DE2043525A1

DE2043525A1 - Stoßstangenanordnung

Info

Publication number: DE2043525A1
Application number: DE19702043525
Authority: DE
Inventors: BeIa 7034 Maichingen Barenyi
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1970-09-02
Filing date: 1970-09-02
Publication date: 1972-03-09
Also published as: FR2107159A5; US3840259A; GB1320808A

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 8726/4

Stuttgart-Untertürkheim 28.8.1970

EPO? Bo/mk

Betr.: Patent- und Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Stoßstangenanordnung

Die Erfindung betrifft eine Stoßstangenanordnung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei der die vordere und/oder hintere Stoßstange über Stoßstangenhalter an dem jeweiligen Chassisende des Kraftfahrzeuges gehalten ist, bzw. sind.

Durch die deutsche Patentschrift 976 784 ist eine Stoßstange der genannten Art bekanntgeworden. Bei dieser bekannten Stoßstangenanordnung befindet sich an dem vorderen, bis kurz vor die Stoßstange reichenden Chassisende des Kraftfahrzeuges links und rechts der senkrechten Längsmittelebene je ein Stoßstangenhalter, die mit einer vor dem Chassis quer verlaufenden Fangstange, an welcher die dreiteilige Stoßstange mittels Schraubverbindungen angeordnet ist, verbunden sind. Der Vorteil dieser Stoßstangenanordnung besteht darin, daß die dreiteilige Stoßstange mittels Puffer zusammen mit der Fangetange durch eine Schraubverbindung über die Stoßstangenhalter unmittelbar an dem Chassisende befestigt sind, so daß die erzielte Stoßstangenbefestigung mit zwei oder vier Schrauben auskommt. Nachteilig ist jedoch, daß die Stoß- und Fangetan ge unmittel-

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bar vor dem Chassisende angeordnet sind, so daß die infolge kleiner Pufferstöße auf das Fahrzeug einwirkenden Kräfte direkt in das Chassis des Fahrzeugs eingeleitet werden und dieses je nach der Größe der Kräfte beschädigen. Darüberhinaus besteht der Nachteil, daß die ungeschützt an der Fangstange befestigten Stoßstangenteile bereits durch kleine Stöße einbeulen und das Aussehen des Fahrzeugs erheblich verschlechtern.

Durch die französischen Patentschriften 1 231 5O5 und 1 259 ™ 278 sind Stoßstangenanordnungen bekannt geworden, bei denen der Stoßstangenkörper als zum Fahrzeuginneren hin offenes Profilstück ausgebildet ist und über Flansche bzw. direkt, mit der Endwand bzw. Kühlerschürze einen geschlossenen Hohlraum bildend, an dem Fahrzeugaufbau lösbar befestigt sind. Durch die Profilierung des Stoßstangenkörpers wird zwar das Widerstandsmoment erheblich vergrößert und damit trotz eines kleinen Materialaufwandes ein steifer Stoßfänger erzielt, jedoch vermag dieser Stoßfänger keine Stöße aufzunehmen ohne selbst beschädigt zu werden und außerdem werden größere Unfallkräfte ohne Verminderung unmittelbar in den Fahrzeugaufbau eingeleitet, da ein zur Verzehrung der Unfallenergie erforderlicher fc Deformationsweg nicht vorgesehen ist. Nachteilig ist außerdem, daß sich bei der Deformation der du-rch die französischen Patentschriften bekannt gewordenen Stoßstangen die Anschlußflansche mit verbiegen, so daß ein Auswechseln eines deformierten Stoßfängers und Erneuern durch einen neuen Stoßfänger nicht ohne weiteres möglich ist.

