der Grundkonzeption wesentlich abweichende Ausbildungen erforderlich sind. Beispielsweise kann der Spalt des Stützkörpers zur Erhöhung der Arbeitsaufnahme bzw. der Reibung nicht nur in Aufprallrichtung verjüngend sondern darüberhinaus auch abgestuft oder gewellt ausgebildet sein und bzw. oder eine Mehrfachspalt anordnung aufweisen, die hinter- und bzw. oder nebeneinander vorgesehen sein kann. Außerdem kann die der Aufprallseite abgewandte Seite des Stützkörpers in einen weiteren Spalt übergehen.

Im Gegensatz zu den bekannten Auffahrschutzvorrichtungen sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen zur gleichzeitigen und bzw. oder abgestuften Arbeitsaufnahme nicht auf die Anwendung in der Horizontal ebene des Aufprallstoßes beschränkt. Vielmehr ist nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß der Spalt aufweitbar ist. Hierbei nimmt im wesentlichen der Stützkörper Aufprall energie auf. Gleichzeitig wird der Aufprallstoß durch die entsprechend dem Aufweitungsgrad erfolgende zusätzliche Relativbewegung zwischen dem Stoßaufnahmekörper und der Abstützvorrichtung relativ stark gedämpft. Ist beispielsweise die Auffahrschutzvorrichtung als Unterfahrschutz am Heck eines Nutzfahrzeuges mit relativ großem Eigengewicht angeordnet, so kann es von besonderem Vorteil sein, wenn sich der Spalt quer zur Aufprallrichtung,

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insbesondere in vertikaler Richtung, d.h. auf die Fahrbahn zu, aufweiten läßt. In diesem Fall besteht in der Regel keine Gefahr, daß durch den Aufprall das Heck des Nutzfahrzeuges angehoben wird. Vielmehr sind das Nutzfahr-·-- zeug durch sein Eigengewicht und der infolge der Aufweitung des Spaltes quer zur Aufprallrichtung ausweichende Stützkörper gemeinsam bemüht, die unter die Heckkontur des Nutzfahrzeuges eingedrungenen Teile des aufgefahrenen Fahrzeuges rückstoßfrei abzufangen. Dabei wird sich in der Regel eine zusätzliche Reibung zwischen dem aufgefahrenen Fahrzeug und der Fahrbahn sowie gegenüber dem Stoßaufnahmekörper einstellen, woraus wiederum eine zusätzliche Vernichtung von Aufprall energie resultiert. Der Spalt kann hierzu eine gewisse Eigenelastizität aufweisen und bzw. oder der Spalt bzw. der Stützkörper eine Sollknickstelle aufweisen, damit der Aufweitvorgang und insbesondere das Ausknicken jeweils bei einer vorbestimmbaren Belastung erfolgt.

Zweckmäßig ist es auch, den Spalt elastisch gegen die Wirkung von Federn aufweitbar zu gestalten, Durch die Auslenkung dieser Federn wird zwar keine zusätzliche Aufprallenergie vernichtet aber gespeichert. Da die Federn in der Spaltebene, d.h. senkrecht bzw. quer zur Aufprallrichtung wirken, kommt eine Freigabe dieser gespeicherten Energie einer Energievernichtung gleich. Dabei kann die Freigabe der senkrecht zur Aufprallrichtung gespeicherten Energie sogar zu einer zusätzlichen Vernichtung von Aufprallenergie führen, insbesondere dann, wenn die Spaltränder durch Federkraft in beim Aufprallstoß im Stoßaufnahmekörper gebildete Querfalten eintreten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Spaltränger durch Druck- und bzw. oder

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Zugglieder miteinander verbunden sind und diese eine, ab einer vorgebbaren Belastung wirksam werdende Sollbruchstelle aufweisen. Dadurch läßt sich insbesondere in Verbindung mit Federn, das Aufweiten des Spaltes auf sehr einfache Weise den jeweiligen Erfordernissen anpassen. So kann beispielsweise durch Verwendung von Federelement en mit mehr oder weniger langem Federweg quer zur Aufprallrichtung eine relativ große Arbeitsaufnahme vorgesehen werden, bis die Zugglieder nach Überwindung einer elastischen Maximalerweiterung des Spaltes unter der vorgesehenen Belastung an den SoHbruchsteilen brechen und der Spalt im nichtelastischen Bereich weiter erweitert und verformt wird. Dabei bringt jeder dieser einzelnen Verformungsschritte wieder eine zusätzliche Arbeitsaufnehme mit sich, wobei das Gesamtarbeitsaufnahmevermögen der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung auf der Grundlage der Verdrängungsdämpfung und der dadurch begründeten räumlichen Ausweichbewegung wesentlich größer ist und vor allem wesentlich besser den ersten Auffahrstoß rückstoßfrei abzudämpfen vermag als das mit den bekannten Auffahrschutzvorrichtungen möglich ist.

