WO1992018355A1 - Stossfängersystem mit einem ausfahrbaren stossfänger für fahrzeuge - Google Patents

Stossfängersystem mit einem ausfahrbaren stossfänger für fahrzeuge Download PDF

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WO1992018355A1
WO1992018355A1 PCT/EP1992/000345 EP9200345W WO9218355A1 WO 1992018355 A1 WO1992018355 A1 WO 1992018355A1 EP 9200345 W EP9200345 W EP 9200345W WO 9218355 A1 WO9218355 A1 WO 9218355A1
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WO
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bumper
bumper system
cylinder
vehicle
drive
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Application number
PCT/EP1992/000345
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Reuber
Achim Braun
Original Assignee
Alfred Teves Gmbh & Co. Ohg
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Publication date
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Priority to EP92904834A priority patent/EP0535175B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/10—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using liquid only; using a fluid of which the nature is immaterial
    • F16F9/14—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect
    • F16F9/16—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts
    • F16F9/22—Devices with one or more members, e.g. pistons, vanes, moving to and fro in chambers and using throttling effect involving only straight-line movement of the effective parts with one or more cylinders each having a single working space closed by a piston or plunger
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R19/00—Wheel guards; Radiator guards, e.g. grilles; Obstruction removers; Fittings damping bouncing force in collisions
    • B60R19/02—Bumpers, i.e. impact receiving or absorbing members for protecting vehicles or fending off blows from other vehicles or objects
    • B60R19/24—Arrangements for mounting bumpers on vehicles
    • B60R19/38—Arrangements for mounting bumpers on vehicles adjustably or movably mounted, e.g. horizontally displaceable for securing a space between parked vehicles
    • B60R19/40—Arrangements for mounting bumpers on vehicles adjustably or movably mounted, e.g. horizontally displaceable for securing a space between parked vehicles in the direction of an obstacle before a collision, or extending during driving of the vehicle, i.e. to increase the energy absorption capacity of the bumper

Definitions

  • the invention is therefore based on a bumper of the type resulting from the preamble of the main claim and has set itself the task of specifying a space-saving, optically satisfactory system which can absorb speeds of 15 km / h without damage to the vehicle and moreover is able to extend the bumper at sufficient speed.
  • the object is achieved by the combination of features resulting from the characterizing part of the main claim.
  • the invention consists in only extend the bumper to a suitable dimension in dangerous situations. After the hazard situation has been eliminated, the bumper can be retracted automatically or at a later point in time.
  • the bumper not only creates the sufficient distance between the dangerous object and the immediate contour of the vehicle to be protected, but at the same time also optimally uses the available space in order to to eliminate the dynamic energy of the vehicle which is dangerous in the dangerous situation.
  • a liquid in particular brake fluid
  • the compensation chamber can also be arranged in a ring around the cylinder, which results in a more compact design.
  • the compensation opening between the compensation space and the cylinder is preferably changed as a function of the position of the bumper, and the more enlarged the further the bumper is extended. As a result, the bumper reacts to an impact more and more severely the further the bumper retracts due to the impact or it is retracted from the start.
  • Another possibility for extending the bumper which is also suitable for the subsequent retraction, is the use of a pressure medium pump which stores the corresponding pressure medium pressure in the cylinder in order to extend it quickly via the piston of the bumper if necessary. If the corresponding negative pressure is created with the pump, it is analogously possible to retract the piston.
  • the cylinder chamber is sealed off from the compensation chamber with the aid of suitably arranged valves.
  • the valve that opens when the bumper is retrieved must be constructed in such a way that it closes again immediately if it overruns during the retracting movement. seeing a crash occurs, so that the bumper is also effective in this intermediate position.
  • the bumper can be moved out via a pump that delivers gaseous pressure medium (air) by conveying gas or air into the compensation chamber with excess pressure.
  • a mechanical separating layer between the two different pressure media which in a further development of the invention can consist of a displaceable sealing ring which cleanly separates the two pressure media from one another.
  • an electric drive can be recommended in a further development of the invention. With sufficient translation, this drive can also be used to extend the bumper. In order to guarantee the effectiveness of the bumper even in intermediate positions, the use of the combination of features according to claim 17 is recommended here.
  • the use of pressure medium can be dispensed with at all the spring effect of the spring of the spring accumulator is used for the elastic absorption of the impact energy, while the entire system is retracted with the electric motor and the spring accumulator can thus be loaded again.
  • the necessary speed of the extension movement depends on how specific the dangerous situation is, which is determined by the sensor. If an accident is imminent, the extension movement must take place very quickly. This is the case, for example, when triggered by a violent braking operation or a considerable vehicle deceleration. Otherwise, the extension movement can take place relatively slowly if this occurs only because of the potential increase in risk, for example the increase in driving speed.
  • FIGS. 1 and 2 show the locking device which holds the system in the rest position shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 and 2 show a tubular piston rod 1, at the end of which a fastening hole 3 is provided, and to which the bumper blade lying perpendicular to the viewing plane can be fastened.
  • a fastening hole 3 is provided, and to which the bumper blade lying perpendicular to the viewing plane can be fastened.
  • two systems according to FIG. 1 are provided for fastening the bumper sheet, not shown.
  • more than two systems connected in parallel to one another can also carry the bumper sheet.
