DE3835674A1 - Stossfaengeranordnung fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stoßfängeranordnung für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Hauptan­ spruchs.

Ausfahrbare Stoßfängeranordnungen sind schon verschie­ dentlich im Stand der Technik vorgeschlagen worden. So zeigt die DE-OS 20 55 696 ein hydraulisches System, bei dem die Hydraulikflüssigkeit durch ein expandierendes Gas verdrängt wird. Als Reaktion darauf fährt der Stoßfänger aus. Als Auslöser für das expandierende Gas kann eine Zündpille vorgesehen sein, die sich durch geeignete, auf einen möglichen Aufprall hinweisende Parameter zünden läßt.

Der Stoßfänger nach dieser Anordnung kennt nur zwei definierte Endlagen. Eine Ruhelage, in der er zurückver­ lagert ist und in der er keine Aufprallkräfte in nennenswertem Umfang dämpfen kann. Die zweite Endlage ist die ausgefahrene Lage, in der der gesamte Dämpfungs­ weg zur Verfügung steht.

Soweit ein Aufprall bei höherer Geschwindigkeit droht, ist der Stoßfänger vollständig ausgefahren. Bei Stößen kleinerer Geschwindigkeiten, beispielsweise beim Ein­ parken, sind die vollständig ausgefahrenen Stoßfänger eher hinderlich, da meistens die Parklücken zu klein sind. Um diesen Umstand zu berücksichtigen, muß bei der Ausführung nach dem Stand der Technik bei niedrigen Geschwindigkeiten der Stoßfänger in seinen zurückver­ lagerten Position verbleiben. In dieser Lage aber kann er, wie oben ausgeführt, keine Stöße dämpfen. Stößt der Einparkende mit einem derartig ausgerüsteten System gegen das vordere oder hintere Auto, so können selbst diese leichten Stöße bereits zu Schäden am Fahrzeugauf­ bau führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Stoßfängeranordnung so weiterzubilden, daß sie in allen Geschwindigkeitsbereichen funktionsfähig ist, ohne daß sie bei niedrigen Geschwindigkeiten zuviel Platz bean­ sprucht. Außerdem soll die Anordnung in weiten Grenzen regenerierfähig sein. Schließlich soll die Anordnung einen einfachen Aufbau aufweisen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Stoßfängersystem zeichnet sich dadurch aus, daß der Stoßfänger je nach Stärke des zu erwartenden Aufpralls eine darauf abgestimmte Lage einnimmt. Dabei ist die Stärke des Aufpralls in erster Linie von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängig. Obwohl nach dem Erfindungsgedanken sogar eine stufenlose Einstellung der Lage mit dem Zuwachs der Fahrzeugge­ schwindigkeit möglich wäre, werden im praktischen Fahrbetrieb nur zwei definierte Stellungen notwendig sein. Droht bei einer höheren Geschwindigkeit ein Aufprall, wird der Stoßfänger in seiner ganzen Länge ausfahren. Bei geringen Geschwindigkeiten, wie sie beispielsweise beim Einparken gefahren werden, ist der Stoßfänger teilweise zurückverlagert. Dabei bleibt ein Restweg für das Dämpfen der bei solchen Geschwindig­ keiten auftretenden geringeren Stöße. Andererseits ist der Stoßfänger soweit zurückverlagert, daß sich das optische Erscheinungsbild des Fahrzeuges nicht von dem anderer Fahrzeug unterscheidet.

Besonders einfach läßt sich der Erfindungsgedanke mit einem Stoßfänger vorsehen, der in der zurückverlagerten Ruhestellung vorgespannt ist. In dieser Lage wird er zweckmäßigerweise von einer Rückzugvorrichtung gehalten, die ihn bei einem drohenden Aufprall bei höherer Ge­ schwindigkeit freigibt. Durch seine Vorspannung wird er dann automatisch in seine ausgefahrene Position ge­ drückt.

Für die Freigabe wird die Rückzugvorrichtung von Si­ gnalen angesteuert, die einmal einen Fahrzeugaufprall anzeigen und zum anderen Auskunft über die Geschwindig­ keit geben. Beispielsweise können dies das Signal eines Näherungssensors sein und das ohnehin im Fahrzeug vorhandene Geschwindigkeitssignal.

