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Lastkraftwagen Die Erfindungbezieht sich auf Lastkrafwagen und betrifft
insbesondere eine Einrichtung für Lastkraftwagen zum Absorbieren der bei einem Zusammenstoß
auf das Fahrerhaus wirkenden kinetischen Energie des hinteren Körpers.
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Aufgrund des hohen Brattogewichts von Lastkraftwagen mUssen bekannte
Systeme zum Absorbieren der Aufprallkraft bei SusammenstöBen zum Schutz der Lastkraftwagenbesatzung
größer als die für Kraftwagen sein, um die Stoßkraft ausreichend absorbieren zu
können. Bei den bekannten Systemen zum Absorbieren von Energie erhöht sich die Beschleunigung
der
bei einem Zusammenstoß auf die Besatzung ;<Prkenden Schwerkraft aufgrund der
durch den hinteren Körper und seine Ladung erzeugten großen zusätzlichen Kraft,
obwohl der Chassisrahmen die Energie durch innere plastische Verformung absorbieren
kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lastkraftwagen zu
schaffen, bei dem die bei einem Zusammenstoß auf das Fahrerhaus wirkende und die
Besatzung des lastkraftwagens gefährdende Energie absorbiert wird.
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Dies wird bei Lastkraftwagen erreicht durch eine Energie umwandelnde
Einrichtung zwischen einem Chassisrahmen und einem hinteren Körper, welche eine
Aufwärtsbewegung des Körpers in bezug auf den Rahmen ermöglicht, um dadurch kinetische
Energie des Körpers zu absorbieren.
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Wenn ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Lastkraftwagen zusammenprallt
und die auf den hinteren Körper des Lastkraftwagens wirkende Stoßkraft einen vorbestimmten
Wert überschreitet, wird der Körper mittels der Energie umwandelnden Einrichtung
nach oben bewegt und der Chassisrahmen durch eine Reaktion auf die Aufsatzbewegung
des Körpers nach unten gedrückt, da das kombinierte Gewicht des Körpers und der
Ladung darauf mehr als die H'tlfte des BruCtofahrzeuggewichts des Lastkraftwagens
ausmacht. Es wird daher die bei dem Zusammenstoß des Fahrzeugs auf den hinteren
Körper in längsrichtung wirkende kinetische Energie durch die Aufwgrtsbewegung des
Körpers gegen die Schwerkra£t in potentielle Energie umgewandelt. Die kinetische
Energie wird auch durch Herabdrücken des Chassisrahmens und damit
verbundene
Verformung der Federung durch die Wirkung der Aufwärtsbewegung absorbiert. Weiterhin
wird die kinetische Energie absorbiert durch plastische Verformung der den Rahmen
und den Körper zusammenhaltenden Bügelschrauben, wenn sich der Körper nach oben
bewegt. Also wirkt bei bekannten Lastkraftwagen die gesamte bei einem Zusammenstoß
entstehende kinetische Energie in Längsrichtung auf den Chassisrahmen, bei dem erfindungsgemäßen
Lastkraftwagen dagegen wSrd ie kinetische Energie wie oben beschrieben absorbiert,
so daß die gegen die Besatzung in einem Fahrerhaus gerichtete Stoßkraft-des Chassisrahmens-verringert
ist.