Die Anpassungsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht es auch, daß für den Stoßaufnahmekörper praktisch jedes Material Verwendung finden kann, das eine entsprechend hinreichende Arbeitsaufnahme durch Verformung zuläßt. Im Gegensatz zu den Stoßaufnahmekörpern bei den bekannten Auffahrschutzvorrichtungen muß dabei aber nicht unbedingt der größere Teil der Aufprallenergie im Stoßaufnahmekörper selbst vernichtet werden, wozu in Horizontnlrichtung, einen gedämpften Stoß vorausgesetzt, schon allein die räumlichen Unterbringungsmöglichkeiten für die dafür erforderliche Dicke des Stoßaufnahmekörpers nicht gegeben wären, sondern es soll vielmehr ein wesentlicher Anteil an Aufprallenergie an den Spalt, an den Stützkörper und die Abstützvorrichtung übsrtrogen und dort umgesetzt bzw. vernichtet vrerden . So kann bei-

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spielsweise der erfindungsgemäße Stoßaufnahmekörper aus Gummi bestehen, ohne daß befürchtet werden muß, daß ein schädlicher Kucketof auftritt. Wesentlich ist, daß jeweils die beim Aufprall wirkenden Längskräfte in Querkräfte umgewandelt werden*

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Stoßaufnahmekörper aus einem Material aus Kunststoff besteht, dessen .Zusammendrückbarkeit ein vielfaches seiner Querdehnung beträgt. Bei Verwendung derartiger Materialien lassen sich relativ weiche und kleinvolumige Auf fahr schutz vorrichtung en für extreme Bedingungen in relativ niederer Bauform erstellen, so daß die erfindungsgemäßen Auf fahr schutzvorrichtungen auch für Personenkraftwagen in Betracht gezogen sowie anstelle üblicher Stoßstangen verwendet werden können, ohne daß die Bodenfreiheit oder die Fahrzeugkontur zu sehr beeinträchtigt wird. Darüberhinaus wirkt sich das unterschiedliche Verhältnis zwischen Zusammendrückbarkeit und Querdehnung dahingehend günstig aus, daß derartige Stoßaufnahmekörper in der Lage sind, einen extrem weichen Anfangstoß bei sehr großer Endkraftaufnahme zu gewährleisten» Außerdem ist derartigen Kunststoffen zu eigen, daß sie, abgesehen von extremen Belastungsfällen, so gut wie keine Abnützung ser scheinung en zeigen und eine lange Lebensdauer aufweisen.

Für die Funktion der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung ist es an sich belanglos, ob der Stoßaufnahmekörper in Bereit sch aft stellung —in Auffahrrichtung gesehen— vor dem Spalt gelagert Lest oder, bereits in den Spalt eingreift. Es kann sogar eine Stoßstange oder ein sonstiges Teil des auffahrenden Fahrzeuges als Lagerung für den Stoßaufnahmekörper in Betracht gezogen oder letzterer selbst als eine Art Stoßstange ausgebildet werden, beispielsweise in PiIzf ο rm.

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Insbesondere aus räumlichen Gründen dürfte es aber in den meisten Anwendungsfällen vorteilhaft sein, den Stoßaufnahmekorper mit einer Einschnürung zu versehen und den Stoßaufnahmekorper ausschließlich mit dieser Einschnürung in dem Spalt zu lagern. Zusätzliche Haltemittel sind dann nicht erforderlich, wodurch weitere Gefahrenquellen bei Auffahrunfällen entfallen.

Zur Sicherstellung der Funktion der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung bei extremer Überlastung und zugleich auch, um die erfindungsgemäße Konstruktion weitestgehend von Fahrzeugtypen unabhängig zu halten, ist nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die Abstützvorrichtung eine Halterung für den Stützkörper aufweist, die aus einer Aufhängung im Bereich über dem Spalt und einer auf dem der Aufprallseite abgewandten unteren Bereich des Stützkörpers angreifenden Verstrebung besteht. Bei einer derartigen Halterung wird die Aufhängung auf Zug und die Verstrebung auf Druck beansprucht, wobei nach Überlastung ein Ausknicken der Verstrebung eintritt und der Stoßaufnahmekorper unter zusätzlicher Arbeitsaufnahme eine gewisse Kippbewegung gegenüber der Aufhängung erfährt, so daß die dann noch verbleibende Restaufprallenergie in der Regel zu klein sein dürfte, um den Stoßaufnahmekorper samt Stützkörper vollständig aus der Halterung zu reißen. Wesentlich ist hierbei, daß die er findung sgeraäße Halterung so bemessen ist, daß eine Verformung ihrer Teile erst ganz zuletzt bei extremer Aufprallbelastung auftritt und daß andererseits durch die Verformung der Halterung im Regelfall so gut wi e keine Verformungen am Fahrzeugrahmen auftreten.