Die vorgespannte Ruhestellung des Stoßdämpfers läßt sich in vorteilhafter Weise mit einem Pralldämpfer erreichen, der eine Gas- und/oder Flüssigkeitsfüllung enthält. Solche Pralldämpfer sind allgemein bekannt. Durch die zurückverlagerte Stellung wird das Gasvolumen eines derartigen Pralldämpfers komprimiert und erzeugt die gewünschte Vorspannung.

Um den Stoßfänger in seiner Lage zu halten, ist es weiter zweckmäßig, für die Rückzugvorrichtung einen Getriebemotor mit einem Ritzel vorzusehen. Das Ritzel kämmt in einer Zahnstange, die wiederum mit dem Stoß­ fängersystem verbunden ist. Es ist dabei zweckmäßig, daß die Verhinderung zwischen der Zahnstange und dem eigent­ lichen Stoßfänger ein elastisches Zugmittel übernimmt, so daß bei einem Aufprall die Zahnstange bzw. der Getriebemotor von dem sich zurückschiebenden Stoßfänger nicht beaufschlagt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Getriebemotor parallelogrammartig am Fahrzeugaufbau angelenkt. Er läßt sich dadurch seitlich nach oben verschwenken und sein Ritzel löst sich durch diese Schwenkbewegung von der Zahnstange. Die Stoßfängeran­ ordnung wird auf diese Weise freigegeben und wegen der Vorspannung in ihre ausgefahrene Endstellung gedrückt.

Durch die parallelogrammartige Aufhängung des Getriebe­ motors ist es weiter zweckmäßig, auf der Welle des Antriebsritzels zusätzlich ein Klinkenrad vorzusehen, das in einer etwa senkrecht angeordneten Zahnstange eingreift. Dreht der Getriebemotor, läuft je nach Drehrichtung das Klinkenrad an seiner Zahnstange ent­ weder rauf oder runter. Dabei wird durch die genannte Aufhängungsanordnung der Getriebemotor mit seinem Ritzel von der zum Stoßfänger führenden Zahnstange abgehoben oder auf sie zubewegt. Für die Freigabe der Stoßfänger­ anordnung bzw. für sein Zurückziehen in die vorgespannte Ruhelage Ausgangslage ist also lediglich die Dreh­ richtung des Getriebemotors umzudrehen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der dazugehörigen Zeich­ nung eines Ausführungsbeispieles. Es zeigen

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Stoßfängeranordnung, nur teilweise dargestellt und in vorgespannter Ruhelage,

Fig. 1a eine Ansicht entsprechend des Pfeiles A nach Fig. 1,

Fig. 1b eine andere Ansicht nach Fig. 1 entsprechend des Pfeiles B,

Fig. 2 die Stoßfängeranordnung im ausgefahrenen Zustand,

Fig. 2a eine der Fig. 1b vergleichbare Ansicht entsprechend des Pfeiles C nach Fig. 2 und

Fig. 3 die Stoßfängeranordnung nach einem Aufprall.

Die in Fig. 1 nur teilweise dargestellte Stoßfängeran­ ordnung besteht aus einem Stoßfängerträger 1, der über hydraulische Pralldämpfer 2 (wegen der Darstellungsart nur einer erkennbar) mit der Karosserie eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs verbunden ist. Außerdem greift am Stoßfängerträger 1 ein Drahtseil 3 an, das mit seinem anderen Ende an einer Zahnstange 4 festgelegt ist. Das Drahseil 3 und die Zahnstange 4 haben in etwa eine parallele Ausrichtung zum Pralldämpfer 2.

In die Zahnstange 4 greift ein Antriebsritzel 5 eines Getriebemotors 6 ein. Auf der gleichen Welle wie das Antriebsritzel 5, jedoch von ihm und der Zahnstange 4 abgewendet, sitzt ein Klinkenrad 7, das in eine etwa zur Zahnstange 4 senkrecht stehende Zahnstange 8 eingreift. Das Klinkenrad 7 und die Zahnstange 8 zeigt die Fig. 1b deutlicher. Es ist eine angedeutete Feder 9 erkennbar, die die Zahnstange 8 über einen karosseriefesten Schwenkpunkt 10 gegen das Klinkenrad 7 drückt.