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Wenn bei einem Zusammenstoß eines Fahrzeuges sich der Körper nach
oben bewegt und der Chassisrahmen in Reaktion auf die Aufwärtsbewegung des Körpers
herabgedrückt wird, werden außerdem die Räder durch die Aufhängung auf den Boden
gedrückt, so daß der erfindungsgemäße Lastkraftwagen ohne Sperrung ausreichend gebremst
und durch Bremsung durch die Besatzung in wirksamer Weise eine Vorwärtsbewegung
verhindert wird, und auch die vom Fahrzeug ausgehende- kinetische Energie durch
die Bremsung absorbiert wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von Ausführungsbeispie
len näher erläutert und beschrieben werden wobei aur die begefügten Zeichnungen
Bezug genommen ist.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Lastkraftwagens, Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Teils von Fig. 1, Fig. 3 ist
ein Querschnitt nach Linie III-III inFig. 2,
Fig. 4 ist eine Seitenansicht
der durch die Bügelschraube von Fig. 1 zusammengehaltenen Teile, Fig. 5 ist ein
Querschnitt nach Linie V-V in Fig. 4, Fig. 6 ist eine abgewandelte Form von Figv
4, Fig. 7 ist ein Querschnitt nach Linie VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 ist eine zweite
Abwandlung der in Fig. 4 gezeigten Konstruktion, Fig. 9 ist ein Querschnitt nach
Linie IX-IX in Fig. 8, Fig. 10 ist eine dritte Abwandlung der in Fig. 4 gezeigten
Konstruktion, Fig. 11 ist ein Querschnitt nach Linie XI-XI in Fig. 10, Fig. 12 ist
eine seitliche Teilansicht des Lastkraftwagens von Fip, 1, mit einem Stoßfänger
an der Rückseite des Körpers, Fig. 13 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Lastkraftwagens, Fig. 14 ist eine Seitenansicht eines Teils
von Fig. 13, Fig. 15 ist ein Querschnitt nach Linie XV-XV in Fig. 14, Fig. 16 ist
eine seitliche Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Lastkraftwagens und
Fig. 17 ist ein Querschnitt nach Linie XVII-XYII
in Fig. 16.
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In der in Fig. 1 - 3 gezeigten ersten Ausführungsform weist ein Lastkraftwagen
mit vornangeordnetem Fahrerhaus ein Fahrerhaus bzw. eine Kabine 2, einen Chassisrahmen
3, einen hinteren Körper 4, Räder 5 und eine Energie umwandelnde Einrichtung 6 auf.
Die Kabine 2 ist am Rahmen 3 angebracht, Der Rahmen 3 und der Körper 4 sind mit
durch einen am Körper fest angebrachten Längsträger 7 geführte Bügelschrauben 41
befestigt. Diese Bügelschrauben 41 vermögen sich durch plastische Verformung zu
dehnen, wenn die auf die Bügelschrauben einwirkende Zugkraft einen vorbestimmten
Wert überschreitet.
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Gemäß Fig. 4 und 5 hält die Bügelschraube 41 den Rahmen 3, ein Verstärkungselement
3, ein Polsterelement 9 und einen Längsträger 7 zusammen, und das durch eine Scheibe
42 geführte obere Ende der Bügelschraube wird durch eine Mutter 44 und Tellerfedern
(Belleville-Federn) 43 angezogen. Die TCi'erfedern43 sind vorgesehen, um die erste
Wucht des Aufpralls aufzufangen.
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Bei der ersten Abwandlung der Bügelschrauben 41 gemäß Fig.
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6 und 7 halten zwei Schrauben 45 den Chassisrahmen 3, und das obere
und untere Ende der Schraube 45 ist durch Scheiben 46 und 47 gerührt. Eine Platte
48 ist auf einen Bereich mit sich stufenförmig verjüngendem Aarchmesser des oberen
Endes der Schraube 45 passend aufgesetzt, während das untere Ende der Schraube durch
Tellerfedern 49 mittels einer Mutter 50 festgehalten ist, so daß der Bereich größeren
Durchmessers des oberen Endes bei einer Aufwärtsbewegung des hinteren
Körpers
4 durch die Platte 48 ausgezogen wird.
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Bei der zweiten;Abwandlung der Bügelschraube gemäß Fig. 8 und 9 sind
eine Platte 52 und eine Scheibe 53 auf das untere Ende der Schraube 51 aufgesetzt.
