DE2146148C3 - Stoßfänger für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stoßtänger für Kraftfahrzeuge, der im Falle eines Zusammenstoßes durch Absorption der Stoßeneigie das Fahrzeug fortschreitend abbremst.

Aus der US-PS 35 19 301 ist ein Stoßfänger für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem ein Hilfsrahmen, bestehend aus einer Stoßstange und verstrebten Längsträgern, verschieblich in Führungen des Fahrzeughaupti ahmens gehalten ist. Diese Führungen beschreiben einen Bogen, während die Längsträger des Rahmens ursprünglich gerade sind. Befestigungsschrauben halten den Hilfsrahmen bezüglich des Hauptrahmens in seiner Ausgangslage.

Stößt die Stoßstange des Hilfsrahmen gegen ein Hindernis, dann scheren bei Überschreiten einer bestimmten Stoßintensität zunächst die Befestigungsschrauben ab. Sodann schieben sich die geraden Längsträger des Hilfsrahmen in die abgebogenen Führungen des Hayptrahmens, wobei die Längsträger des Hilfsrahmens ebenfalls gekrümmt werden und Stoßenergie absorbiert wird.

Der Stoßfänger nach der US-PS 35 19301 besitzt eine im wesentlichen konstante Verformungscharakteristik. Dies wird jedoch den Befürfnissen der Praxis nicht geredet. Um nämlich auch bereits bei leichteren Zusammenstößen eine Absorption der Stoßenergie durch Verformung zu erhalten, darf der Verformungswiderstand des Stoßfängers nicht allzu hoch gewählt werden. Bleibt dieser geringe Verformungswiderstand nun auch bei starker Stoßeinwirkung konstant, so wird die Gesam(absorption von Sloßenergie ungenügend. Wollte man dem Stoßfänger nach der genannten US-PS auch eine variable, z. B. progressiv ansteigende Verformungscharakteristik geben, so würde dies aufwendige konstruktive Änderungen bedingen. Diese konstruktiver. Änderungen wurden ηLIu nur die Ausbildung des Hilfsrahmens. sondern auch die Ausbildung des Hauptrahmens umfassen, d. h. der Hauptrahmen müßte jeweils entsprechend dem Fahrzeuggewicht und der gewünschten Ver: >rmungscharakteristik anders ausfallen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stoßfänger für Kraf'^hrzeuge zu schaffen, der ohne wesentliche Umbauten am Kraftfahrzeug durch die Wahl geeigneter Kenngrößen um Stoßfänger selbst leicht de gewünschten Verzögerungskurve des Fahrzeugs angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem Stoßfänger gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der Fahrzeughauptrahmen wird also mit dem Hilfsrahmen des Stoßfängers über verform- oder verlagerbare Elemente verbunden, wobei die Vcrformungscharakteristik nach Belieben verändert weiden kann, indem

— mehr oder weniger Elemente vorgesehen werden,

— leicht- cder schwerverformbare Elemente verwendet werden,

— d'e Elemente so angeordnet werden, daß sie aufeinanderfolgend in Eingriff kommen, und/oder

— Gruppen von Elementen zusammengefaßt werden, die gemeinsam in Eingriff kommen.

In weiterer Abbildung der Erfindung ist vorgesehen, in bekannter Weise den Überstand des StolHi'ngers im Ruhezustand des Fahrzeugs zu vcrringei n, um beispielsweise das Parken zu erleichtern. Hierzu weist der Hilfsrahmen hohle Längsträger auf, in denen eine Stoßstange tragende St'.-mpel verschieblich sirA und greifen zwischen den Stempeln und den Längsträgern Kniehebel an, deren Gelenkpur.kte durch einen Balg verbunden sind, der der Wirkung des vom Fahrzeugmotor erzeugten Unterdrucks ausgesetzt is>.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfol-

gend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise iin Schnitt, einer ersten Ausführungsform eines srfindungsgemäßen Stoßfängers,

Fig. 2 eine Draufsicht des Stoßfangers nach Fig. 1,

Fig.3 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer geänderten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stoßfänge-c

F i g. 4 eine Draufsicht des Stoßfängers nach F i g. 3.