  • the vehicle-side end of the piston rod 1 merges into a piston 5 which is guided in a cylinder 7.
  • the piston 5 is sealed off from the outer wall of the cylinder 7 by means of seals 4.
  • a cylindrical compensation chamber 6 concentric with the cylinder 7 is connected to an expansion tank 13 via a compensation line 8.
  • a compensation line 8 Between the cylinder 7 and a cylindrical connection space 12 within the piston rod 1 there is an annular compensation opening 10 which connects the two spaces to one another.
  • the connection space 12 and the compensation space 6 are connected to one another via a throttle groove 15 connected, which is incorporated into a cylindrical pin 17.
  • the cylindrical pin 17 is screwed to the bumper-side end of the piston rod 1 and projects through the connection space 12 into the compensation space 6, in which the slide is guided.
  • the throttle groove 15 in the cylindrical pin 17 is in the direction of the bumper blade and thus the opening 3 from decreasing height. Since, as can be seen from FIGS. 1 to 3, the cylindrical pin 17 is guided in a largely sealing manner on the cylinder walls of the compensating cylinder 14, which delimits the compensating chamber 6, the throttling effect between the cylinder and the compensating chamber 6 is due to the determines the respective clear width of the throttle groove 15, which, as can be seen from FIG. 3, can be relatively large in the extended position of the piston rod 1 (see FIG. 3), on the other hand can be very narrow in the retracted position according to FIG. 1, as can be seen from Fig. 4.
  • This spring has the task of moving the piston rod 1 out of the position shown in FIG. 1 very quickly into the position shown in FIG. 2 if necessary, whereby, as already explained above, it is not shown how the piston rod in its idle state according to 1 is locked.
  • pressure medium which in the present example is a fluid, preferably a brake fluid.
  • the ball valve 11 serves this purpose, which opens when the piston rod 1 is extended and thus releases the hydraulic fluid from the expansion tank 13 into the cylinder 7 via the expansion line 8. If, on the other hand, a force directed to the right in FIG. 2 is exerted on the piston rod 1 via the bumper blade, the valve 11 closes and the pressure medium displaced by the piston 5 can only pass through the compensation opening 10 and the throttle groove 15 via the compensation chamber 6 in reach the expansion tank 13.
  • the throttle is variable in its internal width depending on the position of the piston rod 1, so that the elastically yielding effect of the bumper system decreases more and more with the piston rod retracting.
  • the air valve 33 has the effect of admitting air slightly into the part space 32 and thus supporting a slight extension movement of the piston 1, but on the other hand through one of the part space 32 outgoing overpressure from the surrounding atmosphere is closed.
  • the ball valves 11 have a comparable effect, although they admit slight pressure medium into the enlarging cylinder 7 when the piston rod 1 is extended, but close it against the compensation chamber 6 if the piston 5 in the event of a crash in FIG. 6 and 7 is pushed to the right.
  • An annular seal 30 ensures a clean separation between the gaseous and the liquid pressure medium in the compensation chamber 6, so that no air can get into the cylinder 7, but no liquid can get into the pneumatic valve 33 either.
  • the brake fluid is compressed in the cylinder 7 via the piston rod 1, the valves 11 closing, so that the brake fluid can only escape via a throttle opening 34.
  • the elasticity of the system is based not only on the clear width of the throttle opening 34, but also on the pneumatic pressure which increases as a result of retracting the piston rod 1 in the sub-space 32. In this way, a variable characteristic curve for the elasticity of the system is obtained, which is determined on the one hand as a basic variable by the width of the throttle opening 34, and on the other hand by the increasing reaction force of the pressure in the subspace 32.
  • a pressure Medium source in particular a pneumatic pump
  • pressure medium is pressed into the subspace 3 so that the ring seal 30 in FIG. 1 is shifted to the right (see FIG. 6) by the liquid pressure medium located in the compensation chamber 6 pressed into the cylinder 7 via the valves 11 and the piston rod 1 is thus extended.
  • this drive possibility is also given in the opposite direction, in that pressure medium is sucked out of the sub-space 32 by means of a negative pressure, as a result of which the negative pressure and the atmospheric pressure are applied to the piston rod 1.
  • another possibility of the drive may consist, by means of an external drive, of retracting the piston rod 1 by means of an external drive, for example via an electric motor, and thereby the subspace 32 through the space created there Preload excess pressure in such a way that the resulting excess pressure is sufficient to quickly extend the piston rod 1 if necessary.
  • the overpressure in the sub-chamber 32 would then take over the task of the spring accumulator with the spring 9 in FIG. 1 when the piston rod 1 is in the rest position. 8 also shows the possibility of driving the piston rod 1 by means of an electric motor 40.
  • the non-rotatable but longitudinally displaceable piston rod 1 has a self-locking external thread 41 on which a rotatable but not longitudinally displaceable nut 42 engages with its internal thread.
  • the nut is driven by the electric motor 40 via a gear transmission which consists of the gear wheels 43, 44 which engage the external toothing 45 of the nut 42.
  • the action of the electric motor 40 causes the piston rod 1 to be retracted or extended, depending on the direction of rotation thereof. It is particularly important that the self-locking effect of the thread consisting of the external thread 41 and the internal thread of the nut 42 locks the piston 1 in any position it is currently occupying. This drive thus also offers protection if a crash occurs during a drive movement of the piston rod 1.