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung hervor« Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema einer am Heck eines relativ hoch über die Fahrbahn ragenden Nutzfahrzeuges angeordneten erfindungsgemäßen Auffahr schutzvorrichtung, Fig. 2 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorriehtung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Auffahrschutzvorrichtung nach Fig. 2, und

Fig. 4 und 5 weitere Ausführungsformen von Stoßaufnahmekörpern·

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, setzt sich die erfindungsgemäße Auffahrschutzvorrichtung aus einem Stoßaufnahmekörper 1 und einer Abstützvorrichtung 2 und 3 zusammen, die gegenüber ersterem einen Spalt k_t 5 bildet. Der Stoßaufnahmekörper 1, der in Fig. 1 nachgiebig am Heck 6 eines durch einen Rahmen 7 und Aufbauteile 8 angedeuteten Nutzfahrzeuges 9 aufgehängt ist i wird durch einen, von einem auffahrendenFahrzeug 10 erzeugten Auffahrstoß in Richtung des Pfeiles 11 in den Spalt k,5 eingetrieben und dabei sowohl durch das auffahrende Fahrzeug 11 an der Aufprallseite als auch durch den Spalt k,5 an der dem Aufprall abgewandten Seite verformt, wobei die Aufprallenergie vernichtet wird.

Aus den Fig. 2 und 3 sind weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung ersichtlich. So ist in Fig. 2 der Stoßaufnahmekörper 1 nicht dreieckförmig wie in Fig. 1 ausgebildet, sondern weist einen Querschnitt auf, der sich aus zwei unterschiedlich großen und ineinander übergehenden, ovalen Querschnittsteilen 12 und 13 zusammen-

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setzt. Der Übergang vom größeren Querschnittsteil 12 in Aufprall richtung 11 auf den kleineren Querschnittsteil 13 ist als Einschnürung 14,15 ausgebildet. Diese besondere Ausbildung ist dann von Vorteil, wenn der Stoßaufnahmekörper 1 aus einem Material aus Kunststoff besteht, dessen Zusammendrückbarkeit ein Vielfaches seiner Querdehnung beträgt. Ebenfalls in Abhängigkeit des für den Stoßaufnahmekörper 1 verwendeten Materials ist dessen Breite, d.h. die Quererstreckung gegenüber einer in den Fig. 1 und 2 durch Schraffierung angedeuteten Fahrbahn l6, sowie dessen Dicke, d.h. die Längserstreckung in Auffahrtrichtung 11, gewählt, unter jeweiliger Berücksichtigung der maximalen Belastung und des Arbeitsaufnahmevermögens der gesamten Auffahrschutzvorrichtung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht die Breite des größeren Querschnitteiis 12 des Stoßaufnahmekorpers 1 etwa dessen Dicke, während die Breite des kleineren Querschnitteiis 13 größer ist als der kleinste Abstand der Spaltränder 4 und 5»

Der Stoßaufnahmekörper 1 ist in Fig. 2 ausschließlich in Spalträndern k und 5 eines Stützkörpers 17 gelagert, der einen im wesentlichen kreisförmigen Grundquerschnitt nufweist. Der Stützkörper 17 ist auf der Aufprallseite offen und deckt den Stoßaufnnhmekörper 1 nur teilweise, d.h. im wesentlichen nur dessen kleineren Querschnitteil 13 ab. Dieser füllt in der in der Zeichnung dargestellten Stellung den Stützkörper 17 nur bis zu etwa 1/3 seines Querschnitts aus, so daß ein Hohlraum l8 zwischen der der Aufpralls ei te abgewandten Seite des Stoßaufnahmekorpers 1 und der Innenwandung 19 des Stützkörpers 17 verbleibt. Die Innenwandung des Stützkörpers kann als relativ oberflächenrnuhe Schelle ausgebildet und mit dem Eintreiben des Stoßnu fri nhmekorpers in den Spalt 4,5 entgegenwirkenden Wand erhöhung en L?;. versrhet;