In Fig. 1 ist das Ende des Rahmens 1 eine» Fahrzeugs mit einem Hilfsrahmen 2 versehen, der durch Längsträger 2i. 2₂ gebildet wird und ein Blech 2₃ trägt, auf dem Elemente oder Blöcke 3, vorzugsweise aus einem elastischen Material befestigt sind. Der Rahmen 1 trägt ein Blech 4, das mit kreisförmigen oder länglichen Öffnungen 5 von unterschiedlicher Län^e versehen ist. durch welche sich die Köpfe der Elemente oder Blöcke 3 erstrecken.

Die Elemente 3. die sich durch die kreisförmigen Öffnungen 5i erstrecken, haben kein Spiel, das ihre Verlagerung zuläßt, während die sich durch die länglichen Öffnungen 52. 5₃ erstreckenden Elemente bei einer Verlagerung des Hilfsrahmens 2 gegenüber dem Blech 4 über eine bestimmte Länge frei gleiten können, die vondcr Längeder jeweiligen öffnung abhäng..

Die Längsträger 2|. 2i des Hilfsrahmens 2 werden durch Rohre oder hohle Elemente von anderem Querschnitt gebildet, in denen das eine Ende von Stempeln 7 von entsprechendem Querschnitt gleiten kann, deren anderes Ende mit einer Stoßstange 8 des Fahrzeugs fest verbunden ist. Zwei Kniehebelgestänge 9 sind einerseits bei 9,j an den Stempeln 7 und andererseits bei 9b an den Rohren 2 angelenkt, so daß das Gelenk tO .->ich aus einer eingcklappten Stellung, die mit strichpunktierten Linien angegeben ist. in eine gestreckte Stellung bewegen kann, die in Fig. 1 und 2 mit voll ausgezogenen Linien dargestellt ist.

Zwischen den Gelenken 10 ist ein Balg 11 angeordnet, der sich unter der Wirkung eines vom Motor erzeugten Unterdrucks zusammenzieht, was ein Einklappen der Gestänge 9 und eine Annäherung der Stoßstange 8 in der Richtung des Pfeils A zur Folge hat. wobei sich der Bale i'us der Stellung 11a in die Sighing Wb bewegt, während die Rückführung zur A'jsfahrsteilung der Gestänge durch Einleiten von Druckmittel in den Balg Rückstellfedern od. dgl. andere Mittel erhallen u ird.

Im Falle eines frontalen Stoßes in der ausgefahrenen Stellung, die während der Fahrt verwendet wird, kann der Stoßfänger um die volle Länge zurückweichen, um weiche die Stempel nach vorne über die Karosserie hinatisbewegt worden sind, bevor das Hindernis mit der Karosserie in Kontakt gekommen ist. Diese Länge kann beispielsweise 30 bis 40 cm betragen.

Bei der Verlagerung der Stoßstange wird über die Gestänge 9, den Hilfsrahmen 2 und die Befestigungsblöcke 3 durch das Blech 4 eine Scherkraft ausgeübt.

Wenn die Blöcke 3 aus elastischem Material sind, verformen sie sich elastisch durch Verziehen parallel /um Blech 4 bis sie zerreiben. Die durch das Zerreißen absorbierte Energie vermindert die heim Stoß entste to hende Gesamtenergie. Die Elemente 3,, die mit den runden Öffnungen 5i in hingriff stehen, reißen /uerM, worauf unter dem Einfluß der restlichen Energie der Hilfsrahmen seme Bewegung in der Richtung des !'teils Λ his zu dem Augenblick fortsei/.., in welchem die Blockt 3₂ mit ν.!-.·η Enden 5'₂ der öffnungen 5₂ in Kontakt kommen und hierbei erstmalig Scherbeanspaichungcn unterzogen werden, da während der ganzen Verk>; .

rung, die der elastischen Verformung der vorangehenden Blöcke 3 entspricht, dio Blöcke 3₂ frei in den Schlitzen 5₂ gleiten.