  • 8 is mainly to be seen as a supplement to the system configurations according to FIGS. 1 to 4 or 5 to 7, since its extension speed is considerably lower compared to the action of the spring accumulator, and on the other hand it lacks the elastic damping effect as described in these systems. 8 can be used, for example, to return the piston rod 1 and load the spring accumulator 9 of the system according to FIGS. 1 to 4, by using the drive according to FIG. 8 to remove the system from the state according to FIG. 2 brought into the state shown in FIG. 1 and locked there. The same applies to the tensioning of the system according to FIGS. 5 to 7, in that the piston rod 1 is moved from the position according to FIG. 7 into the position according to FIG. 5 by the drive according to FIG Piston rod 1 receives the necessary overpressure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stoßfängersystem mit einem ausfahrbaren in Stoßrichtung federnd gelagerten Stoßfänger. Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges System vorzuschlagen, welches platzsparend aufgebaut ist und auch bei höheren Aufprallgeschwindigkeiten einen sicheren Schutz vor Beschädigungen des Fahrzeugs bietet. Die Erfindung besteht im Prinzip darin, den Stoßfänger vor oder während der Gefahrensituation um einen angemessenen Betrag auszufahren. Verbesserungen des Systems beschäftigen sich damit, eine progressive Dämpfungskennlinie zu verwirklichen und für einen geeigneten Antrieb zum schnellen Ausfahren des Stoßfängers sowie einem sicheren Zurückholen des Stoßfängers zu sorgen.

Description

Stoßfängersystem mit einem ausfahrbaren Stoßfänger für Fahrzeuge
Mit steigendem Bedarf an mehr Sicherheit für Fahrzeuge, speziell Personenkraftwagen und insbesondere die Fahrgä¬ ste derartiger Fahrzeuge, sind verbesserte Stoßstangen¬ systeme vorgeschlagen worden. Derartige Systeme sind in der Lage, nach der europäischen ECE-Norm Fahrzeuge aus einer Geschwindigkeit von 4 m/h ohne Schaden abzufangen. Weitere verbesserte Systeme sind in der Lage, nach der entsprechenden US-Norm Fahrzeuge aus einer Geschwindig¬ keit von etwa 8 km/h schadensfrei abzubremsen.
Im Zuge einer weiteren Verbesserung der Stoßdämpfersy¬ steme ist beabsichtigt, Geschwindigkeiten bis 15 km/h ohne Schaden für das Fahrzeug durch das System abbremsen zu können. Berechnungen haben allerdings ergeben, daß hierzu das vordere Ende des Stoßfängers mindestens wei¬ tere 10 cm über das heute übliche Maß hervorstehen mü߬ ten. Eine derartige Ausgestaltung ist aber sowohl aus Gründen des benötigten Platzes im Ruhezustand des Fahr¬ zeugs als auch aus optischen Gesichtspunkten nachteilig.
Aus der DE-OS 31 49 113 ist es bekannt, die Stoßstange ausfahrbar zu machen. Dabei wird die im Crashfall ein¬ fahrende Stoßstange gleichzeitig dazu mit ausgenutzt, den Lenker in eine für den Fahrzeugfahrer unschädliche Stellung zu bringen.
Aus der DE-OS 29 47 947 ist es weiterhin bekannt, eine Stoßstange beweglich an dem Fahrzeug zu befestigen. Da¬ bei ist die Stoßstange mit zwei parallelen, sich in Längsrichtung des Fahrzeuges erstreckenden waagerechten Stangen verbunden, die an ihren entgegengesetzten Seiten je ein kolbenförmiges Element aufweisen. Diese Elemente sind in mit Flüssigkeit gefüllten Zylindern gelagert.
Aus dem DE-GM 85 08 904 ist es weiterhin bekannt, Sto߬ fänger mit einem schlauchförmigen, luftdicht verschlie߬ baren Hohlraum zu versehen, so daß hier eine aufgrund eines pneumatischen Druckes sich ergebende Elastizität des Stoßfängers ausgenutzt wird.
Die Erfindung geht daher aus von einem Stoßfänger der sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ergebenden Gattung und hat sich zur Aufgabe gestellt, ein raumspa¬ rendes optisch befriedigendes System anzugeben, welches Geschwindigkeiten von 15 km/h ohne Schaden am Fahrzeug aufzunehmen vermag und darüber hinaus noch in der Lage ist, den Stoßfänger mit hinreichender Geschwindigkeit auszufahren.
Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ergebenden Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, erst in Gefahrensituationen den Stoßfänger auf ein ge¬ eignetes Maß auszufahren. Nach Beseitigung der Gefahren¬ situation kann der Stoßfänger selbsttätig oder zu einem späteren Zeitpunkt wahlweise wieder eingefahren werden.
Bei derartigen Systemen ist es wichtig, daß der Stoßfän¬ ger nicht nur den hinreichenden Abstand zwischen dem ge¬ fährdenden Gegenstand und der unmittelbaren Kontur des zu schützenden Fahrzeugs schafft, sondern gleichzeitig auch noch den zur Verfügung stehenden Freiraum in opti¬ maler Weise ausnutzt, um die in der Gefahrensituation gefährliche dynamische Energie des Fahrzeugs zu beseiti¬ gen. Um hier Abhilfe zu schaffen, wird in Weiterbildung der Erfindung gemäß dem kennzeichnenden Teil von An¬ spruch 2 vorgeschlagen, den Stoßfänger analog zu einem an sich bekannten Stoßfänger aufzubauen, indem über eine Druckmitteldämpfung der Aufprall des Fahrzeugs abgefe¬ dert wird.
