-
Energie absorbierende Stoßstangenvorrichtung II Zusatz zum Patent
. (Patentanmeldung P 22 31 637.6) Die Erfindung betrifft eine Energie absorbierende
Stoßstangenvorrichtung, wie sie in Fahrzeugen verwendet wird, um ein Fahrzeug sicherer
zu machen, indem Energie absorbiert wird, wenn die Stoßstange des Fahrzeugs auf
einen fremden Gegenstand auftrifft.
-
Es gibt die verschiedensten Energie absorbierenden Stoßstangenvorrichtungen,
und diese Vorrichtungen arbeiten mit den verschiedensten Mitteln zum Absorbieren
von Energie. Die Erfindung
ist Jedoch auf eine besondere Art einer
Energie absorbierenden Stoßstangenvorrichtung gerichtet, die verformbare Mittel
in einer neuen Konbination von Komponenten umfaßt, un Energie zu absorbieren. Bei
alchen Stoßstangenvorrichtung veformen die verfeombaren Mittel normalerweise und
absorbieren Energie nur im unmittelbaren Bereich, wo ein Kontakt mit einem Freodgegenstand
entsteht. mit anderen Worten, nur ein Teil der Stoßstangenvorrichtung absorbiert
die Aufprallenergie. Ein Beispiel für eine solche bekannte Vorrichtung ist aus der
US.Patentschrift 3 5O6 295 bekannt, bei der eine Stoßstange an einem Rahmen eines
Fahrzeugz über Flachmaterial angebracht ist, das in Wellenreiher aufgeteilt ist,
die sich bei der Bewegung der Stoßstange in Richtung auf den Reinen verformen. Si
einer solchen Vorrichtung verformen die Wellungen nur in dea Bereich des Aufpralls
an der Stoßstange, so daß alle Energie in einem kleinen Bereich absorbiert wird,
wodurch die verformbaran Teile vollständig verformt werden Können, was zu einer
Übertragung der Aufprallkräfte auf den Fahr:eugrahmen führt, Die Erfindung betrifft
die Schaffung einer verbesserten Energie absorbierenden Stoßstangenvorrichtung,
die Energie absorbierende Mittel u:faßt, die Energie Uber die gesamte Länge der
Stoßstange hinweg absorbierenden, selbst wenn die Stoßstange nur in einem kleinen
Bereich längs einer Partie ihrer Länge in einen Aufprall verwickelt ist.
-
Im Zusammenhang damit betrifft die Erfindung ferner die Schaffung
einer Energie absorbierenden Stoßstangenvorrichtung, die einen Mittelteil mit inneren
und äußeren Teilen umfaßt, welche auf gegenüberliegenden Seiten sitzen und im vesentlichen
parallel dazu liegen, wobei die Energie absorbierenden Mittel den Mittelteil mit
dem inneran und äußeren Teil verbinden, derart, daß Energie längs einer bestimmten
Länge derselben ab.
-
sorbiert wird, während eine Bewegung des Mittelteils in Längsrichtung
in Erwiderung auf eine Kraft erfolgt, die auf den äußeren Teil nur über eine partie
seiner Länge hinweg ausgeübt wird, derart, daß der äußere Teil in Richtung auf den
inneren Teil bewegt wird.
-
Die Erfindung ist im nachfolgenden anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näherläutert.
-
In den Zeichnungen sindt Fig. 1 eine Draufsicht auf ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung, in der die Stoßstangen-Vorrichtung in der normal.
installierten Position gezeigt ist, Fig. 2 eine Ansicht ähnlich der Darstellung
in F5g. 1, wobei die Stoßstangenvorrichtung jedoch in einer Position gezeigt ist,
die sie nach einem Aubrall und nach der Absorbierung von Energie einnimmt,
Fig.
3 eine Einzelhoit mit weggeschnittenen Teilen, die ein weiteres Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt, Fig. 4 eine EinzelheIt im schnitt an der Linie 4-4 der Fig.