Es ist auch durch die deutsche Patentschrift 854 157 bekannt, ein Kraftfahrzeug in einer Zellenbauweise herzustellen, wobei an die steife Fahrgastmittelzelle weniger verformungssteif aus-

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gebildete Endabschnitt angeschlossen sind. An die äußeren Endabschnitte sind als Stoßstangen ausgebildete bügelförmige Endteile angeflanscht, durch welche die Stoßkräfte unmittelbar in die leichter verformbaren Endabschnitte eingeleitet werden. Diese ,Stoßstangen- und Endzellenanordnung hat zwar bei heftigen Frontalzusammenstößen den Vorteil, daß die säefe- in der Fahrgastmittelzelle befindlichen Passagiere relativ gut geschützt sind. Der Nachteil besteht jedoch darin, daß das Fahrzeug bei kleineren und mittleren Stößen infolge der Deformation der Endabschnitte bereits stark beschädigt wird, wobei unter Umständen auch der Kühler und Motor des Fahrzeugs in Mitleidenschaft gezogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Stoßstangenanordnungen für Fahrzeuge zu vermeiden und eine Stoßstangenanordnung zu schaffen, die am Fahrzeug unter Verwendung weniger Bauteile und einer einfachen Konstruktion so befestigt ist, daß auf die Stoßstange auftreffende kleine Stöße ohne die Stoßstange, bzw. das Fahrzeug zu beschädigen und größere Unfallkräfte ohne Beschädigung des Fahrgasträumes aufgenommen werden können.

Diese Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß zwischen der bzw. den formsteifen Stoßstangen und der gestaltfesten Fassagierzelle als Stoßstangenhalter mindestens zwei elastisch und/oder plastisch wirkende Deformationsglieder eingeschaltet sind. Vorteilhaft sind dabei die Deformationsglieder hintereinander geschaltet und vorzugsweise in gleicher Anordnung symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse auf beiden Seiten am jeweiligen Fahrzeugende vorgesehen. Damit z. B. beim Einparken kleine Stöße von der Stoßstange aufgenommen werden, ist ed zweckmäßig, wenn die elastisch wirkenden Deformationsglieder im Be-

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reich der Stoßstange und die plastisch verformbar wirkenden Deformationsglieder im Bereich der gestaltsfesten Mittelzelle angeordnet sind. Erst nach Überwindung der Federkräfte der elastisch wirkenden Deformationsglieder werden die Kräfte in die plastisch verformbar wirkenden Deformationsglieder eingeleitet, wobei gleichzeitig eine Energieumwandlung stattfindet und die Fahrgastzelle vor Beschädigungen auch bei auf die Stoßstange auftreffenden größeren Kräften bewahrt wird. In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können die elastischen Deformationsglieder als in etwa ringförmig gebogene Blattfedern mit offenem oder geschlossenem Ring ausgebildet sein und direkt oder unter Zwischenschaltung von weiteren Federn, insbesondere Schraubenfedern, an die Stoßstange angeschlossen sein. Da durch die Verwendung von Schraubenfedern keine exakte Führung der Stoßstange möglich ist und die Stoßstange gegebenenfalls schwingen würde, ist es zweckmäßig, wenn zusätzliche Zug- bzw. Halteglieder zwischen der Stoßstange und den Blattfedern oder gegebenenfalls zwischen der Stoßstange und den plastisch verformbar wirkenden Deformationsgliedern vorgesehen sind.

In vorteilhafter Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes können die plastisch verformbar wirkenden Deformationsglieder als Pralltöpfe und/oder an die Passagierzelle angeschlossene verformbare Längsholme ausgebildet sein, deren Verformungswiderstand größer als der der Pralltöpfe ist. Durch die hintereinandergeschaltete Anordnung der Deformationsglieder wird daher vorteilhaft erreicht, daß der Verformungswiderstand von der Stoßstange zur Fahrgastmittelzelle hin zunimmt und daß relativ große Unfallenergien auf diesem langen Deformationsweg fast vollständig umgewandelt werden, bevor eine Beschädigung der Fahrgastmittelzelle erfolgen kann. Sogenannte Kleinst- bzw. mittlere Schaden am Fahrzeug werden somit in optimaler Weise

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vermieden.