Soweit man als Druckmittel eine Flüssigkeit, insbesonde¬ re Bremsflüssigkeit, verwendet, empfiehlt es sich in Weiterbildung der Erfindung einen Ausgleichsraum für die Flüssigkeit vorzusehen, aus dem beim Ausfahren des Sto߬ fängers über ein dann öffnendes Ventil Flüssigkeit in den Zylinder gebracht werden kann.
Bei der Verwendung von Flüssigkeit, insbesondere Brems¬ flüssigkeit, empfiehlt es sich in Weiterbildung der Er¬ findung gemäß Anspruch 4, den Zylinderraum über eine Drossel mit dem Ausgleichsraum zu verbinden, um die Dämpfung und Energieaufnahme des Systems zu verbessern und für ein elastisches Abfangen des Fahrzeugs gegenüber dem Gegenstand zu sorgen, auf den das Fahrzeug auf¬ prallt.
Weiterhin empfiehlt sich hierzu in Weiterbildung der Er¬ findung gemäß Anspruch 5, einen speziellen Ausgleichsbe¬ hälter vorzusehen. Der Ausgleichsraum kann aber auch ge¬ mäß Anspruch 6 ringförmig um den Zylinder angeordnet sein, wodurch man eine kompaktere Bauweise erhält.
Da zum einen die Möglichkeit besteht, die Länge der Aus¬ fahrbewegung von dem gerade herrschenden Gefahrenzustand abhängig zu machen, und zum anderen der Schaden für das zu schützende Fahrzeug umso geringer ist, je weicher das aufprallende Fahrzeug abgefangen wird (bzw. umgekehrt je weicher der Aufprall des Gegenstands auf das Fahrzeug ist), so empfiehlt es sich in Weiterbildung der Erfin¬ dung gemäß Anspruch 7, die Elastizität bzw. Federkon¬ stante des Stoßfängersystems von der ausgefahrenen Länge des Stoßfängers abhängig zu machen. Gemäß Anspruch 8 wird bei druckmittelbedämpften Stoßfängern hierzu vor¬ zugsweise die Ausgleichsöffnung zwischen dem Ausgleichs¬ raum und dem Zylinder in Abhängigkeit von der Stellung des Stoßfängers verändert, und zwar umso mehr ver¬ größert, je weiter der Stoßfänger ausgefahren ist. Damit reagiert der Stoßfänger auf einen Aufprall immer härter, je weiter aufgrund des Aufpralls der Stoßfänger einfährt bzw. er von Anfang an eingefahren ist.
Als einfache konstruktive Maßnahme hierzu kann sich die Verwendung der Merkmale nach Anspruch 9 empfehlen, gemäß der die lichte Öffnung der Nut hinsichtlich der Dämp¬ fungsflüssigkeit sich bei einfahrendem Stoßdämpfer immer mehr verkleinert.
Da Gefahrensituationen u.U. sehr rasch auftreten können, ist darauf zu achten, daß der Stoßfänger auch hinrei¬ chend schnell ausgefahren werden kann. Will man hierbei eine Ausfahrzeit erreichen, die eine Sekunde nicht über¬ schreitet, so empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfin¬ dung die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 10. Im Prinzip bedeutet dies, daß der Stoßfänger mit ei^ nem Federspeicher versehen ist, der im Bedarfsfalle ent¬ laden wird und die Stoßstange schnell herausfährt, wobei die Ausfahrbewegung bei etwa 10 cm liegen kann. Das.Her¬ ausfahren um diesen Betrag empfiehlt sich schon ab einer Fahrzeuggeschwindigkeit von 10 km/h.
Eine andere Möglichkeit zum Herausfahren des Stoßfän¬ gers, die sich aber auch zum nachfolgenden Einfahren eignet, ist die Verwendung einer Druckmittelpumpe, die den entsprechenden Druckmitteldruck im Zylinder spei¬ chert, um über den Kolben des Stoßfängers im Bedarfsfall schnell auszufahren. Schafft man mit der Pumpe den ent¬ sprechenden Unterdruck, so ist es analog möglich, den Kolben wieder einzufahren.
Mit Hilfe geeignet angeordneter Ventile wird der Zylin¬ derraum im Crashfall gegenüber dem Ausgleichsraum abge¬ riegelt. Das sich beim Rückholen des Stoßfängers öffnen¬ de Ventil muß derart aufgebaut sein, daß es sofort wie¬ der schließt, falls während der Einfahrbewegung überra- sehend ein Crashfall auftritt, so daß auch in dieser Zwischenstellung der Stoßfänger wirksam ist.
Um die Elastizität zu verbessern und den Bedarf an flüs¬ sigem Druckmittel herabzusetzen, empfiehlt es sich in Weiterbildung der Erfindung, den Ausgleichsraum während des Crashfalls an dem mit luftgefüllten Ende zu ver¬ schließen, da sich hierdurch die Elastizität des Systems durch die Ausgestaltung des mit Luft gefüllten Teils des Ausgleichsraums verbessern läßt. Umgekehrt läßt sich entsprechend der Merkmalskombination nach Anspruch 13 über ein gasförmiges Druckmittel (Luft) fördernde Pumpe der Stoßfänger herausfahren, indem über die Pumpe in den Ausgleichsraum mit Überdruck Gas bzw. Luft gefördert wird. Dabei empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfin¬ dung zwischen den beiden unterschiedlichen Druckmitteln eine mechanische Trennschicht einzusetzen, die in Wei¬ terbildung der Erfindung aus einem verschiebbaren Dich¬ tungsring bestehen kann, welcher die beiden Druckmittel sauber voneinander trennt.
