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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft Heckaufprallschutze für Fahrzeuge.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Einige Fahrzeuge wie etwa Sattelzüge weisen eine höhere Fahrhöhe als Personenkraftwagen auf, was die Möglichkeit erzeugt, dass bei einem Zusammenstoß ein Frontende des Personenkraftwagens unter ein Hinterende des größeren Fahrzeugs rutscht. Dies wird als Unterfahren bezeichnet. Entsprechend hat die Regierung der Vereinigten Staaten Fahrzeugsicherheitsstandards eingerichtet, die an bestimmten Fahrzeugklassen Heckaufprallschutze (auch als Unterfahrstoßstangen bezeichnet) verlangen, um die Fälle von Unterfahren zu reduzieren. Diese Fahrzeugsicherheitsstandards können in den Federal Motor Vehicle Safety Standards (FMVSS), die in Title 49 der Codified Federal Rules kodifiziert sind, nachgeschlagen werden. Zu den spezifischen Anforderungen siehe FMVSS 223 und FMVSS 224.
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Typische Heckaufprallschutze beinhalten eine horizontale Stange, die durch zwei oder mehr vertikale Stangen starr mit einem Rahmen des Fahrzeugs verbunden ist. Die horizontale Stange befindet sich in einer Höhe, auf der während eines Aufpralls schätzungsweise ein Kontakt einer Frontstoßstange des Personenkraftwagens stattfindet, um die Wahrscheinlichkeit von Unterfahren zu reduzieren.
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KURZDARSTELLUNG
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Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet ein Heckaufprallschutz für ein Fahrzeug eine Stoßstange mit Seitenelementen, die mit dem Fahrzeug verbunden sind und sich von diesem nach unten erstrecken, und einem unteren Element, das sich zwischen den Seitenelementen erstreckt. Der Schutz beinhaltet auch eine Stufe mit einer Stufenfläche, die drehbar zwischen den Seitenelementen angebracht ist, so dass die Stufe zwischen einer Einfahrposition und einer Stufenposition bewegbar ist, in der die Stufenfläche im Wesentlichen parallel zum Boden ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug einen Rahmen und eine Stoßstange, die drehbar mit dem Rahmen verbunden ist. Eine Stufe ist an der Stoßstange angebracht, so dass die Stufe zwischen einer Einfahrposition und einer Stufenposition drehbar ist. Ein Stellglied ist an den Rahmen montiert und an die Stoßstange gekoppelt und ist betriebsfähig, um die Stoßstange relativ zum Rahmen zwischen einer im Wesentlichen vertikalen Position und einer abgewinkelten Position zu drehen.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug einen Rahmen und einen Heckaufprallschutz mit einer Stoßstange, die drehbar vom Rahmen getragen wird. Die Stoßstange weist Seitenelemente und ein unteres Element auf, das sich zwischen den Seitenelementen erstreckt. Ein Stellglied des Heckaufprallschutzes ist am Rahmen angebracht und an die Stoßstange gekoppelt. Das Stellglied ist betriebsfähig, um die Stoßstange relativ zum Rahmen zwischen einer im Wesentlichen vertikalen Position und einer abgewinkelten Position zu drehen, in der die Stoßstange nach vorne und unter den Rahmen gedreht wird.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Rückansicht eines Fahrzeugs mit einem Heckaufprallschutz.
- 2 ist eine perspektivische Ansicht des Heckaufprallschutzes.
- 3 ist eine Aufrissansicht des Heckaufprallschutzes von hinten.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Verbindung, die eine Stufe an einer Stoßstange des Heckaufprallschutzes anbringt.
- 5 ist eine Seitenquerschnittansicht des Heckaufprallschutzes an der Schnittlinie 5-5, die die Stufen in einer Stufenposition zeigt.
- 6 ist eine Seitenansicht des Heckaufprallschutzes, die verschiedene Positionen der Unterfahrstoßstange veranschaulicht.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Die dargestellten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen offenbart. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sein sollen, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt sein können. Die Figuren sind nicht zwingend maßstabsgetreu und einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Die spezifischen offenbarten strukturellen und funktionellen Details sind nicht als einschränkend auszulegen, sondern nur als repräsentative Grundlage, um einen Fachmann bezüglich der Ausübung der offenbarten Konzepte zu lehren.