3, Fi. 5 eine teilweise weggebrochene Perspektivansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung und Fig. 6 eine Einzelheit im Schnitt an der Linie 6-6 der Fig. 5.
-
Die drei Ausführungsbeispiele werden gleichzeitig beschrieben, wobei
gleiche Bezugszahlen verwendet werden, die sich jeweils um 100 von einem Ausführungsbeispiel
zum anderen unterscheiden.
-
Energie absorbierende Stoßstangenvorrichtung gemäß der ER-findung
sind bei 10 in Fig. 1 und 2, bei 110 in Fi. 3 und 4 und bei 210 in Pi. 5 und 6 gezeigt.
-
Die Energie absorbierende Stoßstangenvorrichtung umfaßt einen inneren
Teil, der in dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel bei 14 gezeigt ist,
und dieser innere Tei umfaßt Platten 114 und 214 in den Ausführungsbeispielen in
Fig. 3 bis 6. Dieser innere Teil ist zur Befestigung an einem Fahrzeugrahmon
12
vorgesehen, beispielsweise durch Verschrauben, Verschweißen o.dgl. Der innere Teil
114 in den in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt eine Metallplatte,
was noch im einzelnen zu beschreiben sein wird, tmd eine ausgebogcne Partie ?15,
die Anschrauben an den Rahmen des Fahrt zougs eingerichtet ist. In entsprechender
Weise umfaßt der innere Teil 214 des in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiels
eine Metallplatte mit einer ausgebogenen Partie 21D, die zur Befestigung an den
Rahmen des Fahrzeugs eingerichtet ist.
-
In den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eins Stoßstangeneinheit
16 vorgesehen, die vom inneren Teil 14 im Abstand angeordnet ist. Die Stoßstangeneinheit
16 umfaßt die Stoßstange 18 und den äußeren Teil 20, der mit der Stoßstange 18 durch
die Verbindungsteile 22 verbunden ist.
-
Die Stoßstangensinheit 16 ist die Partie der Vorrichtung, die an einen
fremden Gegenstand anschlägt und den ersten Aufprall aufnimmt. Analog dazu ist die
Stoßstangeneinheit in dem in Fig.
-
3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel mit 116 bezeichnet, entsprechend
in Fig, 5 und 6 mit 216.
-
Jede Vorrichtung umfaßt ferner mindestens einen Mittelteil oder in
der Mitte angeordneten, sich in Längsrichtung erstreckenden langgestreckten Teil,
der zwischen dem inneren und dem äußeren
Teil angeordnet ist. Bei
den in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausftlbrungsboispiel ist ein solcher sich mittig erstreckender
Teil 24 vorgesehen, der parallel zum inneren bzw. äußeren Teil 14 bzw. 20 liest.
Bei den in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist einäßerer Teil 120 vorgesehen,
und das in Fig.
-
5 und 6 gezeigte Ausfürhungsbeispiel umfaßt einen äußeren Teil 220.
Bei dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei sich in Längsrichtung
erstreckende mittlere Teile 124 vorgesehen. Die AusfUhrungsbeispiele in Fig. 5 und
6 umfassen drei sich in Längsrichtung erstreckendo Mittelteile, von denen Jeder
mit 224 bezeichnet ist.
-
Jede Vorrichtung umfaßt ferner Energie absorbierende Mittel, die eine
bestimmte Länge der Mittelteile mit den inneren bzw.