Will man auf die Verwendung einer Pumpe zum Einfahren des Stoßfängers verzichten, so kann sich hier in Weiter¬ bildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 ein elektrischer Antrieb empfehlen. Bei hinreichender Übersetzung kann dieser Antrieb auch zum Herausfahren des Stoßfängers an¬ gewendet werden. Um die Wirksamkeit des Stoßfängers auch bei Zwischenstellungen zu garantieren, empfiehlt sich hier die Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 17. Dabei läßt sich auch in bestimmten Fällen auf die Anwendung von Druckmittel überhaupt verzichten, indem die Federungswirkung der Feder des Federspeichers zur elastischen Aufnahme der Stoßenergie angewendet wird, während das gesamte System mit dem Elektromotor einge¬ fahren wird und damit der Federspeicher wieder geladen werden kann.
Hinsichtlich des Auslösens der Ausfahrbewegung des Sto߬ fängers empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 19.
Die notwendige Geschwindigkeit der Ausfahrbewegung hängt davon ab, wie konkret die Gefahrensituation ist, welche durch den Sensor festgestellt wird. Steht ein Unfall un¬ mittelbar bevor, so muß die Ausfahrbewegung sehr schnell erfolgen. Dies ist beispielsweise beim Auslösen durch einen heftigen Bremsvorgang oder eine erhebliche Fahr¬ zeugverzögerung der Fall. Andernfalls kann die Ausfahr¬ bewegung relativ langsam erfolgen, wenn diese aufgrund nur potentieller Erhöhung der Gefahr, beispielsweise der Fahrgeschwindigkeitserhöhung, erfolgt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
Fig. 1 bis 4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin¬ dung,
Fig, 5 bis 7 ein zweites Ausführungsbeispiel der Er¬ findung und
Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der Er¬ findung. Fig. 1 bis 4 zeigen die wesentlichen Teile eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Stoßfängersy¬ stems, bei dem allerdings die Steuerungseinrichtung und eine zum Rückholen des Stoßfängers geeignete Einrichtung nicht dargestellt wurden. Neben der somit fehlenden Aus¬ lösung für den Antrieb ist in den Fig. 1 und 2 weiterhin nicht die Arretierung dargestellt, welche das System in der aus Fig. 1 ersichtlichen Ruhelage hält.
Fig. 1 und 2 zeigen eine rohrförmige Kolbenstange 1, an deren Ende ein Befestigungsloch 3 vorgesehen ist, und an der das senkrecht zur Betrachtungsebene liegende Sto߬ fängerblatt befestigt werden kann. Üblicherweise sind zwei Systeme gemäß Fig. 1 zur Befestigung des nicht ge¬ zeigten Stoßfängerblattes vorgesehen. Es können aber auch mehr als zwei zueinander parallel geschaltete Sy¬ steme das Stoßfängerblatt tragen. Das fahrzeugseitige Ende der Kolbenstange 1 geht über in einen Kolben 5, der in einem Zylinder 7 geführt ist. Mittels Dichtungen 4 ist der Kolben 5 gegenüber der Außenwand des Zylinders 7 abgedichtet.
Ein zum Zylinder 7 konzentrischer zylinderförmiger Aus¬ gleichsraum 6 ist über eine Ausgleichsleitung 8 mit ei¬ nem Ausgleichsbehälter 13 verbunden. Zwischen dem Zylin¬ der 7 und einem zylinderförmigen Verbindungsraum 12 in¬ nerhalb der Kolbenstange 1 befindet sich eine ringförmi¬ ge AusgleichsÖffnung 10, die die beiden Räume miteinan¬ der verbindet. Der Verbindungs aum 12 und der Aus¬ gleichsraum 6 sind über eine Drosselnut 15 miteinander verbunden, die in einen Zylinderstift 17 eingearbeitet ist. Der Zylinderstift 17 ist mit dem stoßfängerseitigen Ende der Kolbenstange 1 verschraubt und ragt durch den Verbindungsraum 12 in den Ausgleichsraum 6, in dem der gleitend geführt ist.
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich, ist die Drosselnut 15 in dem Zylinderstift 17 in Richtung zu dem Stoßfän¬ gerblatt und damit der Öffnung 3 hin von abnehmender Hö¬ he. Da, wie aus den Fig. 1 bis 3 zu entnehmen ist, der Zylinderstift 17 weitgehend dichtend an den Zylinderwän¬ den des AusgleichsZylinders 14 geführt ist, welcher den Ausgleichsraum 6 begrenzt, ist die Drosselwirkung zwi¬ schen dem Zylinder und dem Ausgleichsraum 6 durch die jeweilige lichte Weite der Drosselnut 15 bestimmt, die, wie aus Fig. 3 ersichtlich, in ausgefahrener Stellung der Kolbenstange 1 relativ groß sein kann (siehe Fig. 3), andererseits in eingefahrener Stellung gemäß Fig. 1 der Kolbenstange 1 sehr eng sein kann, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Durch die ringförmige Ausgleichsöffnung 10 ragt eine Spiralfeder 9, die die Wirkung eines Federspeichers hat. Diese Feder hat die Aufgabe, die Kolbenstange 1 aus der in Fig. 1 gezeigten Lage im Bedarfsfalle sehr schnell in die in Fig. 2 dargestellte Lage auszufahren, wobei, wie weiter oben schon erläutert, nicht dargestellt wird, wie die Kolbenstange in ihrem Ruhezustand gemäß Fig. 1 ver¬ riegelt ist.