Um auch seitlich auf das Fahrzeug auftreffende Kräfte aufnehmen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Längsholme gegenüber einer horizontalen und/oder vertikalen Fahrzeuglängsebene abgeknickt oder gebogen ausgebildet sind. Die Deformationsglieder sind zweckmäßig leicht lösbar miteinander verbunden und über die Gesamtlänge zwischen der Stoßstange und Passagierzelle wenigstens einmal durch Querholme o. dergl. mit den symmetrisch zur Fahrzeuglängsebene angeordneten Deformationsgliedern verbunden. Die Montage wird dadurch wesentlich erleichtert und außerdem lassen sich beschädigte Pralltöpfe bzw. verbogene Federn in einfacher Weise schnell auswechseln und durch neue Deformationsglieder ersetzen. Die Montage der Stoßstange wird auch dadurch erleichtert, daß die Stoßstange mehrteilig, vorzugsweise dreiteilig ausgebildet ist und die Verbindungsstellen mit mindestens einem Teil der Anschlußstellen der Deformationsglieder zusammenfallen, so daß die Verbindungen zwischen den Stoßstangenelementen, den Deformationsgliedern, sowie einem eventl. Abdeckungselement, beispielsweise einem Gummihorn, mit nur je einer einzigen Schraube o. dgl. herstellbar sind. Zur Aufnahme von kleinen Stößen, z. B. beim Einparken des Fahrzeuges, und zur Überdeckung der Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Elementen der Stoßstange kann vorteilhaft eine Pro!ilschiene aus Gummi oder Kunststoff vorgesehen sein, die an der Außenfläche der Stoßstange angeordnet ist.

Der Gegenstand der Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Stoßstangenanord-

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nung in einer Draufsicht,

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittzeichnung entsprechend den Pfeilen H-II in Fig. 1,

Fig. 3 die Anordnung eines elastischen Deformationsgliedes zwischen den Teilen einer geteilten Stoßstange,

Fig. 4 der Grundriß von der in Fig. 3 dargestellten Anordnung,

" Fig. 5-8 zwei weitere Ausführungsbeispiele für eine Stoßstangenanordnung .

In der Fig. 1 ist eine Stoßstangenanordnung in einer Draufsicht schematisch dargestellt. Die Stoßstange 1 stützt sich über mehrere Deformationsglieder 2 an der gestaltsfesten Passagierzelle 3 des Kraftfahrzeuges ab. Die Deformationsglieder 2 sind hint_ereinandergeschaltet und in gleicher Anordnung symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse 4 auf beiden Seiten am jeweiligen Fahrzeugende vorgesehen. Die Deformationsglieder setzen sich aus elastisch wirkenden und plastisch verformbar wirkenden Deformationsgliedern zusammen. Die elastisch wirkenden Deformationsb glieder 5, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine vertikal gestellte Blattfeder 6 gebildet sind, sind über in der Fig. 2 näher dargestellte Anschlußteile 7, 8 an der Stoßstange 1 bzw. an den plastisch verformbar wirkenden Deformationsgliedern S, 10 befestigt.

In den Ausführungsbeispielen entsprechend der Fig. 1 und 4, sind die elastischen Deformationsglieder 5 als etwa ringförmig gebogene Blattfedern 6, 11 mit offenem Ring ausgebildet, während die in der Fig. 5 dargestellten Blattfederringe 12

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geschlossen ausgebildet sind. Die plastisch verformbar wirkenden Deformationsglieder sind als Pralltöpfe 9 und als an die Passagierzelle 3 angeschlossene verformbare Längsholme 10 ausgebildet, deren Verformungswiderstand größer als der der Pralltöpfe 9 ist. Die Längsholme 10 können zur Verbesserung der Stoßaufnahmefähigkeit von seitlich auf das Fahrzeug auftreffenden Stößen gegenüber der Fahrzeuglängsachse 4 nach außen abgewinkelt sein. Zur Erleichterung der Montage bzw. um im Falle einer Reparatur ein beschädigtes oder deformiertes Deformationsglied leicht auswechseln zu können, sind die Deformationsglieder 5, 9, 10 leicht lösbar miteinander befestigt und zwar insbesondere durch Schraub- und Nietverbindungen, wie aus der Fig. 2 deutlich zu erkennen ist. Die Längsholme 10 sind ihrerseits wiederum lösbar an der Fahrgastzelle 3 angeflanscht. In der Nähe der Achsebene 13 sind die Längsholme 10 durch Querholme 14 miteinander verbunden, wodurch die Stabilität der Stoßstangenanordnung erheblich vergrößert wird. Der Kühler 15 kann z. B. durch Bleche oder Träger 16 an den Längsholmen 10 befestigt sein.