-
äußeren Teilen verbinden, um Energie über die gesamte bestimste Länge
der Mittelteile hinweg zu absorbieren, während die Mittelteile in Längsrichtung
in Erwiderung auf eine Kraft bewegt werden, die auf den äußeren Teil nur l&ngs
einer Partie der bestimmten Länge hinveg ausgeübt wird, um den äußeren Teil in Richtung
auf den inneren Teil zu bewegen. Die Energie absorbierenden Hittel umfassen Elemente
26, 126 und 226. Diese Elemente erstrecken sich von gegenüberliegenden Seiten der
Mittelteile und in einem spitzen Winkel ihnen gegenüber. Die Elenente, die sich
von einer Seite jedes Mittelteils wegerstrecken, erstrecken sich unter dem spitzen
Winkel in der gleichen allgemeinen Richtung in Längsrichtung des Mittelteils wie
die Eleneunte,
die sich von der anderen Seite erstrecken. Insbesondere
erstrecken sich die Elemente 26 von gegenüberliegenden Seiten des Mittelteils 24,
und die Elenente 26 auf einer Seite des Teils 24 erstrecken unter einen spitzen
Winkel und in der gleichen allgemeinen Richtung in Lägsrichtung des Mittelteils
24 wie die Elenente, die sich von der anderen Seite erstrecken, wobei die gleiche
allgemeine Richtung nach oben längs der Längsachse des Teils 24 bei Blickrichtung
in Fig. 1 und 2 ist.
-
Das gleiche gilt ftlr die Elemente 126 bzw. 226.
-
Die Energie absorbierenden mittel umfassen ferner nachgiebige Mittel
zum Absorbieren von Energie mit der Längsbewegung der Mittelteile. In dem in Fig.
1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfassen die nachgiebig Mittel streckbare
Federn 28, die den Mittelteil 24 mit dem inneren Teil 14 und dem äußeren Teil 20
verbinden. In dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausftlhungsbei3piel bestehen die nachgiebigen
Mittel aus elastome Material 128, das in den Räumen zwischen den Elementen 126,
den Hitteltetlen 124 und den inneren und äußeren Teilen 114 und 120 angeordnet ist.
Insbesondere sind die Elemente 114 120 und 124 sowie die Elemente 126 in dem in
Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel vollkommen im elastomeren Mater 128 eingekapselt.
Das elastomere Material 128 hat eine glatte Oberflache bzw. eine getrennte Abdeckung
129. Das elastomere Material 128 besteht aus Polyurethan o.dg1., das bekanntlich
eine eigene haut bildet, so daß die Oberfläche bzw. Beschichtung 129
gebildet
werden kann.
-
Obgleich das nicht gezeigt ist, kann die Zellenkonstruktion des in
Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiels auch ein elastomeres Material enthalten,
das in den Räumen zwischen den Elenenten 226 angeordnet ist. Alternativ können die
Zellen dieser Xonstruktion verschlossen sein, wobei eine kleine Offnunb in der Bodenwand
Jeder Zelle vorgesehen ist, wa das Entweichen von Luft im kontrollierten Maße zum
Streuen von Energie zu ermöglichen.
-
Die Elenente 26 und 126 haben eine im wesentlichen gestreckte S-Form.
In dem in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die parallelen Partien
30 eines ersten Satzes S-förmiger Elemente 26 mit dem Mittelteil 24 bzw. dem inneren
Teil 14 verbunden. Entsprechend sind die parallelen Partien 32 eines zweiten Satzes
der S-förmigen Elemente 26 am Mittelteil 24 und am äußeren Teil 20 angebracht.
-
Die in Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele können AnschIamittel
34 an einen Ende des t:itteltoils 24 umfassen. um die Längsbewegung des Mittelteils
24 in eine Richtung zu be grenzen, die von den Anschlagmiteln 34 weggeht.
-
Die Elemente 126 in dem in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind ebenfalls S-förmig ausgebildet, wobei deren Füße
mechanisch
mit den Teilen 114, 120 und 124 verbunden sind Die Teile 114, 120 und 124 ßind entsprechende
Metellplatten mit Stauchungen 136, mit denen die Füße der S-förmigen Elemente 126
zusammenwirken, und dadurch werden die Platten mechanisch miteinander verbunden.
Die S-förmigen Elemente 126 sind ebenfalls aus Metall gefertigt.
-
In den in Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Zeillenkonstruktion
im wesentlichen aus einem Kunststoff gefertigt, jedoch sich Metallplatten aus Profilen
in dein verschiedenen Wänden der Zellenkonstruktion eingeschlossen. Wie vorstehend
schon erwähnt, ist die Metallplatte 214 in der hinteren Wand der Vorrichtung eingekapselt,
so daß die eingeschlossene Metallplatte 214 und der sie umgebende Kunststoff den
inneren Teil der Vorrichtung bilden. Die MetaLlplatten bzw Profile 238 sind in Kunststoff
eingeschlossen, wobei sfa die sich in Längsrichtung erstreckenden Mittelteile 224
bilden.
