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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Der Abstand zwischen Stoßstange 1 und Führungsstange 2 ist durch eine
Verhakung- der beiden Stangen begrenzt, deren Konstruktion in Fig. 3 dargestellt
ist.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die Wirkungsweise der Sicherheitsstoßstange nach dem Aufprall,
also
der sogenannte Rückprall, ist genau umgekehrt wie die vorher beschriebene.
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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.
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o - Patentansprüche -