DE2418459A1 - Sicherheitsstosstange fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Sicherheitsstosstange fuer kraftfahrzeuge

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DE2418459A1
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DE
Germany
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bumper
guide rod
safety
motor vehicle
corrugated metal
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Pending
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DE2418459A
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English (en)
Inventor
Heinz Dr Ing Fahlbusch
Franz Hofer
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Airbus Defence and Space GmbH
Original Assignee
Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60RVEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/18Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects characterised by the cross-section; Means within the bumper to absorb impact
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/08Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Description

  • Sicherheitsstoßstange fUr Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsstoßstange für Kraftfahrzeuge, bei welcher zwischen einer äußeren Stoßstange und einer am Chassis des Kraftfahrzeuges befestigten Führungsstange eine unter Vor spannung stehende Federung angeordnet ist.
  • Stoßstangen haben die Aufgabe, das Kraftfahrzeug bei Zusammenstößen mit anderen Wagen oder festen Hindernissen so zu schützen, daß keine bleibenden Veränderungen am Kraftfahrzeug entstehen. Dieser Schutz soll - entsprechend neuen US-Normen - so beschaffen sein, daß das Kraftfahrzeug Stöße auch auf einen punktförmigen Gegenstand bei einer Geschwindigkeit von 8 km/h ohne bleibende Verformung übersteht.
  • Eine Sicherheitsstoßstange der oben genannten Art ist aus der US-PS 2 715 037 bekannt geworden. Bei dieser bekannten Einrichtung sind zwischen der Sußeren Stoßstange und der am Chassis befestigten Führungsstange unter Vorspannung stehende Schraubenfedern angeordnet, welche die beiden Stangen auseinanderdrücken. Durch jede der Schraubenfedern erstreckt sich eine Führungsstange, die einerseits an der Stoßstange befestigt und anderseits in zwei hintereinander liegenden Führungsschlitzen beweglich gelagert ist, welche an der Führungsstange angeordnet sind. Die Sußere Stoßstange ist gegenüber der Führungsstange beweglich angeordnet, sodaß bei einem Stoß von vorn die Bewegungsenergie über die Stoßstange auf die Schraubenfedern übertragen wird. Um auch einen schräg von vorn kommenden Stoß aufnehmen zu können, sind die an der Führungsstange angeordneten Schlitze zur Seite hln etwas verbreitert. Hierdurch wird erreicht, daß die Schraubenfedern bei einer seitlichen Belastung zusammen mit ihren Führungsstangen geringfügig zur Seit§-hl ausweichen. Die bekannte Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie nur wirksam ist, wenn die Stonrichtung nicht mehr als 10-15 von der axialen Richtung abweicht. Bei Stössen, die unter einem größeren Winkel gegenüber der axialen Richtung auftreffen, versagt die Einrichtung, da die Führungsschlitze eine weitere Verschiebung der die Schraubenfeder haltenden Führungsstange nicht zulassen.
  • Weiterhin ist in der US-PS 3 666 310 eine Sicherheitsstoßstange der oben genannten Art beschrieben, bei der die zwischen der äußeren Stoßstange und der Führungsstange befindlichen Federung aus stoßabsorbierendem Material, z. B. Schaumstoff, besteht, der bei einem Zusammenston die gesamte Bewegungsenergie aufnehmen soll.
  • An der Innenseite der Stoßstange sind Stifte befestigt, die in entsprechenden, an der Führungsstange angeordneten Hülsen gleiten, wenn die Stoßstange einen Stoß aufnimmt. Diese in den Hülsen gleitenden Stifte haben die Aufgabe, der Stoßstangeneinrichtung Festigkeit gegenüber von oben oder unten kommenden Beanspruchungen zu geben, da ohne sie der weiche Schaumstoff einer senkrechten Belastung nicht standhalten würde. Zwangsläufig verhindern sie aber gleichzeitig auch ein Ausweichen des Schaumstoffes zur Seite, was bei einem seitlichen Stoßlerforderlith wäre. Die bekannte Einrichtung ist daher nicht geeignet, von der Seite kommende Belastungsstöße aufzunehmen. Hinzu kommt der Nachteil, daß Schaumstoffe nach einer Reihe von Belastungsstößen zer--stört werden und ausgewechselt werden müssen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsstoßstange der oben genannten Art zu schaffen, die sowohl von vorn wie von der Seite her auftreffende Stösse federnd aufnimmt und dabei gleichzeitig einen Teil der Stoßenergie vernichtet. Die Einrichtung soll einfach im Aufbau und wartungsfrei sein.
  • Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Federung aus einer metallischen Feder besteht, die sowohl in Längs- als auch in Querrichtung des Kraftfahrzeuges wirksam ist. Die Vor spannung der Federung soll so ausgelegt sein, daß die äußere Stoßstange und die Führungsstange erschütterungsfest und zentrisch zueinandergefügt sind.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Federung besteht darin, daß sie aus einer wellenförmigen Blattfeder besteht, wobei die Scheitelpunkte der Wellen auf einer Seite mit der Stoßstange und auf der anderen Seite mit der Führungsstange in gleitendem Reibkontakt stehen.
  • Durch die Abstützung der wellenförmigen Blattfeder an den verschiedenen Scheitelpunkten wird eine gleichmäßige Führung der Blattfeder erreicht, was hinsichtlich der Querschnittsdimensionierrung von Vorteil ist. Gleichzeitig wird durch die genannte Ausführungsform eine Dämpfung, d. h. Vernichtung der Stoßenergie erzielt. Wenn nämlich bei einem Zusammenstoß die Blattfeder zusammengedrückt wird, tritt an den Berührungsflächen de Blattfeder mit der Stoß- bzw. Führungsstange eine Reibungskraft auf, da sich die Federauflagepunkte an den Stangen beim Einfedern verschieben. Die gegen diese Reibungskraft durchgeführte Bewegung der Blattfeder ist ein Maß für die geleistete Dämpfungsarbeit.
  • Man kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die metallische Federung so gestalten, daß sie aus einer Reihe von wellenförmigen Einzelblattfedern besteht, deren Scheitelpunkte abwechselnd an der Stoßstange und an der Führungsstange befestigt sind. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil einer einfachen Montage, da die Einzelblattfedern nacheinander montiert werden können.
  • Hierbei und auch bei der Ausführung mit einer einzigen wellenförmigen Blattfeder ist es möglich, wie an sich bekannt, Blattfederpaktete d. h. mehrblätterige Blattfedern zu verwenden.
  • Für die Aufnahme von Stößen, die aus seitlicher Richtungkommen, ist es vorteilhaft, wenn die Stoßstange und die Führungsstange sowohl die Vorder- (Hinter-)seite des Kraftfahrzeugs als auch einen Teil der Seitenflächen des Kraftfahrzeugs bedecken.
  • Um die Montage zu vereinfachen, kann vorgesehen werden, daß die Stoßstange ein U-förmiges Profil hat, wobei die Enden der Schenkel des U mit Haken versehen sind, welche die Führungsstange umgreifen.
  • Die oben erwähnte Dämpfung kann dadurch verstärkt werden, daß an der Stoßstange bzw. an der Führungsstange zusätzliche Reibbeläge so angebracht werden, dan sie die Reibung zwischen diesen Stangen und der Blattfeder verstärken. Es ist aber auch möglich, an der Verbindungsstelle der Führungsstange mit der Stoßstange einen besonderen Reibungsbelag anzuordnen, der dann seine Wirkung ausübt, wenn sich die Stoßstange gegenüber der Führungsstange verschiebt.
  • In den Figuren ist an Hand eines Beispieles die Erfindung zeichnerisch erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Draufsicht im Schnitt einer Sicherheitsstoß stange nach der Erfindung mit durchgehender wellenförmigen Blattfeder, Fig. 2 eine ebensolche Ansicht einer Ausführung mit einer Reihe von wellenförmigen Einzelblattfedern, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt durch die Stoßstange und die Führungsstange mit einem Reibkörper an der Berührungsfläche der beiden Stangen, Fig. 5 eine schematische Skizze der Wirkungsweise.