Durch die Pfeile 17 ist schematisch angedeutet, welche zentrisch auf die Stoßstange einwirkenden Stoßkräfte von den einzelnen Deformationsgliedern aufgenommen werden können. Aus der schematischen Darstellung der Pfeilgrößen ist zu erkennen, daß der Verformungswiderstand,beginn-end bei der Gummiprofilschiene 18 der Stoßstange 1, über die Deformationsglieder 5, 9, 10 zunimmt und an der formsteifen Passagierzelle 3 am größten ist.

Die Fig. 3 zeigt einen Teilschnitt durch eine ähnlich der Stoßstange 1 in Fig. 1 aufgebaute geteilte Stoßstange 19. Die Teile 20, 21 der Stoßstange 19 sind unter Verwendung von Abschlußwänden 22 mittels Bolzen 23 unter Einschließung des

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Blattfederendes der Blattfeder 11 gegeneinandergeflanscht. Der sich ergebende Spalt 24 ist durch eine Gummiblende 25 ab- ; gedichtet. Die Profilschiene 26 aus Gummi oder Kunststoff erstreckt sich über die gesamte Länge der Stoßstange 19 und überdeckt auch die Gummiblenden 25.

Zwei weitere Ausführungsbeispiele für eine Stoßstangenanordnung sind in den Fig. 5 bis 8 dargestellt. Die einteilig ausgebildete Stoßstange 27 stützt sich über Schraubenfedern 28, Blattfedern 12 und abgeknickten Längsholmen 29 an der form-

W steifen Fahrgastzelle 30 ab. Die Deformationsglieder 28, 12, 29, sind lösbar miteinander verbunden. Damit die Schraubenfedern 28 unter Spannung stehen und dadurch eine sichere Führung der Stoßstange gewährleistet und Schwingungen nicht auf die Stoßstange übertragen werden, sind die Zuganker 31, 32 vorgesehen. Während der Zuganker 31 aus einem an einem Schen-IeL 33 gehaltenen Kabel 34 besteht, kann der Zuganker 32 in Form von Kettengliedern 35 ausgebildet sein, die in der vertikalen Richtung steif, jedoch in der horizontalen Richtung abknickbar sind. Dadurch kann ein durch die Schwerkraft bedingtes Herabhängen der Stoßstange 27 vermieden werden. Es wäre auch denkbar, daß die Schraubenfedern 28 durch bekannte

fc Federbeine ersetzt sind, so daß einerseits größere Kräfte aufgenommen werden können und andererseits eine bessere Führung der Stoßstange 27 an den Blattfedern 12 oder direkt an den Deformationsgliedern 29 möglich ist. Zur Erhöhung der Steifigkeit der Basis der StoßstangenabStützung sind die Deformationsglieder 29 durch einen Querholm 36 miteinander verbunden.

In den Fig. 6 bis 8 sind die entsprechenden Teile mit den gleichen arabischen Ziffern bezeichnet. Die Stoßstange 27 stützt sich über die Schraubenfeder 28 und einer Schere 37 an der Abstützbasis des Längshol-me-« 29 ab. Die Schere 37

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besteht aus den beiden Schenkeln 38 und 39. Der abklappbare äußere Stoßstangenteil 42 stützt sich federnd mittels eines Stoßdämpfers 40 an den Schenkel 38 der Schere 37 ab, welcher in dem Gelenkpunkt 41 der Stoßstangenteile 27 und 42 gelagert ist. Der äußere abklappbare Stoßstangenteil 42 kann noch zusätzlich durch eine Torsionsfeder 43 in seiner Drehbewegung abgebremst werden.