Im Gegensatz zu den Scheiben 42 und 46 weist die Scheibe 53 keinen auf den Längsträger
7 aufliegenden ebenen Bereich auf, sondern besitzt eine im Querschnitt gebogene
und den Längsträger berührende Referie auf. Die Scheibe 53 enthält eine Bohrung
54, durch welche die Schraube 51 geführt ist. Der Durchmesser der Bohrung 54 ist
größer als derjenige der Schraube 51> um einen ausreichenden Spielraum zwischen
Schraube und Bohrung zu schaffen. Auch wenn sich bei einer Bewegung der Schraube
51 in bezug auf den hinteren Körper in Längs- und Vertikalrichtung die Schraube
51 gegen den Längsträger geneigt wird, wird auch eine äußere Peripherie der Platte
53 ohne weiteres mit dem oberen Ende der Schraube 51 zusammen verbogen, und zwar
aufgrund der bogenförmigen Ausbildung der Scheibe, ohne eine Biegekraft auf das
obere Ende der Scheibe auszuüben, wodurch die Schraube durch die Platte 52 glatt
ausgezogen wird.
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Bei der dritten Ausführungsform der Bügelschraube gemäß Fig. 10 und
11 ist eine eine Kombination der Scheibe 53 und der Platte 52 der zweiten Ausführungsform
vorgesehen, um eine dieser Ausführungsform gleiche Wirkung zu erzielen.
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Eine Einrichtung 75 zum Begrenzen der Aufwärtsbewegung des hinteren
Körpers 4 gemäß Fig. 4 ist mittels eines Scherbolzens 76 am Chassisrahmen 3 befestigt,
um den hinteren Körper 4 daran zu hindern, sich nach oben weiter als zu einer bestimmten
Höhe zu bewegen, z.B. die Höhe des längsträgers 7, wenn der Scherbolzen 76 bei einem
Zusammenstoß abgeschnitten wird. Die Einrichtung 75 zum Beschränken einer
Aufwärtsbewegung
besteht aus einem Rahmen aus steifen U-förmigen Elementen, der den Chassisrahmen
3 und den Körper 4 mit seiner Oberkante und seinen Seitenkanten hält, und der zwischen
seiner Unterkante und der Unterkante des Chassisrahmens 3 einen Raum von der Höhe
des Längsträgers 3 aufweist.
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Weiterhin sind zwischen dem hinteren Körper 4 und dem Chassisrahmen
3 Scherplatten 78 oder nichtgezeigte Scherbolzen befestigt, die bei einem einen
vorbestimmten Wert übersteigenden Aufprall abgeschnitten werden und dadurch normalerweise
die längsbewegung des Körpers 4 gegen den Rahmen 3 begrenzen. Die Räder 5 sind am
Rahmen 3 mit Tellerfe,dern und, falls erforderlich, nicht gezeigten Stoßfängern
angebracht.
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Die Einrichtung 6 zum Ubertragen von Energie gemäß Fig. 2 und 3 besteht
aus einer am Rahmen 3 mit Schrauben 60 befestigten Platte 62, die mit einer nach
vorn und aufwärts geneigten linearen Gleitfläche 61 versehen ist, und aus einer
am Längsträger 7 mit Schrauben 6)befestigten Platte 65, die eine den Kontakt mit
der Fläche 61 befindliche Gleitfläche 64 besitzt.
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Der hintere Körper 4 trägt eine Last 4t. Ein Anschlag 8 ist am Rahmen
3 vor dem Körper 4 befestigt, um eine Gleitbewegung des Körpers 4 zu verhindern,
wenn letzterer, verursacht durch eine ungewöhnliche Stoßkraft, auf dem Rahmen 3
nach vorn gleitet. Anstelle des Anschlages kann ein Fangelement zum Auffangen des
gleitenden hinteren Körpers am hinteren Ende eines Anbringungselements 10 für die
Kabine befestigt sein oder ein Maschinenkörper kann in der
Weise
angebracht sein, daß der obere Bereich seines hinteren Endes am hinteren Ende der
Kabine 2 und über dem Chassisrahmen 3 angeordnet ist und dadurch die Vorwärtsbewegung
des Körpers 4 verhindert. Ein Polster 9 kann zwischen dem Rahmen 3 und dem Körper
4 angeordnet sein, um Drücke entsprechender Oberflächen zu absorbieren. ES kann
auch ein Stoßfänger 7t am hinteren Ende des Längsträgers 7 des hinteren Körpers
4 mit Hilfe von Trägern 71 i befestigt sein, um einen Aufprall bei einem Zu3ammenstoB~am
hinteren Ende des Körpers 4 aufzufangen, wie in Fig. 12 gezeigt.