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Bezug nehmend auf die 1 und 2 weist ein Fahrzeug 20 wie etwa ein großer Lastwagen oder Anhänger, einen Rahmen 22 mit einem Paar beabstandete Rahmenschienen 24 und 26 auf. Die Schienen 24, 26 können jeweils ein rechteckiger geschlossener Kastenabschnitt sein, der eine Oberseite 28, eine Unterseite 30 und Seitenwände 32 aufweist, die sich dazwischen erstrecken. Ein Aufbau 34 des Fahrzeugs 20 wird auf den Oberseiten 28 der Schienen 24, 26 getragen und bildet einen Boden eines Laderaums 36.
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Das Fahrzeug 20 ist mit einem Heckaufprallschutz 40 versehen, um gesetzliche Vorschriften einzuhalten und die Sicherheit für andere Fahrzeuge zu erhöhen. Der Heckaufprallschutz 40 beinhaltet eine Stoßstange 42, die sich von dem Aufbau 34 nach unten erstreckt, um den Raum zwischen dem Aufbau 34 und der Straße teilweise zu füllen. Während eines Aufpralls gelangt ein Personenkraftwagen mit der Stoßstange 42 am Frontende in Kontakt, um die Wahrscheinlichkeit von Unterfahren zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass der Aufbau 34 in die Fahrgastzelle des Personenkraftwagens eindringt. Die Stoßstange 42 kann ein oberes Element 44, ein unteres Element 46 und Seitenelemente 48, 50 beinhalten, die zwischen dem oberen und unteren Element verbunden sind. In der dargestellten Ausführungsform sind die Elemente miteinander verbunden, um eine rechteckige Struktur zu bilden, doch sieht diese Offenbarung auch andere geometrische Konfigurationen vor. Die Elemente der Stoßstange 42 können rohrförmig sein und können eine rechteckige, kreisförmige oder andere Querschnittform aufweisen.
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Die Stoßstange 42 ist in der Nähe eines oberen Abschnitts der Stoßstange mit den Rahmenschienen 24, 26 verbunden. Abhängig von der Ausführungsform kann die Stoßstange 42 starr mit dem Rahmen 22 verbunden sein oder kann drehbar mit dem Rahmen 22 verbunden sein, so dass sich die Stoßstange 42 zwischen wenigstens einer ersten Position, die im Wesentlichen vertikal ist, und einer zweiten Position drehen kann, die abgewinkelt ausgerichtet und teilweise unter das Bett zurückgezogen sein kann. Im in dieser Schrift verwendeten Sinne bedeutet „im Wesentlichen“ innerhalb von plus oder minus fünf Grad des genannten Wertes oder der genannten Ausrichtung. Die Stoßstange 42 kann durch Schweißen, Befestiger oder andere im Stand der Technik bekannte Mittel am Rahmen 22 angebracht sein. Alternativ kann die Stoßstange 42 durch Stifte oder ähnliche Mittel drehbar am Rahmen 22 angebracht sein. Beispielsweise können sich Stifte 52 jeweils durch eine der Rahmenschienen 24, 26 und eins der Seitenelemente 48, 50 erstrecken. In der dargestellten Ausführungsform ist die Stoßstange 42 unmittelbar mit dem Rahmen 22 verbunden, doch können in anderen Ausführungsformen Halterungen verwendet werden, um das Anbringen der Stoßstange 42 am Rahmen 22 zu erleichtern. Beispielsweise können die Stifte 52 in Löchern aufgenommen sein, die in den Halterungen definiert sind.
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Der Heckaufprallschutz 40 kann Streben 54, 55 beinhalten, die jeweils eine Verbindung zwischen einer der Rahmenschienen 24, 26 und einem der Seitenelemente 48, 50 herstellen. Die Streben 54 und 55 weisen jeweils ein erstes Ende 56, das mit dem Seitenelement 48 verbunden ist, und ein zweites Ende 58 auf, das mit der Rahmenschiene 24 verbunden ist. Abhängig von der Ausführungsform kann das erste Ende 56 starr oder drehbar am Seitenelement 48 angebracht sein. Das erste Ende 56 kann durch Schweißen oder Befestiger starr angebracht sein oder durch einen Stift oder dergleichen drehbar angebracht sein. Das zweite Ende 58 kann unmittelbar oder mittelbar mit der Rahmenschiene 24 verbunden sein. In der starren Ausführungsform kann das zweite Ende 58 an die Rahmenschiene 24 oder eine Halterung der Rahmenschiene geschweißt oder daran befestigt sein, und in der drehbaren Ausführungsform kann das zweite Ende 58 an einem Stellglied angebracht sein, das an die Rahmenschiene 24 montiert ist. Dies wird im Folgenden detaillierter beschrieben.