Um die Kolbenstange schnell auszufahren ist es notwen- dig, den sich vergrößernden Zylinderraum schnell mit Druckmittel zu füllen, welches in dem vorliegenden Bei¬ spiel eine Flüssigkeit, vorzugsweise Bremsflüssigkeit, ist. Hierzu dient das Kugelventil 11, welches beim Aus¬ fahren der Kolbenstange 1 öffnet und so den Zutritt der Hydraulikflüssigkeit aus dem Ausgleichsbehälter 13 über die Ausgleichsleitung 8 in den Zylinder 7 freigibt. Wird dagegen eine in Fig. 2 nach rechts gerichtete Kraft über das Stoßfängerblatt auf die Kolbenstange 1 ausgeübt, so schließt das Ventil 11 und das durch den Kolben 5 ver¬ drängte Druckmittel kann nur über die Ausgleichsöffnung 10 und die Drosselnut 15 über den Ausgleichsraum 6 in den Ausgleichsbehälter 13 gelangen.
Wie weiter oben schon erwähnt, ist die Drossel in Abhän¬ gigkeit von der Stellung der Kolbenstange 1 in ihrer lichten Weite veränderlich, so daß die elastisch nachge¬ bende Wirkung des Stoßfängersystems mit einfahrender Kolbenstange immer mehr abninnmt.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, in Ab¬ hängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs un¬ terschiedliche AusfahrStellungen zuzulassen, bis zu de¬ nen die Kolbenstange ausfährt, wenn eine Gefahrensitua¬ tion nicht unmittelbar gegeben ist, sondern nur durch die Geschwindigkeit sich potentiell erhöht. Dadurch wird es möglich, daß sehr langsam fahrende Fahrzeuge nicht mit voll ausgefahrenem Stoßfänger fahren müssen, sondern die Ausfahrlänge der Geschwindigkeit und damit der po¬ tentiellen Gefahr angepaßt ist. Ist dann ein tatsächli¬ cher Gefahrenfall gegeben, wird sinnvollerweise die Kol¬ benstange voll ausgefahren, wobei die Gefahrensituation durch eine besonders große Verzögerung des Fahrzeugs, eine besonders große Bremsbewegung des Fahrers oder durch andere Parameter erkannt werden kann, wie bei¬ spielsweise Sensoren, die auf Abstandsänderung zu dem gefährdenden Gegenstand hin, auf den Abstand selbst oder ähnliche Größen ansprechen.
Die Fig. 5 bis 7 beschreiben eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stoßfängersystems, wobei weder die Arretierung im Ruhezustand, noch der Antrieb zum Ausfah¬ ren der Kolbenstange 1 dargestellt wurde. Es wurden so¬ weit wie möglich für analoge Bauteile die gleichen Be¬ zugszeichen wie in den Fig. 1 bis 4 gewählt. Wie aus den genannten Figuren ersichtlich, bewegt sich der Kolben 5 am Ende der Kolbenstange 1 wiederum in einem Zylinder 7, der mit einem flüssigen Druckmittel, insbesondere Brems¬ flüssigkeit, gefüllt ist. Der Zylinder 7 ist über zwei Kugelventile 11 und einer Ausgleichsleitung 8 mit einem ringförmig den Zylinder 7 umgebenden Ausgleichsraum 6 verbunden, der mit einem pneumatischen Ventil 33 abge¬ schlossen ist. In dem Ausgleichsraum 6 befindet sich zum Teil Flüssigkeit, während der Teilraum 32-des Aus¬ gleichsraums 6 mit einem pneumatischen Druckmittel, ins¬ besondere Luft, gefüllt ist. Ebenso wie die Verschlu߬ schraube 16 in Fig. 1 und 2 hat das Luftventil 33 die Wirkung, daß es zwar leicht Luft in den Teilraum 32 ein¬ läßt und damit eine leichte Ausfahrbewegung des Kolbens 1 unterstützt, andererseits aber durch einen vom Teil¬ raum 32 ausgehenden Überdruck gegenüber der umgebenden Atmosphäre verschlossen wird. Eine vergleichbare Wirkung haben die Kugelventile 11, die zwar beim Ausfahren der Kolbenstange 1 leicht Druck¬ mittel in den sich vergrößerenden Zylinder 7 hereinlas¬ sen, diesen aber gegenüber dem Ausgleichsraum 6 ver¬ schließen, falls der Kolben 5 im Crashfall in den Fig. 6 und 7 nach rechts gedrückt wird.
Eine Ringdichtung 30 sorgt für eine saubere Trennung zwischen dem gasförmigen und dem flüssigen Druckmittel in dem Ausgleichsräum 6, so daß keine Luft in den Zylin¬ der 7, aber auch keine Flüssigkeit in das pneumatische Ventil 33 gelangen kann.