In gleicher Weise werden während dieses Vorgangs die Elemente 3₃, die sich leicht in den Schlitzen 5₃ bewegen, keinerlei Beanspruchungen bis zu dem Augenblick unterzogen, in welchem sich, da die Elemente 3j nachgeben, der bewegliche Rahmen 2 bis zu dem Punkt verlagert, an welchem die Elemente 3₃ ihrerseits an den Enden 5'₃ der Schlitze S₃ zur Anlage kommen.

Die Ver/ögerungskurve des Fahrzeugs sowie die sbsorbierte Energiemenge lassen sich in Abhängigkeit von folgenden Parametern im voraus bestimmen:

— den Eigenschaften des für die Blöcke verwendeten Materials.

— der Zah) der Blöcke.

— der Form und den Abmessungen der einer Scherbeanspruchung unterzogenen Querschnitte der Elemente und

— der Zahl der Platten.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwölf Elemente vorgesehen, die in parallelen Reihen verteilt sind und nach der vorstehend beschriebenen Regel angeordnet sind.

Bei der in F i g. 3 und 4 dargestellten Abänderungsform ist mit dem Haupirahmen 12 des Fahrzeugs ein Hilfsrahmen M verbunden, der durch Längsträger gebildet wird. .% .Mche eine Stoßstange 14 tragen. Diese Längsträger können sich nach rückwärts verlagern, beispielsweise indem sie in Hülsen 20 gleiten, die von dem Haupirahmen i2 getragen werden, und sind ferner mit Querträgern 19 verbunden, an denen um Achsen 18 schwenkbare Messer 16 angelenkt sind die mit einem hakenförmigen Kopf 17 versehen sind.

Die Hülsen 20 können aus einem elastomere!! Material von hoher Elastizität sein, um die Ausrichtung des Hilfsrahmens unter verschiedenen Winkeln zu ermöglichen.

Unterhalb des Hauptrahmens 12 und in einer waagrechten Ebene ist ein Blech 21 lest, beispielsweise mittels Schrauben und Muttern, angeordnet. Das Blech 21 weist zwei Reihen von Öffnungen 15 auf. in welche die Haken 17 eingreifen, deren nach rückwärts gerichtete V-förmige Öffnung am Rand des Bleches zur Anlage kommt. Die Form und die Abmessungen der Öffnungen 15 und der Haken 17 sind so gewählt, daß nach eiern Eingriff des Hakens sich dieser nicht infolge von Schwingungen der Aufhängung und unter der Wirkung des Stoßes von selbst lösen kann und beispielsweise das Lösen des Messers aus seinem Scharnier nur durch Anheben der Achse, um das Messer außer Eingriff mit dein Blech /u bringen, erfolgen kann.

Im Falle eines frontalen Stoßes werden die Längsträger 13 durch die Stoßstange 14 /urückgedrückt. wobei sie die Messe! 16 mitnehmen, deren Köpfe 17 sich mit Jen öffnungen 15 in Eingritf befinden und dann das Blech 21 über eine der Kraft des Stoßes proportionale Länge schneiden.

Die Hülsen 20 'owie die ('denke 18 können zur Schwenkbewegung πιί vertikale Achsen angeordnet werden, gegebenenfalls mit einer gewissen seitlichen Bewegungsfreiheit, um eine Ausrichtung des Hillsrah mens in der Richtung de.·. Stoßes zu ermöglichen.

Versuche haben gezeigt, daß unter diesen Bedingungen ein Blech von 2 nur. Dicke geschnitten wurde wenn die Beanspruchung einen Schub νο,ι etwa 800 kg je Messer erreicht.