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Die Stoßstange 42 kann ein oder mehrere Querelemente beinhalten, die vertikal zwischen dem oberen Element 44 und dem unteren Element 46 angeordnet sind und eine Verbindung zwischen den Seitenelementen 48, 50 herstellen. Die Querelemente erhöhen die Festigkeit der Stoßstange 42 und stellen Aufprallflächen bereit, gegen die ein Fahrzeug während eines Aufpralls stoßen kann. Die Querelemente können stationär und an die Seitenelemente 48, 50 geschweißt sein. In einigen Ausgestaltungen können die Querelemente als Stufen zum Zugang zum Laderaum 36 genutzt werden. In der dargestellten Ausführungsform sind die Querelemente Stufen, die relativ zu den Seitenelementen 48, 50 drehbar sind. Beispielsweise kann die Stoßstange 42 eine obere Stufe 60 und eine untere Stufe 62 beinhalten.
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Bezugnehmend auf die 3, 4 und 5 kann die obere Stufe 60 eine erste Platte 64, die eine Stufenfläche 66 definiert, und eine zweite Platte 68 beinhalten, die eine Rückseitenfläche 70 definiert, die im Wesentlichen senkrecht zur Stufenfläche 66 orientiert ist. Ein Paar Seitenplatten 72 ist an den Enden der Stufe 60 mit den Platten 64 und 68 verbunden. Die Seitenplatten 72 können jeweils wie gezeigt mit einer Halterung 74 drehbar an einem entsprechenden der Seitenelemente 48, 50 angebracht sein oder können unmittelbar an den Seitenelementen angebracht sein. Die Halterungen 74 können jeweils L-förmig sein und beinhalten eine Seitenplatte 76, die an einem der Seitenelemente 48, 50 angebracht ist, und eine Rückseitenplatte 78, die von der Seitenplatte 76 nach innen vorspringt.
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Die obere Stufe 60 kann durch ein Paar Stifte 80, die sich durch eine der Halterungen 74 und eine der Seitenplatten 72 erstrecken, an den Seitenelementen 48 und 50 angebracht sein. Die obere Stufe 60 ist zwischen einer Einfahrposition (3) und einer Stufenposition ( 5) bewegbar. Die Stufe 60 kann durch ein oder mehrere Vorspannelemente 86 in die Einfahrposition vorgespannt sein. Die Vorspannelemente 86 können Schraubenfedern sein, die um die Stifte 80 herum aufgenommen sind und zwischen den Halterungen 74 und den Seitenplatten 72 in Eingriff stehen.
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Die obere Stufe 60 wird aus der Einfahrposition in die Stufenposition ausgefahren, indem die erste Platte 64 zum Boden hin nach unten geklappt wird, so dass die Stufe 60 sich um die Stifte 80 dreht. Die Rückseitenplatten 78 dienen als Anschlag und treten mit der zweiten Platte 68 der Stufe 60 in Eingriff, um eine Drehung der Stufe 60 über die Stufenposition hinaus zu verhindern. Beispielsweise kann die zweite Platte 68 einen Flansch 82 beinhalten, der mit einer Unterkante 84 jeder Halterung in Eingriff tritt. Es können ein oder mehrere Riegel 88 vorgesehen sein, die die Stufe 60 in der Stufenposition sichern. Der Riegel 88 kann ein federbeaufschlagter Stift sein, der an der Seitenplatte 72 angeordnet ist und in einer Hülse (nicht dargestellt) aufnehmbar ist, die in der Halterung 74 definiert ist, um die Stufe 60 in ihrer Position zu verriegeln. Die Stufe 60 wird zurück in die Einfahrposition gedreht, indem der Riegel 88 freigegeben wird und die Stufe 60 mithilfe der Vorspannelemente 86 nach oben gedreht wird. Die Halterung 74 kann eine zweite Hülse (nicht dargestellt) beinhalten, die den Stift des Riegels 88 aufnimmt, um die Stufe 60 in der Einfahrposition zu sichern.