-
Obgleich das nicht gezeigt ist, können die Elemente 226 in dem in
Fig. 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel auch Metalleinsätze umfassen.
-
Bezugnehmend auf daß in Fig. 1 und 2 gezeite Ausführungsbeispiel erstreclrt
sich die mittlere Partie Jedes S-förmigen Elementes, jene Partie, die sich zwischen
den' parallelen Partien 30 und zwischen den parallelen Partien 32 eratreckt, in
Richtung auf den Mittelteil 24 in einer' Richtung von den Anschlagmitteln
34
wog. oder allgemein in der gleichen Richtung in Längsrichtung des Teils 24. Die
Elemente 26 drucken den ttittelteil 24 zur Bewegung in einer Richtung von den Anschlagmittoln
34 weg, bei Bewegung des äuCeren Teils 20 in Richtung auf den inneren Teil 14. Mit
anderen Worten, der mittlere Teil 24 bemet sich ia einer Richtung von den Anschlagmitteln
34 aus der in Fig. 1 gezeigten Position in die in Fig. 2 gezeigte Position, wenn
der äußere Teil 20 in Richtung auf den inneren Teil 14 gedruckt wird. Mit der Bewegung
des äußeren Teils 20 aus der in Fig. 1 gezeigten Position in die in Fig. 2 gezeigte
Position verforman sich die S-förmigen Elemente 26 und absorbieren Energie, und
die Federn 28 strecken sich und geben nach, wn zusätzliche Energie zu absorbieren.
-
Das in Fig. 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich
prinzipell von den ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß eine Vielzahl von Mittelteilen
vorgesehen sind und daß sich die Elemente 126 in wesentlichen in entgegengesetzte
Richtungen von aufeinsnderfolgenden Mittelteilen 124 wegerstrecken. Die Elemente
126 erstrecken sich also allgemein in einer Richtung in Längsrichtung eines Mittelteils,
während sie sich allegemein in die entgegengesetzte Richtung vom nächstfolgenden
Mittelteil 124 wegerstrecken, Das gleiche gilt fur das ia Fig. 5 und 6 gezeigte
Ausführungsbeispiel.
-
In den in Fig. 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispield drückt
sich
bei einem Aufprall die vorne liegende Partie 116 der Stoßstangenvorrichtung zusammen,
so daß Kraft auf die äußere Platte 120 ausgeübt wird, um die äußere Platte 120 in
Richtung auf die innere Platte 114 zu bewegen. Wegen der Anordnung der Elemente
126 drückt eine solche Kraft die erste Mittelplatte 124, die dem äußeren Teil 120
amnächsten liegt, in eine solche Reichtung, daß sie in Längsrichtung nach rechts
gemä Fig. 3 und 4 wandert, während der nächstfogende Mittelteil 124, der e inneren
Teil 114 am nächsten liegt, zur Bewegung nach links gedrückt wird, wie das in Fig.
3 und 4 gezeigt ist. Während dieser Bewegung wird das elastomere Material, das zwischen
den Elementen 126 angeordnet ist, zum Absorbieren von Energie zusammengedrückt.
Ferner wird Energie LäNGS der gesanten 2«ge der Mittelteile 124 absorbiert, was
das Wichtigste ist, selbst wenn der Aufprall an einer örtlichen Stelle längs der
gesamten Länge der Vorrichtung erfolgt.
-
Das gleiche Funktionsprinzip geschieht in dem in Fig. 5 und 6 gezeigten
Ausführungsbeispiel insofern, als Energie über die gesa=ite Länge der Vorrchtung
hinweg absorbiert wird, während sich die Mittelteile 238 sich in ihren Längsrichtungen
abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen bewegen.