Im Crashfall wird nun, ausgehend von dem Zustand in Fig. 7, die Bremsflüssigkeit über die Kolbenstange 1 in dem Zylinder 7 zusammengedrückt, wobei die Ventile 11 schließen, so daß die Bremsflüssigkeit nur über eine Drosselöffnung 34 entweichen kann. Die Elastizität des Systems beruht aber nicht nur auf der lichten Weite der Drosselöffnung 34, sondern auch auf dem sich durch Ein¬ fahren der Kolbenstange 1 in dem Teilraum 32 sich ver¬ stärkenden pneumatischen Druck. Auf diese Weise erhält man auch eine veränderliche Kennlinie für die Elastizi¬ tät des Systems, die zum einen als Grundgröße durch die Weite der Drosselöffnung 34, zum anderen aber durch die wachsende Reaktionskraft des Drucks in dem Teilraum 32 bestimmt ist.
Eine Möglichkeit zum Ausfahren des Stoßfängers und damit der Kolbenstange 1 besteht darin, daß durch eine Druck- mittelquelle, insbesondere eine pneumatische Pumpe, über das Ventil 33 Druckmittel in den Teilraum 3 gepreßt wird, so daß die Ringdichtung 30 in Fig. 1 nach rechts verschoben (siehe Fig. 6) wird, indem das in dem Aus¬ gleichsraum 6 befindliche flüssige Druckmittel über die Ventile 11 in den Zylinder 7 gepreßt und damit die Kol¬ benstange 1 ausgefahren wird. Diese Antriebsmöglichkeit ist umgekehrt auch in entgegengesetzter Richtung gege¬ ben, indem mittels eines Unterdrucks Druckmittel aus dem Teilraum 32 abgesaugt wird, wodurch über den entstehen¬ den Unterdruck und den atmosphärischen Druck auf die Kolbenstange 1 diese eingefahren wird. Dies setzt aller¬ dings eine entsprechende Anordnung zusätzlicher Ventile voraus, da hier wegen des sich schließenden Ventils 33 eine zusätzliche Möglichkeit geschaffen werden muß, Un¬ terdruck in den Teilraum 32 zu bringen.
Bei hinreichender Abdichtung des Systems kann eine ande¬ re Möglichkeit des Antriebs darin bestehen, mittels ei¬ nes äußeren Antriebs darin bestehen, mittels eines äuße¬ ren Antriebs, beispielsweise über einen Elektromotor, die Kolbenstange 1 einzufahren und dabei den Teilraum 32 durch den dort entstehenden Überdruck derart vorzuspan¬ nen, daß der entstehende Überdruck ausreicht, die Kol¬ benstange 1 im Bedarfsfalle schnell auszufahren. Es wür¬ de dann der Überdruck in dem Teilraum 32 bei eingeraste¬ ter Stellung der Kolbenstange 1 in der Ruhelage die Auf¬ gabe des Federspeichers mit der Feder 9 in Fig. 1 über¬ nehmen. In Fig. 8 ist auch die Möglichkeit des Antriebs der Kol¬ benstange 1 mittels eines Elektromotors 40 gezeigt. Da¬ bei besitzt die nicht drehbar, aber längs verschiebbar gelagerte Kolbenstange 1 ein selbsthemmendes Außengewin¬ de 41, an der eine drehbare, aber nicht längs verschieb¬ bare Mutter 42 mit ihrem Innengewinde angreift. Die Mut¬ ter wird von dem Elektromotor 40 über eine Zahnradüber¬ setzung angetrieben, die aus den Zahnrädern 43,44 be¬ steht, die an der Außenverzahnung 45 der Mutter 42 an¬ greifen. Durch die Wirkung des Elektromotors 40 wird je nach dessen Drehrichtung die Kolbenstange 1 eingefahren oder ausgefahren. Dabei ist insbesondere wichtig, daß durch die Selbsthemmungswirkung des aus dem Außengewinde 41 und dem Innengewinde der Mutter 42 bestehenden Gewin¬ des der Kolben 1 in jeder Stellung verriegelt ist, die er gerade einnimmt. Damit bietet dieser Antrieb auch dann einen Schutz, wenn ein Crashfall während einer An¬ triebsbewegung der Kolbenstange 1 auftritt. Der in Fig. 8 gezeigte Antrieb ist hauptsächlich als Ergänzung zu den Systemausgestaltungen gemäß den Fig. 1 bis 4 bzw. 5 bis 7 zu sehen, da seine Ausfahrgeschwindigkeit gegen¬ über der Wirkung des Federspeichers erheblich geringer ist, andererseits ihm die elastisch dämpfende Wirkung fehlt, wie sie in diesen genannten Systemen beschrieben ist. Somit läßt sich der Antrieb nach Fig. 8 beispiels¬ weise zum Zurückholen der Kolbenstange 1 und Laden des Federspeichers 9 des Systems nach Fig. 1 bis 4 einset¬ zen, indem mittels des Antriebs gemäß Fig. 8 das System aus dem Zustand gemäß Fig. 2 in den Zustand gemäß Fig. 1 gebracht und dort verriegelt wird. Entsprechendes gilt für das Spannen des Systems gemäß Fig. 5 bis 7, indem durch den Antrieb nach Fig. 8 die Kolbenstange 1 aus der Lage nach Fig. 7 in die Lage nach Fig. 5 gebracht und damit der Teilraum 32 den zum schnellen Ausfahren der Kolbenstange 1 notwendigen Über¬ druck erhält.