  • In Fig. 1 und 2 ist die Stoßstange mit 1 und die Führungsstange mit 2 bezeichnet. Sie sind vorzugsweise als Leichtmetall-Strangpreßprofile ausgeführt, in welchen die Führungselemente für die Federung und die für die Montage vorteilhaften Verhakungselemente integriert sind.
  • Die Führungsstange ist mittels Befestigungselementen 4 am Chassis 3 des Kraftfahrzeuges befestigt, das nur in Umrissen angedeutet ist. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, ist, umfassen die Stoß- und die Führungsstange (1 und 2) neben der Vorderseite des Chassis 3 auch einen Teil von dessen Seitenflächen 5 ist die Längsmittellinie des Kraftfahrzeuges. Es sei angenommen, die gezeichnete Stoßstange 1 sei die vodere: Stoßstange, d. h. das Kraftfahrzeug bewege sich in Richtung des Pfeiles 6.
  • Das Federelement besteht aus der wellenförmigen Blattfeder 7, welche unter Vor spannung in den Raum zwischen der Stoßstange 1 und der Führungsstange 2 eingebracht ist, wobei sie an den Berührungsstellen 8 bis 14 in Reibkontakt mit den Stangen 1 bzw. 2 steht. Sie übt also auf die Stoßstange 1 einen nach außen gerichteten Druck aus.
  • Der Abstand zwischen Stoßstange 1 und Führungsstange 2 ist durch eine Verhakung- der beiden Stangen begrenzt, deren Konstruktion in Fig. 3 dargestellt ist.
  • Man erkennt aus Fig. 3, daß die Stoßstange 1 V-förmig ausgebildet ist, wobei die Schenkel 15 und 16 des V mit Haken 17 und 18 versehen sind, die die Führungsstange 2 umgreifen und dadurch den Abstand der Stoßstange von der Führungsstange festlegen.
  • Um die Reibung zwischen Stoßstange 1 und der Blattfeder 7 zu vergößern, können in die Innenseite der Stoß- bzw. Führungsstange besondere Reibbeläge eingesetzt sein. In Fig. 3 sind derartige Reibbeläge 19 in die Innenseite der Stoßstange 1 eingesetzt. Eine weitere Möglichkeit, die Reibung zwischen Stoß- und FUhrungsstange zu vergrößern, besteht darin, wie in Fig. 4 dargestellt, zusätzlich Reibbeläge 20 an der hakenförmigen Verbindungsstelle zwischen der Führungsstange 2 und der Stoßstange 1 anzuordnen.
  • Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt ähnlich der Fig. 3, jedoch einer Ausführung mit wellenförmigen Einzelblattfedern 21 bis 24. Diese Einzelblattfedern sind mit ihren Scheitelpunkten 25 bis 28 abwechselnd an der Stoßstange 1 bzw. an der Führungsstange 2 befestigt, sodaß bei einer Stoßbelastung der Stoßstnage 1 die gewellten Schenkel der Einzelblattfedern an den Stellen 29 bis 34 in reibenden Kontakt mit der Stoß- bzw. Führungsstange kommen.
  • Wirkungsweise: Bei einem z. B. Frontalaufprall wird über die Stoßstange 1 die Federung je nach der Wucht des Aufpralles ein bestimmtes Maß entsprechend der Federkonstanten der wellenförmigen Blattfeder 7 bzw. 21-24 zusammengedrückt.
  • Die Stoßstange nimmt dann die in Fig. 3 gestrichtelt gezeichnet Stellung ein. Gleichzeitig tritt an den Berührungssfellen der Blattfeder mit der Stoß- bzw. Führungsstange eine Reibungskraft auf, da sich die Federauflage punkte 11 bis 14 bzw. 29 bis 34 an der Stoßstange bzw. an der Führungsstange beim Einfedern verschieben (die Wellenfeder fängt sich). Da die Reaktionskraft der Feder mit der Einfederung zunimmt, wird auch diese Reibungskraft größer und wirkt dem Verschieben der wellenförmigen Blattfederauflagepunkte 11 bis 14 bzw. 29 bis 34 entgegen, womit eine bestimmte Reibungsdämpfung erzielt wird. Diese Dämp fung kann durch zusätzliches Anbringen der Reibbeläge 19 an der Stoßstange bzw. am Führungsprofil im gewissen Umfang beeinflußt werden.