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Die untere Stufe 62 kann gleich oder ähnlich wie die obere Stufe 60 sein und in gleicher oder ähnlicher Weise an der Stoßstange 42 angebracht sein und bedient werden. Die erste Platte 65 der unteren Stufe 62 kann breiter als die erste Platte 64 der oberen Stufe 60 sein, um das Ersteigen der Stufen zu erleichtern.
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Bezug nehmend auf 6 kann der Heckaufprallschutz 40 in Bezug auf den Rahmen 22 drehbar sein und ein oder mehrere Stellglieder 100 beinhalten, die die Winkelposition der Stoßstange 42 steuern. Die Stellglieder 100 können hydraulisch, pneumatisch, mechanisch oder elektrisch sein. Das Stellglied 100 ist als ein Hydraulikzylinder dargestellt, der einen Zylinderkörper 102, der durch eine Halterung 112 an der Rahmenschiene 24 montiert ist, und eine Kolbenstange 104 aufweist, die relativ zum Zylinderkörper 102 bewegbar ist. Ein Paar Hydraulikleitungen (nicht dargestellt) ist mit dem Zylinderkörper 102 verbunden und stellt selektiv Fluid an eine oder mehrere Kammern in dem Zylinderkörper 102 bereit, um die Stange 104 zu betätigen. Das zweite Ende 58 der Strebe 54 ist mithilfe eines Stifts oder einer anderen Verbindung, die eine Drehung der Strebe 54 relativ zur Stange 104 zulässt, mit dem distalen Ende 106 der Stange 104 verbunden. Das Fahrzeug 20 kann auch ein zweites Stellglied beinhalten, das an der Rahmenschiene 26 montiert ist und mit der Strebe 55 verbunden ist.
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Das eine oder die mehreren Stellglieder 100 sind betriebsfähig, um die Stoßstange 42 zwischen wenigstens einer ersten im Wesentlichen vertikalen 108 und einer zweiten abgewinkelten Position 110 zu drehen, in der die Stoßstange 42 nach oben unter das Fahrzeug zurückgezogen ist. Das Fahrzeug 20 kann eine Benutzerschnittstelle beinhalten, die es dem Fahrer des Fahrzeugs erlaubt, das Stellglied 100 zu steuern, um die Stoßstange 42 nach Bedarf anzuheben oder abzusenken. Beispielsweise kann der Fahrer die Stoßstange 42 in die zweite Position 110 betätigen, um mehr Abstand zum Boden zu gewinnen, und die Stoßstange 42 während des Fahrens auf der Straße in die erste Position absenken. Es können ein oder mehrere Sensoren, die dem Schutz 40 zugeordnet sind, vorgesehen sein, um den Fahrer über die Winkelposition der Stoßstange 42 zu informieren. Die Sensoren können optische, Ultraschall- , mechanische, magnetische (z. B. Hall-Sensoren) oder ähnliche Sensoren sein.
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Unbewegliche Stoßstangen sind wirksam, um Unterfahren zu reduzieren, wirken jedoch als starre Barriere. Die Drehausführungsformen dieser Offenbarung reduzieren nicht nur Unterfahren, sondern verringern auch Stoßkräfte auf die an dem Aufprall beteiligten Fahrzeuge. Das eine oder die mehreren Stellglieder 100 können dazu konfiguriert sein, Stoßkräfte während eines Aufpralls zu dämpfen, indem sie eine kontrollierte Vorwärtsdrehung der Stoßstange 42 zulassen. Beispielsweise kann das Stellglied 100 Aufprallenergie dämpfen, indem es der Stange 104 erlaubt, in kontrollierter Weise in den Zylinderkörper 102 zu gleiten. Das Stellglied 100 kann ein Entlastungsventil beinhalten, das während eines Aufpralls das Entlasten von Druck zulässt, um Stoßkräfte zu absorbieren. Die Zylinderkörper 102, die Stangen 104, die Streben 54, 55 und die Halterungen 112 können dazu ausgelegt sein, sich in Reaktion auf einen Aufprall auf die Stoßstange 42 zu verformen, um Stoßkräfte weiter zu absorbieren.
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Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind spezifische Beispiele, die nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die Merkmale der dargestellten Ausführungsformen können kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der offenbarten Konzepte zu bilden. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe sind keine einschränkenden, sondern beschreibenden Begriffe. Der Umfang der nachfolgenden Ansprüche ist breiter als die im Einzelnen offenbarten Ausführungsformen und beinhaltet auch Abwandlungen der dargestellten Ausführungsformen.