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sein. Beim Verformen des elastischen Stoßaufnahmekörpers erzeugen letztere einen gewissen zusätzlichen Reibungswiderstand. Dementsprechend ist die Verformungsarbeit und die damit verbundene Vernichtung von Aufprallenergie durch den Stoßaufnahmekörper 1 dann bereits besonders groß, bevor er durch völliges Ausfüllen des Hohlraumes 18 und Anliegen an der Schale 19 erneut zu einer zusätzlichen Aufnahme von Aufprallenergie kommt. Der in der Zeichnung mit etwa einem Drittel seiner Dicke in den Spalt 4, 5 eingesetzte Stoßaufnahmekörper 1 wird beim Eintreiben durch nach außen gewölbte Rollflansche 20,21 unter Vermittlung von zusätzlicher Reibung geführt, in welche die Spaltränder 4,5 des Stützkörpers 17 auslaufen. Eine allseitige geschlossene Außenhaut la, die, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, mit einer Riffelung Id versehen sein kann, macht den Stoßaufnahmekörper 1 noch widerstandsfähiger. Schlitzförmige oder röhren- bzw. kugelförmige Hohlräume Ib bewirken darüber hin aus, daß die Aufprallkräfte im wesentlichen unabhängig von der Aufprallrichtung und der Aufprallstelle jeweils im mittleren Bereich des Stoßkörpers wirksam sind. Für eine derartige selbsttätige Zentrierung des Aufpralls kann es auch von Vorteil sein, daß der Stoßaufnahmekörper 1 Durchbrüche Ic aufweist, die gegenüber den Zugankern 24 hinreichend Spiel belassen, damit der Stoßaufnahmekörper sich unter der Wirkung des Aufpralls entsprechend ausrichten kann. Wie Fig. 5 zeigt, kann auch die äußere Form des Stoßaufnahmekörpers den zu erwartenden Belastungsfällen angepaßt werden. Beispielsweise ist eine Pulzform mit konvex ausgebildeter Kappe sehr günstig.

Der Stützkörper 17 kann in sich starr, aber auch derart in sich elastisch ausgebildet sein, daß die Spaltränder 4,5' aufweitbar sind. Eine Ausbildung als Wanne oder Rinne 22, wie-in Fig. 2 dargestellt, bietet hinsichtlich Elastizität und Kraftaufnahme insbesondere dann günstige Voraussetzungen, wenn die Spaltränger 4,5 unter der Wirkung von Federn 23 stehen' und bzw, oder durch Druck- und bzw. oder Zugglieder

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miteinander verbunden sind. Eine sehr einfache und robuste sowie vor allem funktionssichere Verbindung der Spaltränder k und 5 ist aus Fig. 2 ersichtlich, wo ein Zuganker 2k, ausgehend von einer Aufhängung 2 über dem oberen Spaltrand k diesen und in Spaltebene den Stoßaufnahmekörper 1 sowie den unteren Spaltrand 5 durchdringt und von unten eine Verstärkung 26 sowie ein auf die Verstärkung wirkendes Federelement 23 mit einer Schraubenmutter 27 hält, mittels dem sich der mit seiner Einschnürung 14,15 zwischen den Spalträndern 4,5 liegende Stoßaufnahmekörper 1 vorspannen läßt. Die Bruchbelastung eines derartigen Zugankers kann durch eine oder mehrere Sollbruchstellen 25 ohne besonderen Aufwand den gewünschten Belastungsverhältnissen angepaßt werden, so daß stets Gewähr gegeben ist, daß der Zuganker erst nach Ausnutzung der Arbeitsaufnahmekapazität des Stoßaufnahmekörpers 1, der Spaltränder k und 5 sowie des Stützkörpers bricht. Am günstigsten ist es, die Sollbruchstelle 25 nahe der Schraubenmutter 27 oder im Bereich des Federelements 23 anzuordnen, weil dort der Bolzen nur durch Längskräfte beansprucht wird und dementsprechend nur bei hinreichend starker Längsbelastung abreißen kann. Vor dem Abreißen des Zugankers 2'i verformt sich jedoch die Schale 19 des Stützkörpers 17 unter der Wirkung des Stoßaufnahmekörpers 1. Damit der Stützkörper 17 eine ausreichende Festigkeit aufweist und trotzdem in Leichtbauweise erstellt werden kann, sind außen am Stützkörper 17 Verstärkungen 26 mit vorzugsweise geschlossenem Profilquerschnitt vorgesehen, in welche gleichartig ausgebildete Streben 28 einmünden, die von fahrzeugfesten Längsholmen 29 ausgehen und zur Seite und nach unten schräg verlaufen. Zwei Paare dieser Streben 28 bilden eine gemeinsame Verstrebung 30 im unteren, der Aufprall seite abgewandten Bereich des Stützkörpers 17· Die Verstrebung bildet mit dem Stützkörper 17 die eigentliche Halterung 3, welche wiederum durch das Zusammenwirkender Aufhängung 2 mit dem Stützkörper 17 zur eigentlichen Abstützvorrichtung 2,3