  • Sollte damit noch keine ausreichende Dämpfung, das heißt Arbeitsaufnahme, erreicht werden, kann die Dämpfung durch Anbringen von Reibbelägen 20 an der Verbindung zwischen Stoßstange und Führungsstange verstärkt werden. Dabei ist es denkbar, daß durch ein geringfflgiges Anstellender Flansche der Stoßstange die Reibkraft mit zunehmender Einfederung infolge der damit eintretenden Aufweitung des U-förmigen Querschnittes der Stoßstange ebenfalls zunimmt und damit die gewünschte Dämpfung erreicht wird.
  • Die Wirkungsweise der Sicherheitsstoßstange nach dem Aufprall, also der sogenannte Rückprall, ist genau umgekehrt wie die vorher beschriebene.
  • In Fig. 5 ist die Wirkungsweise der Einrichtung zeichnerisch dargestellt. Bei einem Frontalzusammenstoß drückt die Stoßstange 1 die Feder 7 symmetrisch zusammen, bis sie die Lage 7' einnimmt. Die Stoßstange 1 nimmt dann die strich-punktierte Lage ein. Bei einem Aufprall in Richtung des Pfeiles A, d. h. mit 300 gegenüber der Längsrichtung des Kraftfahrzeuges, wird die Stoßstange auch seitlich yerschoben und nimmt die gestrichelte Stellung ein. Nach dem Aufprall wirkt die wellenförmige Blattfeder 7 so, daß die ursprüngliche Lage der Stoßstange 1 wieder hergestellt wird.
  • o - Patentansprüche -

Claims (8)

  1. Patentansprüche 1.Sicherheitsstoßstange für Kraftfahrzeuge, bei welcher zwischen einer äußeren Stoßstange und einer am Chassis des Kraftfahrzeugs befestigten Führungsstange eine unter Vorspannung stehende Federung angeordnet ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Federung aus einer metallischen Feder (7) besteht, die sowohl in Längs als auch in Querrichtung des Kraftfahrzeugs wirksam ist.
  2. 2. Sicherheitsstoßstange nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die metallische Federung aus einer wellenförmigen Blattfeder(7) besteht, wobei die Scheitelpunkte der Wellen auf einer Seite mit der Stoßstange (1) und auf der anderen Seite mit der Führungsstange (2) in gleitendem Reibkontakt stehen.
  3. 3. Sicherheitsstoßstange nech Anspruch 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die metallische Federung aus einer Reihe von wellenförmigen Einzelblattfedem (21-24) besteht, deren Scheitelpunkte (25-28) abwechselnd an der Stoßstange (1) und an der rührungsstange (2) befestigt sind.
  4. 4. Sicherheitsstoßstange nach den Ansprüchen 1 bis 3, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung von mehrblätterigen Blattfedern.
  5. 5. Sicherheitsstoßstange nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stoßstange (1) und die Führungsstange (2) sowohl die Vorder- bzw. Hinterseiten des Kraftfahrzeugs als auch einen Teil der Seitenflächen des Kraftfahrzeugs bedecken.
  6. 6. Sicherheitsstoßstange nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stoßstange (1) ein U-förmiges Profil hat, wobei die Enden der Schenkel (15, 16) des U mit Haken (17, 18) versehen sind, welche die Führungsstange (2) umgreifen.
  7. 7. Sicherheitsstoßstange nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an der Stoßstange (1) und/oder der Führungsstange (19) Reibbeläge angeordnet sind.
  8. 8. Sicherheitsstoßstange nach den AnsprUchen1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß zusätzliche Reibbeläge (20) an der Verbindungsstelle der Führungsstange (2) mit der Stoßstange (1) angeordnet sind.
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