Entsprechend dem Pfeil A nach Fig. 1 läßt sich aus Fig. 1a entnehmen, daß das Ritzel 5 des Getriebemotors 6 in die Zähne der Zahnstange 4 greift. Außerdem ist in dieser Darstellung die Anlenkung des Getriebemotors 6 am Fahrzeugaufbau erkennbar. Hierfür sind zwei Schwenk­ glieder 11, 12 sowohl gelenkig am Getriebemotor 6 als auch gelenkig am Fahrzeugaufbau angeordnet. Dabei sind die Schwenkglieder 11, 12 etwas angestellt, so daß die Verbindungslinien ihrer Anlenkpunkte in etwa ein Pa­ rallelogranm bilden.

Wie weiter aus Fig. 1 erkennbar, besteht der Prall­ dämpfer 2 aus einem am Fahrzeugaufbau festgelegten ersten Hohlzylinder 13, in den teleskopartig ein wei­ terer Hohlzylinder 14 einschiebbar ist. Der Hohlzylinder 14 selbst wiederum ist mit dem Stoßfängerträger 1 verbunden. Seinen Innenraum teilt ein schwimmender Kolben 15 in zwei Kammern 16, 17 auf. Die Kanmer 16 ist mit Druckgas gefüllt, während die Kammer 17 eine hydrau­ lische Flüssigkeit enthält. Außerdem steht die Kammer 17 über eine Durchflußöffnung mit einer Kammer 18 des ersten Hohlzylinders 13 in Verbindung. Am Hohlzylinder 13 ist schließlich noch in Längsrichtung ein Dorn 19 vorgesehen, der durch die Durchflußöffnung hindurchragt und sich in die Kammer 17 erstreckt. Der Dorn bildet zu­ sammen mit dem Rand der Druchflußöffnung einen defi­ nierten Ringspalt für den Austausch der Hydraulik­ flüssigkeit zwischen Kammer 18 und 17.

Fig. 1 zeigt die Stoßfängeranordnung in der vorge­ spannten Ruhelage. Der Getriebemotor 6, der sich nach Fig. 1a an einem aufbaufesten Anschlag 20 abstützt, greift mit seinem Ritzel 5 in die Zahnstange 4 ein. Durch Selbsthemmung hält er über das Drahtseil 3 den Stoßfängerträger 1 entgegen der Kraft des kompromierten Gases in der Kammer 16 in dieser zurückverlagerten Ruhelage fest.

In Fig. 2 ist die Stoßfängeranordnung vollständig ausgefahren. Hierfür mußte zunächst einmal der Getriebe­ motor 6 das Klinkenrad 7 im Uhrzeigersinn (Fig. 1b) drehen. Durch seinen Eingriff in die Zahnstange 8 ist es nach oben geklettert. Da es zugleich fest mit dem Getriebemotor 6 verbunden ist, hat er sich über die Schwenkglieder 11, 12 seitwärts nach oben bewegt. Dadurch löste sich das Ritzel 5 von der Zahnstange 4 und das komprimierte Gas in der Kammer 16 drückte den Stoßfängerträger 1 nach vorne. Die Hydraulikflüssigkeit floß dabei von der Kammer 17 in die Kammer 18.

Schließlich zeigt Fig. 3 die Stoßfängeranordnung während oder kurz nach einem Aufprall auf ein Hindernis 21. Die Hohlzylinder 13, 14 des Pralldämpfers 2 sind nahezu vollständig ineinandergeschoben. Durch den dabei er­ folgten Austausch der Hydraulikflüssigkeit zwischen den Kammern 17 und 18 und den damit verbundenen Reibungsver­ lusten beim Durchtritt der Hydraulikflüssigkeit über den zuvor beschriebenen Ringspalt wurde der Auprall in der gewünschten Weise gedämpft. Dabei hat durch zunehmende Komprimierung des Gases in der Druckkammer 16 der Pralldämpfer 2 einen immer größeren Widerstand der eine Zurückverlagerung des Stoßfängerträgers 1 entgegenge­ setzt und damit ebenfalls zur Abfederung des Stoßes beigetragen.