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ergänzt wird. Die Verstärkungen 26 des Stützkörpers und die Verstrebung 30 weisen dabei einen derartigen, vorzugsweise geschlossenen Profilquerschnitt auf, daß zumindest ein Profilteil bei Knickungt auf Zug beansprucht wird. Die Aufhängung 2 besteht im wesentlichen aus einer U-förmigen Traverse 31, die von beidseitig der Längsholme 29 ausgehenden Lagerböcken 32 abgestützt ist. Die Traverse 31 ist an ihrem unte- -ren Teil als Widerlager 33 für den oberen Spaltrand k ausgebildet, so daß eine zusätzliche Verstärkung 26, wie am unteren Spaltrand vorgesehen, nicht erforderlich ist. Das Widerlager 33 ermöglicht eine gewisse Kippbewegung des Stützkörpers 17 in Auffahrrichtung IJ.. Außerdem bildet die Traverse 31 ein weiteres Widerlager "$k für die Zuganker 2k.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung ist ebenso einfach wie ihr Aufbau. Unter der Einwirkung eines AufprallStoßes in Auffahrrichtung 11 wird zunächst der nicht vom Stützkörper 17 abgededcte größere Querschnittsteil 12 des Stoßaufnahmekörpers 1 an der Aufprallseite verformt. Abweichungen der Stoßrichtung von der Senkrechten auf den Stoßaufnahmekörper 1, der am Fahrzeugheck, insbesondere an dessen Außenseiten, auch gekrümmt verlaufen kann, zeigen keine negativen Auswirkungen. Der Aufprallstoß wird, je nachdem ob ein in Stoßrichtung relativ weicher oder relativ harter Stoßaufnahmekörper 1 verwendet wird, entsprechend der Verformung des Stoßaufnahmekörpers dabei mehr oder weniger gedämpft. Ist der Stoßaufnahmekörper ganz aus Gummi oder ganz aus einem Kunststoff oder ist der Stoßaufnahmekörper mit einem hinreichend starken Überzug aus einem zumindest in einer Richtung elastischen Material versehen, so \ird der Aufprallstoß zugleich auch akkustisch gedämpft. Der beim Auf treffen von Blech auf Blech auftretende harte Knall läßt sich nämlich weitgehend reduzieren und dadurch die bekannte Lärmschockwirkung weitgehend unterbinden.

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Für die Betrachtung der weiteren Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Auf fahr schutzvorrichtung wird vorerst vorausgesetzt, daß der Stoßaufnahmekörper 1 keilförmig ausgebildet ist und in einen starr abgestützten Spalt 4,5 eingetrieben wird. Es bedarf keiner näheren Erläuterung, daß ein Keil beim Eintreiben in einen konischen Spalt eine relativ große Reibungskraft zu überwinden hat und daß dadurch, auf das Eintreiben des erfindungsgemäßen Stoßaufnahmekörpers in den Spalt bezogen, eil wesentlicher zusätzlicher Anteil an Aufprallenergie vernichtet wird.

Beim Eintreiben des Stoßaufnahmekörpers 1 in den Spalt 4, tritt aber neben der Reibung auch noch eine zusätzliche Verformung des Stoßaufnahmekörpers durch die Spaltränder 4,5 ein, so daß durch diese zusätzliche Verformung nochmals ein weiterer Anteil an Aufprallenergie vernichtet bzw. bei Verwendung eines in sich elastischen Stoßaufnahmekörpers umgewandelt wird.

Bei weiterem Eintreiben eines keilförmigen Stoßnufnahmekörpers kommt dann die Keilspitze an der Innenwandung 19' im Hohlraum 18 des Stützkörpers 17 zum Anliegen, wobei letztere zuerst versucht ist, unter Reibung den Keil umzulenken und im Endeffekt unter weiterer Einwirkung des Stoßaufnahmekörpers 1 zumindest die Schale 19 des Stützkörpers verformt wird. Auch hierbei wird durch die auftretende Reibung und anschließende Verformung jeweils zusätzlich ein Anteil an Aufprallenergie vernichtet.

Unter den eingangs gemachten Voraussetzungen würde demnach der Keil bei weiterem Eintreiben schließlich den Stützkorper 17 zerstören, den Spalt 4,5 sprengen und endlich die Halterung 3 verformen bzw. abreißen, jeweils unter Vernichtung von weiteren Anteilen der Aufprallenergie. Wenngleich diese gestaffelte Vernichtung der Aufprallenergie

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in der Regel für die in Frage stehenden Belastungsfälle bei Auffahrunfällen durch Personenkraftwagen an sich ausreichend ist, so ist die Erfindung doch nicht bei dieser schematisierten Lösung stehengeblieben sondern hat in der im Ausführungsbeispiel gezeigten Lösung wesentliche Verfeinerungen der Dämpfung des Aufprallstoßes und der gleichzeitigen Vernichtung bzw. unschädlichen Umlenkung und anschließenden Vernichtung der Aufprallenergie aufgezeigt.

So wird bei Verwendung eines in Stoßrichtung um ein Vielfaches seiner Querdehnung zusammendrückbaren Stoßkörpers insbesondere der erste Aufprallstoß wesentlich besser gedämpft als bei nur bleibend verformbaren Körpern. An sich könnte auch Gummi oder ein Kunststoff mit ähnlichem elastischen Verhalten wie Gummi als Stoßaufnahmekörper dienen. Jedoch eignen sich Materialien, wie z.B. Zeil-Polyurethan für den vorgesehenen Zweck besonders gut,weil die unterschiedlichen Dehnungsverhältnisse nicht nur eine sehr gute Dämpfung des Anfangsstoßes sondern auch eine relativ niedrige und raumsparende Bauweise erlauben, sowie weniger Maßnahmen zur Vermeidung eines elastischen Rückstoßes erforderlich machen.