Die Zahl der Messer und ihre Anordnung in einer oder mehreren Reihen hängt von der Masse des Fahrzeugs und von der Kraft des Stoßes ab, der gedämpft werden soll.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die Stoßfängervorrichtungen nach der erstbeschriebenen und der letztbeschriebenen Ausfuhrung kombiniert. Dies ermöglicht eine Absorption von Stoßen, die schwächer sind als diejenigen, welche das Reißen des Bleches bewirken. In diesem Falle gehen nur einige elastische Elemente der erstbeschriebenen Vorrichtung zu Bruch.

Ferner ist es möglich, mehrere Vorrichtungen der vorangehend beschriebenen Art in der Weise zu kombinieren, daß sie in der Höhe gestaffelt werden, um die Fähigkeit der Absorption von Stoßen, die das Fahrzeug erleidet, zu erhöhen oder es kann die Dicke des Bleches in der Verlagerungsrichtung der Messe verändert werden.

Statt der in der Zeichnung dargestellten Anordnung des Balges 11 kann er auch senkrecht zu der dargestellten Stellung angeordnet oder durch einen

ίο Elektromotor oder durch Hydrozylinder ersetzt werden, und die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl am hinteren als auch am vorderen Ende eines Fahrzeugs vorgesehen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Stoßfänger für Kraftfahrzeuge, mit einem Hilfsrahmen, der am Ende des Fahrzeughauptrahmens gegenüber diesem verschieblich angeordnet und zur Erzeugung einer bleibenden Verformung bei Stoßeinwirkung über Elemente mit dem Fahrzeughauptrahmen verbunden ist, wobei der für die bleibende Verformung zu überwindende Widerstand geringer als der Verformungswiderstand des Hauptrahmens ist. dadurch gekennzeichnet, daß mit einem der beiden Rahme", (I und 2 bzw. 12 und 13) ein Blech (4 bzw. 21) verbunden ist, in dem öffnungen (5 bzw. 15) zum Eingreifen der mit dem anderen Rahmen (2 bzw. 1; 13 bzw. 12) verbundenen Elemente (3 bzw. 16) ausgebildet sind, wobei die Anzahl, Ausbildung und Anordnung der Elemente sowie der öffnungen so gewählt ist, daß sich ein Verformungswidersland entsprechend einer ge- ω wünschten Gesetzmäßigkeit ergibt.

2. Stoßfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente elastisch verformbare Blöcke (3) sind und die Blöcke einzeln oder in Gruppen in Öffnungen (5) unterschiedlicher Längserstreckung eingreifen, um bei Stoßeinwirkung die Blöcke bzw. Blockgruppen aufeinanderfolgend einer Scherwirkung auszusetzen.

3 Stoßfänger nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente Messer (16) sind, die am Hilfsrahmen (13) angelenkt sind und mit einem hakenförmigen Kopf in die Öffnungen (5) eingreifen, um bei lioßeinvirkung auf den Hilfsrahmen bleibende Einschnitte in derr. Blech (21} zu erzeugen.

4. Stoßfänger nach Anspruch 3, dadurch gekep.nzeichnet, daß das Blech (21) in einer uaagrechten Ebene unterhalb des Hauptrahmcns (12) angeordnet ist und die Köpfe der Messer (16) in einer vertikalen Ebene V-Form besitzen, deren V-Öffnung mit dem Rand der öffnungen (15) in dem Blech (21) in Eingriff steht.

5. Stoßfänger nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (21) in der Bewegungsrichtung der Messer (16) veränderliche Dicke aufweist.

6. Stoßfänger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsrahmen (2) in an sich bekannter Weise hohle Längsträger aufweist, in denen eine Stoßstange (8) tragende Stempel (7) verschieblich sind, und daß zwischen den Stempeln und den Längsträgern Kniehebel (9) angreifen, deren Geienkpunkte (10) durch einen Balg (11) verbunden sind, der der Wirkung des vom Fahrzeugmotor erzeugten Unterdrucks ausgesetzt ist.

7. Stoßfänger nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente sowohl elastisch verformbare Blöcke (3) als auch Messer (16) sind, wobei die Blöcke dazu dienen, StöDe von geringerer Intensität /u absorbieren. O₀

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