In den -Fig. 7 und 8 sind zwei grundsätz-liche Kollisionsfälle dargestellt und zwar in Fig. 7 bei Einwirkung der Kraft 44 von vorne und in Fig. 8 der Kraft 45 schräg von der Seite.

Teile Wie in den Fig. 6 bis 8 stellen die/46 Anschlagpuffer und die

Teile 47 offene Prallpfannen dar.

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Claims

-10- Daim 8726/4 Patent- und Schutzansprüche ■ r\

1. ptoßStangenanordnung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraft- ^ ^ fahrzeuge, bei der die vordere und/oder hintere Stoßstange über Stoßstangenhalter an dem jeweiligen Chassisende des Kraftfahrzeuges gehalten ist bzw. sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der bzw. den formsteifen Stoßstangen (1, 27) und der gestaltfesten Passagierzelle (3, 30) als Stoßstangenhalter mindestens zwei elastisch und/oder

plastisch wirkende Deformationsglieder (2, 6, 9, 10, 12, 29) eingeschaltet sind.

2. Stoßstangenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationsglieder hintereinandergeschaltet und vorzugsweise in gleicher Anordnung symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse (4) auf beiden Seiten am jeweiligen Fahrzeugende vorgesehen sind.

3. Stoßstangenanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastisch wirkenden Deformationsglieder (5, 12, 28) vorzugsweise im Bereich der Stoßstange

" (1, 27) und die plastisch verformbar wirkenden Deformationsglieder (.9, 10, 29) vorzugsweise im Bereich der gestaltfesten Mittelzelle (3, 30) angeordnet sind.

4. Stoßstangenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Deformationsglieder (5, 12) als in etwa ringförmig gebogene Blattfedern (6, 11, 12) mit offenem oder geschlossenem Ring ausgebildet sind und direkt oder unter Zwischenschaltung von weiteren Federn, insbesondere Schraubenfedern (28) an die Stoßstange angeschlossen sind.

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5. Stoßstangenanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die plastisch verformbar wirkenden Deformationsglieder (9, 10, 29) als Pralltöpfe (9) und/oder an die Passagierzelle angeschlossene verformbare Längsholme (10, 29) ausgebildet sind, deren Verformungswiderstand größer als der der Pralltöpfe ist.

6. Stoßstangenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsholme (10, 29) gegenüber einer horizontalen und/oder vertikalen Fahrzeuglängsebene abgeknickt oder gebogen ausgebildet sind.

7. Stoßstangenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deformationsglieder leicht lösbar miteinander verbunden sind und über die Gesamtlänge zwischen der Stoßstange und der Passagierzelle (3) wenigstens einmal durch Querholme (14, 36) o. dgl. mit den symmetrisch zur Fahrzeuglängsebene angeordneten Deformationsgliedern ve-rbunden sind.

8. Stoßstangenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange mehrteilig, vorzugsweise dreiteilig, ausgebildet ist und die Verbindungsstellen mit mindestens einem Teil (11) der Anschlußstellen der Deformationsglieder zusammenfallen, so daß die Verbindungen zwischen den Stoßstangenelementen (20, 21), den Deformationsgliedern (11) sowie einem eventl. Abdeckungselement (25, 26), beispielsweise einem Gummihorn, mit nur je einer einzigen Schraube o. dgl. herstellbar sind.

9. Stoßstangenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur exakten Führung bzw. Halterung der Stoßstange (27) an den Längsholmen (29)

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eine Schere (37) mit begrenztem Spreizweg angeordnet ist.

10. Stoßstangenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Stoßstangenteile (42) gelenkig an dem mittleren Stoßstangenteil (27) gelagert sind.

11. Stoßstangenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere gelenkig gelagerte Stoßstangenteil (42) an seiner Gelenklagerung (41) mit einer Tor-

w sionsfeder (43) verbunden ist.

12. Stoßstangenanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Stoßstangenteil (42) mit einem Stoßdämpfer (40) vorzugsweise an einem Schenkel (38) der Schere (37) abgestützt ist.

13· Stoßstangenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstange mit einer die Verbindungsstellen überdeckenden Profilschiene (18) aus Gummi oder Kunststoff versehen ist.

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