Bei Verwendung derartiger Materialien für Stoßaufnahmekörper der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung ergeben sich gegenüber der Verwendung von nur bleibend ver'formbaren Stoßaufnahmekörpern unter anderem folgende wesentliche Unterschiede. Ein in sich elastischer Stoßaufnahmekörper 1 hat nämlich nach Durchtritt durch den Spalt 4,5 das Bestreben zu expandieren, d.h. die Eigenelastizität des Stoßaufnahnekörpers bewirkt, daß dieser im Hohlraum 18 des Stützkörpers 17 zunächst bemüht ist, seine ursprüngliche Gestalt wieder anzunehmen, dabei unter Reibungs-

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Schluß an der Innenwandung 19 zum Anliegen kommt, bei
Anhalten der Belastung den Hohlraum 18 mehr und mehr ausfüllt und dabei erneut unter erneuter Arbeitsaufnahme
zusammengedrückt wird. Der durch den Spalt getretene Teil des Stoßaufnahmekörpers regeneriert sich sozusagen zuerst und ist dann für eine weitere zusätzliche Arbeitsaufnahme bereit, die unter Reibungsschluß gegenüber der Schale 19
eingeleitet wird, in Verformung des Stoßaufnahmekörpers
übergeht und letztlich unter zusätzlicher Verformung und
Vernichtung eines Anteils an Aufprallenergie zur Verformung der Schale 19 sowie der Verstärkungen 26 führt, die den Stützkörper 17 außen kreisförmig umgeben.

Gleichzeitig ist aber durch das weitere Eindringen des Stoßaufnahmekörpers 1 mit seinem größeren Querschnittsteil 12 in den Spalt 4,5 auch eine Aufweitung der Spaltränder 4,5 bedingt, wobei zuerst das Federelement 23 zusammengedrückt wird, bei Erreichen einer bestimmten Belastung, die so bemessen ist, daß zuerst zumindest die Schale 19 des Stützkörpers 17 verformt ist, die Sollbruchstelle 25 des Zugankers 24 reißt und der nachdrängende Stoßaufnahmekörper den unteren Spaltrand 5 gegen die Wirkung der Verstärkung 26 des
Stützkörpers 17 in Auffahrrichtung 11 nach unten wegzudrücken versucht. Jeder dieser Schritte ist mit einer zusätzlichen Vernichtung eines Anteils an Aufprall energie in senkrechter Richtung verbunden. Es versteht sich von selbst, daß der vorab an einem vereinfachten und schematisierten
Ausführungsbeispiel behandelte Ablauf des erfindungsgemäßen Energievernichtungsprozeeses nicht nur einachsig, sondern vielmehr mehr-achsig überlagert erfolgt, d.h. daß die beim Aufprall wirkenden Längskräfte jeweils quer zur Aufprallrichtung, insbesondere auch nach den Seiten hin, in Querkräfte umgewandelt werden. Die auf den Stoßaufnahmekörper einwirkenden Kräfte können auch bevorzugt in eine Richtung

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senkrecht zur Fahrbahn 16 umgelenkt werden, so daß beispielsweise die Frontpartie des aufgefahrenen Fahrzeuges 10 zusätzlich auf die Fahrbahn gedruckt wird.

Während bis zu diesem Zeitpunkt des Aufpralls die aus der Aufhängung 2 und der Halterung 3 bestehende Abstütz-

vorrichtung entsprechend der Abstimmung und Bemessung des Stoßaufnahmekörpers 1 und des Stützkörpers 17 noch keiner, eine bleibende Verformung verursachenden Belastung ausgesetzt war, muß die nach Abreißen des Zugankers 24, Aufweiten der Spaltränder 4,5 sowie Verformung des Stützkörpers 17 noch verbleibende restliche Aufprallenergie nunmehr von der Verstrebung 30, d.h. im wesentlichen von den Profilstreben 28 aufgenommen werden. Dabei werden die Profilstreben verformt und der Stützkörper 17 kippt entsprechend der Verformung der Profilstreben 28 mit dem Stoßaufnahmekörper 1 um die Aufhängung 2 mehr oder weniger in Auffahrrichtung 11, wodurch der Stoßaufnahmekörper 1 noch mehr in Richtung auf die Fahrbahn 16 nach unten gedrückt wird. Hierbei erfolgt eine weitere Umleitung von Aufprallenergie aus einer im wesentlichen horizontalen in-eine im wesentlichen vertikale Ebene.