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Wenn ein Fahrzeug gegen den hinteren Körper 4 des Lastwagens 1 stößt
und der Körper 4 eine einen vorbestimmten Wert überschreitenden Stoß empfängt, werden
die Scherplatten 78 abgeschnitten und der Körper 4 vorwärtsbewegt. Außerdem wird
der Körper 4 in bezug auf den Chassisrahmen 3 nach oben bewegt, und zwar entlang
der nach vorn und oben geneigten Gleitflächen 61 und 64 der Einrichtung 6 zum Umwandeln
von Energie. Bei der Aufwärtsbewegung des Körpers 4 werden die Bügelschrauben41
vertikal gedehnt, was ihre plastische verformung veralsacht und wodurch die kinetische
Energie der Aufwärtsbewegung des Körpers absorbiert wird, wobei durch die Einrichtung
75 zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung gewährleistet wird, daß diese Bewegung eine
vorbestimmte Höhe nicht überschreitet. Da das Gewicht des Körpers 4 kombiniert mit
dem seiner Ladung mehr als die Hälfte des Brfltto-Fahrzeuggewichts ausmacht, ist
die dem Körper 4 nach oben drückende Kraft groß, so daß der Rahmen 3 durch die Reaktion
herabgedrückt wird. Die den Rahmen 3 herabdrilcken de kinetische Energie wird durch
die Tellerfedern und Stoßfänger absorbiert. AuBerdem werden die Räder 5 durch die
Reaktion der herabdrückenden Kraft auf den Boden gedrückt.
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Weiterhin bewegen sich die Gleitflächen 61 und 64 der Platten 62 und
65 bei einer Aufwärtsbewegung des Körpers 4 gegeneinander, so daß die kinetische
Energie des Körpers 4 durch den Reibungswiderstand zwischen den Flächen absorbiert
wird.
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Die auf den hinte-ren Körper 4 bei einer Kollision des Fahrzeugs einwirkende
kinetische Energie wird also durch die Bügeischrauben 41, die Tellerfedern und die
Stoßfänger absorbiert. Die die Besatzung im Fahrerhaus 2 bedrohende Wucht des Aufschlags
durch Chassisrahmen 3 wird durch die plastische Verformung der Bügelschrauben 41
und die Umwandlung in potentielle Energie absorbiert, welche vor allem durch die
Verschiebung des Körpers 4 gegen den Rahmen 3 nach oben stattfindet. Auf diese Weise
wird bei dem erfindungsgemäßen Lastkraftwagen die kinetische Energie des Körpers
4 nicht nur nach vorn wirken, wie bei herkömmlichen Lastkraftwagen, und die auf
die Besatzung einwirkende Schwerkraftbeschleunigung wird aufgefangen. Da der Körper
4 mit seiner Ladung, die mehr als die Hälfte des Brutto-Fahrzeuggewichts ausmachen,
bei einem Zusammenstoß nach oben bewegt werden, ist die Reaktion auf diese Bewegung
groß, wodurch die Räder auf den Boden gepreßt werden. Da die Reibung zwischen Rädern
und Boden durch die die Räder auf den Boden drückende Kraft weiter gesteigert wird,
wenn der Lastwagen 1 gebremst wird und anhält, ist eine Vorwärtsbewegung des Lastwagens
1 wirksam verhindert, wodurch die Möglichkeit vermindert wird, daß der Lastwagen
1 vorn gegen ein Fahrzeug prallt. Die auf die Besatzung im Fahrerhaus 2 einwirkende
Stoßkraft wird ebenfalls aufgefangen, da die Vorwärtsbewegung des Lastwagen 1 durch
diese Friktionskraft verhindert wird.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist im Zusammenhang mit einem
Aufprall gegen den Lastwagen von hinten beschrieben, jedoch wird bei einem Aufprall
von vorn die gleiche Wirkung erzielt.