Lag die Aufprallenergie innerhalb festgelegter Grenzen, hat dies zu keinerlei Schädigung am Fahrzeugaufbau geführt. Nach dem Stoß wird der Stoßfängerträger durch das komprimierte Gas in der Druckkammer 16 in seine in Fig. 2 gezeigte Stellung zurückgedrückt. Sodann dreht der Getriebemotor das Klinkenrad 7 entgegen dem Uhr­ zeigersinn (Fig. 1b). Es läuft dabei die Zahnstange 8 hinunter und verschwenkt damit den Getriebemotor 6 wieder in Richtung Zahnstange 4. Das Antriebsritzel 5 greift in die Zähne der Zahnstange 4 und zieht über das Drahtseil 3 den Stoßfängerträger 1 in die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung zurück. Das Gas in der Kammer 16 wird in der gewünschten Weise vorgespannt und das Stoßfängersystem ist für den nächsten Aufprall vor­ bereitet.

Bei kleinen Stößen, also bei geringen Geschwindigkeiten wie sie beispielsweise beim Einparken auftreten, wird der Getriebemotor 6 nicht angesteuert. Die Stoßfänger­ anordnung befindet sich demnach in der in Fig. 1 ge­ zeigten Lage. Stößt nun das Fahrzeug mit dem Stoß­ fängerträger 1 gegen ein Hindernis, so steht für ein Dämpfen dieses Stoßes noch ausreichend Weg im Prall­ dämpfer 2 zur Verfügung. Ein solcher Stoß hat keinerlei Rückwirkungen auf die Zahnstange 4 bzw. auf den Ge­ triebemotor 6, da das Stahlseil 3 aufgrund von seiner Flexibilität diesen Stoß nicht weiterleitet.

Claims (10)

1. Stoßfängeranordnung für Kraftfahrzeuge mit wenigstens einem im Gefahrenfall gegenüber dem Fahrzeugaufbau ausfahrbaren Stoßfänger, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßfänger (Stoßfänger­ träger 1) eine Stellung gegenüber dem Fahr­ zeugaufbau einnimmt, die abhängig ist von der Stärke des zu erwartenden Aufpralls.

2. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßfänger eine vorge­ spannte, zurückverlagerte Ruhestellung einnimmt.

3. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßfänger durch eine Rückzugsvorrichtung in der Ruhestellung gehalten ist.

4. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugsvorrichtung über einen Fahrzeugaufprall anzeigende Signale ange­ steuert ist.

5. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugsvorrichtung als ein am Fahrzeugaufbau angeordneter Getriebemotor (6) ausgelegt ist, der über Verbindungsglieder den Stoßfänger beaufschlagt.

6. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsglieder wenigstens teilweise flexibel sind.

7. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoßfänger aus einem dem Hindernis zugewandten Stoßfängerträger (1) besteht mit wenigstens einem am Fahrzeugaufbau angeord­ neten, in sich verschiebbaren und eine Gas- und/oder Flüssigkeitsfüllung aufweisenden Prall­ dämpfer (2).

8. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebemotor gelenkig am Fahrzeugaufbau angeordnet ist und ein Antriebs­ ritzel aufweist, das in eine in etwa parallel zum Pralldämpfer verlaufende Zahnstange (4) eingreift, wobei die Zahnstange (4) über ein Stahlseil (3) am Stoßfängerträger (1) angreift.

9. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Getriebemotor (6) über zwei Schwingen (11, 12) parallelogrammartig am Fahrzeug­ aufbau angelenkt und sein Antriebsritzel (5) über eine Schwenkeinrichtung mit der Zahnstange (4) in Eingriff bringbar ist.

10. Stoßfängeranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkeinrichtung aus einem auf der Antriebswelle des Antriebsritzels angeordneten Klinkenrad (7) besteht, das in eine etwa senkrecht und zur Zahnstange (4) gelenkig am Fahrzeugaufbau angeordnete Zahnstange (8) eingreift.