Claims

Patentansprüche
1. Mit einem ausfahrbaren, in Stoßrichtung federnd ge¬ lagerten Stoßfänger versehenes Stoßfängersystem für ein Kraftfahrzeug, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß eine Antriebseinrichtung (9,33,40) vor¬ gesehen ist, die den Stoßfänger (1) in eine geeigne¬ te Position fährt und eine mit der Antriebseinrich¬ tung verbundene Steuereinrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Gefahrensituation der Antriebseinrichtung vorgibt, in welche Stellung der Stoßfänger zu fahren ist.
2. Stoßfängsystem nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die federnde Lagerung durch eine Druckmittel-, vorzugsweise Flüssigkeits¬ dämpfung, erreicht wird, indem das fahrzeugseitige Ende des Stoßfängers (1) mit einem Kolben (5) in ei¬ nem das vorzugsweise aus Bremsflüssigkeit bestehende Druckmittel enthaltenden Zylinder (7) verschiebbar gelagert ist.
3. Stoßfängereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zylinder (7) über zumindest ein Ventil (11) mit einem die Dämp¬ fungsflüssigkeit enthaltenden Ausgleichsräum (6) verbunden ist.
4. Stoßfängersystem nach einem der vorangegangenen An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Zylinder (7) über eine Drossel (15,34) mit dem Ausgleichsraum (6) verbunden ist.
5. Stoßfängersystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Ausgleichsraum ein mit dem fahrzeugseitigen Ende des Zylinderraums über eine Drossel (15,34) und/oder ein Ventil (11) verbundener Ausgleichsbehälter (13) ist (Fig. 2).
6. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Aus¬ gleichsraum (6) ringförmig um den Zylinder (5) ange¬ ordnet ist (Fig. 5 bis 7).
7. Stoßfängersystem nach einem der vorangegangenen An¬ sprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dämpfungswirkung des Stoßfängers von seiner aus¬ gefahrenen Stellung abhängig ist (Fig. 1 bis 4).
8. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Größe der Drosselöffnung (15,34) zwischen Zylindern (7) und Ausgleichsraum (6) sich verkleinert, je weiter der Stoßfänger (1) eingefahren ist.
9. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Dros¬ selöffnung (15,34) durch eine sich in Bewegungsrich- tung des Stoßfängers (1) verlaufende, sich in Rich¬ tung zum Fahrzeug hin vertiefende Nut in einem parallel zum Kolben (5) in einem Ausgleichszylinder (6) geführten Zylinderstift (17) gebildet ist, wobei die Nut den Zylinder (7) mit dem Ausgleichsraum (6) verbindet.
10. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die An¬ triebseinrichtung eine im Zylinder (5) angeordnete, im eingefahrenen Zustand des Stoßfängers (1) vorge¬ spannte Feder (9) ist.
11. Stoßfängersystem nach Anspruch 10, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Feder (9) eine Spiralfeder ist.
12. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der An¬ trieb eine Pumpe ist, welche mittels eines Druckmit¬ tels den Kolben (5) in seine ausgefahrene Stellung treibt.
13. Stoßfängersystem nach Anspruch 12, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das Druckmittel Luft ist, welches zum Antrieb des Stoßfängers in den Aus¬ gleichsraum (6) gepreßt wird.
14. Stoßfängersystem nach Anspruch 13, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Dämpfungsflüssig¬ keit von der Druckluft durch eine mechanische Trenn¬ schicht (30), insbesondere Dichtung, getrennt ist.
15. Stoßfängersystem nach Anspruch 14, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die Dichtung eine im Ausgleichsraum (6) verschiebbare Gummidichtung ist (Fig. 5 bis 7).
16. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die An¬ triebseinrichtung ein Elektromotor ist, daß der längs verschieblich und nicht drehbar gelagerte Stoßfänger eine mit einem Außengewinde (41) versehe¬ ne Kolbenstange (1) betätigt wird und daß der Sto߬ fänger über eine durch die Wirkung des Motors (14) sich drehende Mutter über das Schraubengewinde ein- bzw. ausfahrbar ist.
17. Antrieb nach Anspruch 16, dadurch g e k e n n ¬ z e i c h n e t, daß das Schraubengewinde (41) ein selbsthemmendes Gewinde ist.
18. Stoßfängersystem nach Anspruch 17, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Elektro¬ motor (40) und der Mutter (42) eine Zahnradüberset¬ zung (43,44) vorgsehen ist.
19. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der An¬ trieb ein vorgespannter Druckmittelraum (32) ist (Fig. 5 bis 7) .
20. Stoßfängersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Steuerung mit einem Sensor versehen ist, der auf die jeweilige Gefahrensituation anspricht und die Steue¬ rung aufgrund der Gefahrensituation den Antrieb (9,32,40) einstellt.
21. Stoßfängersystem nach Anspruch 20, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der Sensor auf die Verzögerung des Fahrzeugs, die Intensität der Brems¬ betätigung, die Fahrzeuggeschwindigkeit oder den op¬ tisch gemessenen Abstand zum nächsten Hindernis an¬ spricht.
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