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In der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 13, 14 und 15 ist anstelle
der Platten 62 und 65 der Einrichtung 6 zum Umwandeln von Energie der ersten Ausführungsform
mit linear geneigten Gleitflächen eine Einrichtung 90 zum Umwandeln von Energie
vorgesehen, mit einer Platte 92 mit Gleitfläche 91 von nach vorn und oben parabolisch
gekrümmter Form, die an ihrem oberen Bereich mit Schrauben 93 am Längsträger 7 angebracht
ist, und mit einer Platte 95, die am Chassisrahmen 3 mit Schrauben 96 befestigt
ist und eine Gleitfläche 94 mit konvexer Oberfläche besitzt, die eine relativ geringe
Krümmung aufweist und in-Kontakt mit der Gleitfläche 91 ist.
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Eine Rixtionsplatte 11 ist anstelle des Polsters 9 der ersten Ausführungsform
zwischen Armen 3 und Körper 4 angeordnet.
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Wenn bei einer Kollision eine starke Stoßkraft auf den hinteren Körper
4 wirkt, gleitet zuerst ein wesentlicher horizontaler Teil der Gleitfläche 91 der
Platte 92 an der Platte 95 entlang, so daß der Körper 4 am Rahmen 3 nur nach vorn
gleitet, ohne eine Bewegung nach oben zu verursachen. Die Friktionsplatte 11 erweist
in ausreichender Weise ihre Funktion, kinetische Energie des Körpers 4 zu absorbieren,
Nach Verschiebung des Körpers 4 nach vorn gegenden Rahmen 3 bewegt sich der Körper
4 an dem aufsteigenden Bereich der Gleitfläche 91 nach oben, um gemäß der ersten
AusfUhrungsform genügend kinetische Energie zu absorbieren. Auch in diesem Falle
sind Rahmen 3 und Körper 4 wie in der ersten Ausführungsform durch Bügelschrauben
41 zusammengehalten,.
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die sich bei Einwirkung einer einen vorbestimmten Wert übersteigenden
vertikalen Zugkraft plastisch verformen.
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Bei der dritten Ausführungsform gemäß Fig. 16 und 17 wird anstelle
der Platten der Einrichtungen 6 und 90 zum Umwandeln von Energie eine Platte 101
verwendet, welche an ihrem unteren Bereich mit Schrauben 102 am Chassisrahmen 3
befestigt ist. Der obere Teil der Platte 102 ist gemäß Fig. 16 rechts mit einer
Bohrung 104 versehen, in die eine durch Iangstrager 7 geführte Schraube eingesetzt
ist.
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Ferner enthalt die Platte einen sich von der Bohrung 1o4 nach vorn
und oben kommenden Schlitz 105, dessen Breite bedeutend enger als der Durchmesser
der Bohrung 104ist.
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Die durch B!ngstriger 7 gerührte Schraube 103 und die Platte 101 sind
durch eine Mutter 106 vereinigt. Wenn die in Bewegungsrichtung des Lastkraftwagens
1 wirkende starke Stoßkraft auf den hinteren Körper 4 einwirkt, weitet die Schraube
103 den Schlitz 105 aus und bewegt den Körper 4 am Schlitz entlang nach oben, wobei
die kinetische Energie des Körpers 4 durch seine Aufwärtsbewegung unter dasWeiten
des Schlitzes 105 absorbiert wird.
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In dieser Ausführungsform ist die Platte 101 am Rahmen 3 und die Schraube
103 im Längsträger 7 des Körpers 4 angebracht, die Anordnung kann jedoch auch so
getroffen werden, daß die Platte 101 am längsträger 7 des Körpers 4 und die I;chra
X 103 am Rahmen 3 befestigt wird, so daß die Schraube am vorderen Ende des Schlitzes
eingesetzt ist.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Fall beschrieben,
daß sich der hintere Körper 4 bei einem Zusammenprall gegen den Chassisrahmen 3
nach vorn bewegt, die kinetische Energie des hinteren Körpers 4 wird jedoch im Falle
einer Rückwärtsbewegung des Körpers 4 durch eine umgekehrte Anbringung der Einrichtung
zum Umwandeln der Energie absorbiert, wenn z.B. der Aufprall durch eine Kollision
eines anderen Fahrzeuges gegen den Rahmen 3 verursacht wird.