Die Abstützvorrichtung 2, 3 kann aber auch so ausgelegt werden, daß die Aufhängung 2 abgerissen wird, bevor die.Streben 28 auf Knickung belastet werden. Vielmehr können die Profilstreben so knicksteif bemessen und in einer derartigen Länge angeordnet werden, daß sie sich beim Abreißen der Aufhängung 2 unter weiterhin anhaltendem Aufprallstoß mit dem im Stützkörper 17 eingekeilten Stoßaufnahmekörper 1 im Bereich der Längsholme nach unten biegen, wobei durch Auflage auf der Fahrbahn l6 eine Art schräges Auffanggitter mit dem vorgeschalteten Stützkörper 17 und Stoßaufnahmekörper 1 zustande kommt. Dieses auf der Fahrbahn l6 aufliegende Auffanggitter bildet selbst bei vollkommender Zerstörung oder Wegfall des

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Stützkörpers 17 und des Stoßaufnahmekörpers 1 ein selbständiges Dollwerk, das in der Lage ist, durch Anheben der Frontpartie des aufgefahrenen Fahrzeuges 10 gegenüber den Längsholmen 29 des Fahrzeughecks 6 ein weiteres Unterfahren zu verhindern.

Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt. Insbesondere wäre es auch möglich, unter Beibehaltung des Spalt-Prinzips, die Maßnahmen zur Vernichtung bzw. Umformung und Umlenkung der Aufprallenergie auf mehrere ^toßaufn ahmekörp er zu verteilen, die gleichzeitig oder gestaffelt zum Ansprechen kommen. Auch kann die Abstützvorrichtung anders ausgebildet sein, beispielsweise auch die Aufhängung des Spaltes und des Stoßaufnahmekörpers getrennt erfolgen. Ferner ist es auch denkbar, daß in dem Stoßaufnahmekörper 1 oder in einem Teil des Hohlraums 18 ein Feuerschutzmittel vorgesehen ist, das unter der Wirkung des Aufprallstoßes insbesondere entgegen Aufprallrichtung austreibbar ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch mit sich unter der Wirkung des Aufprallstoßes selbsttätig aufblasenden Schutzkissen kombiniert werden. Die erfindungsgemäße Auffahrschutzvorrichtung läßt sich selbstverständlich auch so ausbilden, daß sie gleichzeitig die Funktion von rückwärtigen Kotflügeln und bzw. oder Kotschützern übernimmt sowie als Träger für Rückleuchten, Bremslichter, Blinker und einer Warnbeleuchtung usw. dient. Ferner können Aussparungen für Anhängerkupplungen, Bremsanschlüsse und sonstige Leitungsführungen vorgesehen sein, entsprechend den vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten, überall dort, wo es gilt, Aufprallenergie mit möglichst weichem Anfangsstoß unter weitgehender Vermeidung von Personen- und Materialschäden zu vernichten. Endlich sind als weitere Anwendungsniög 1 ic hkeiten der erfindungsgemäßen Auffahrschutzvorrichtung auch deren kinematische Umkehrungen denkbar, beispielsweise in

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Form von Landestoßdämpfem für Luft- und Raumfahrzeuge sowie als Sicherungeinrichtungen für Seilbahnen, Aufzüge, Schleusen Brückenpfeiler, besonders gefährliche Straßenverläufe usw.

Sämtliche aus der Beschreibung und der Zeichnung, einschließlich deren konstruktiven Einzelheiten, hervorgehenden Merkmale können auch in beliebigen Kombinationen erfindungswesentlich sein.

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Claims

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Patentanspr üc h e

1. AuffahrSchutzvorrichtung mit einem Stoßaufnahmekörper und einer Abstützvorrichtung, insbesondere als Unterfahrschutzvorrichtung für relativ hoch die Fahrbahn überragende Fahrzeugteile, dadurch gekennzeichnet , daß die Abstützvorrichtung (2,3) einenSpalt (5»4) aufweist, in den der Stoßaufnahmekörper (l) bei einem auf ihn auftreffenden Stoß unter Arbeitsaufnahme eintreibbar ist.

2. Auffahrschutzvorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (4,5) in Aufprallrichtung (11) verjüngend ausgebildet ist.

3· Auffahrschutzvorrichtung nach Anspruch 1 und bzw. oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützvorrichtung (2,3) einen Stützkörper (17) aufweist, der als Wanne oder Rinne (22) mit den Spalt bildenden Spalträndern (4,5) ausgebildet ist.

4. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Spnlt (4,5) aufweitbar ist.

5· Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Spalt (4,5) elastisch gegen die Wirkung von Federn (23) aufweitbar ist.

6. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltränder (4 und 5) durch Druck- und bzw. oder

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ORK3fNL IHSPBCTBD

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Zugglieder (24) miteinander verbunden sind und diese eine, ab einer vorgebbaren Belastung wirksam werdende Sollbruchstelle (25) aufweisen.

7, Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßaufnahmekörper (l) aus einem Material aus Kunststoff besteht, dessen Zus ammendrü ckbarkeit ein Vielfaches seiner Querdehnung beträgt.

8. Auffahr schutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßaufnahmekörper (l) eine Einschnürung (l4,15) aufweist und die Einschnürung die Lagerung des Stoßaufnahmekörpers im Spalt (4,5) bildet.

9· Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chne t , daß die Abstützvorrichtung (2,3) aus einer Aufhängung (2) im Bereich über dem Spalt (4,5)» aus dem Stützkörper (I7) und einer Halterung (3) besteht, die nach Art einer Verstrebung (30) auf dem der Aufprall sei te abgewandten unteren Bereich des Stützkörpers angreift.

■10. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Verstrebung (30) aus paarweise und symmetrisch von fahrzeugfesten Längsholmen (29) ausgehenden Profilstreben (28) besteht, die jeweils schräg zur Seite sowie nach unten und hinten verlaufen und in Verstärkungen (26) des Stützkörpers (27) einmünden.

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IL. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufhängung (2) von einer U-förinigen Traverse (3Jj gebildet ist, die von beidseitig der Längsholme (29) ausgehenden Lagerböcken (32) abgestützt ist.

12. Auf fahr schutzvorri chtung nach mindestens Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Flansch

des U-Profils der Traverse (31) ein Widerlager (33) für den oberen Spaltrand Ci) bildet.

13· Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Traverse (31) Widerlager (3k) für die Druck- und bzw, oder Zugglieder (24) bildet.

Ik, Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 3i dadurch gekennzeichnet , daß au ß ein am Stützkörper (17) Verstärkungen (26) vorgesehen sind.

15. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens den Ansprüchen 9 und l4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstrebung (30) und die Verstärkungen (26) des btiitzkörpers (17) einen ganz oder im wesentlichen geschlossenen Profilquerschnitt aufweisen.

16. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Stützkörper (17) innen als relativ oberflächenrauhe Si haie (19) ausgebildet und mit Rippen oder sonstigen, dem Eintreiben des Stoßaufnahmekörpers (l) entgegenwirkenden Wanderhöhungen versehen ist.

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17· Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g ekennzeichnet, daß die Spaltränder d,5) nach Art .eines nach außen gewölbten Hollflansches (20,21) auslaufen.

l8. Auf fahr schutzvorri chtung nach mindestens Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkörper (I?) auf der Aufprallseite offen ist.

19« Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet , daß der Stützkörper (17) den Stoßaufnahmekärper (l) nur teilweise abdeckt .

20. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 3₍ dadurch gekennzeichn et , daß der Stützkörper (17) einen im wesentlichen kreisförmigen Grundquerschnitt aufweist, der in einen düsenförmigen Spaltquerschnitt übergeht.

21. Auf fahr schutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der mit
seiner Einschnürung "(14,15) zwischen den Spalträndern
(4,5) liegende Stoßaufnahmekörper (l) vorspannbar ist.

22. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chne t, daß der Stoßaufnahmekörper (l) etwa mit einem Drittel seiner Dicke in den Spalt (4,5) eingesetzt ist.

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L 11) 1 y Π 3

23· AuffahrSchutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßmifnahmekörper (l) einen im wesentlichen keilförmigen Querschnitt aufweist.

24. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzei chnet , daß der Querschnitt des Stoßaufnahmekörpers (l) sich aus zwei unterschiedlich großen und ineinander übergehenden, ovalen oder ellipsenförmigen Querschnittsteilen (12 und 13) zusammensetzt.

25· Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß die Breite des größeren Querschnitteiis (12) des Stoßaufnahmekörpers (1) mindestens so groß ist, wie seine Dicke.

26. Auffahrschutzvorrichtung nacn mindestens Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des kleineren Querschnitteiis (13) des Stoßaufnahmekörpers (l) größer ist als der kleinste Abstand der Spaltränder (4,5)·

27· Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stoßaufnahmekörper (l) wenigstens einen Hohlraum (Ib) und bzw. oder Durchbruch (ic) aufweist.

28. Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Stoßaufnahmekörper (l) eine geschlossene Außenhaut (la) aufweist.

29· Auffahrschutzvorrichtung nach mindestens Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß das Volumen des Stoßaufnahmekörpers (l) in unbelastetem Zustand wesentlich größer ist als das Volumen des Stützkörpers (17)·

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ORfGfNAL INSPECTED

30. Auffcihrschutzvorrichtung nacli mindestens Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Querschnittsgestaltung des Stoßaufnahmekörpers (l) und bzw. oder Anordnung von Hohlräumen (Ib),. daß die wesentlichen Aufprallkräfte unabhängig von der Aufprallrichtung und der Aufprallstelle jeweils im mittleren Bereich des Stoßaufnahmekörpers wirksam sind.

31. AuffahrschutzVorrichtung nach mindestens Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß der Stützkörper (l?) einen keilförmigen Querschnitt und bzw. oder wenigstens eine keilartig ausgebildete Wanderhöhung (I7a) aufweist.

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