DE2757421A1

DE2757421A1 - Stossabsorbierende vorrichtung

Info

Publication number: DE2757421A1
Application number: DE19772757421
Authority: DE
Inventors: Tomoyuki Hirano; Koichi Tonai; Akira Yamanaka
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1978-06-29
Also published as: NL170660C; DE2759420C2; US4190276A; FR2375500B1; CA1056411A; NL170660B; GB1582606A; NL7714272A; DE2757421B2; DE2757421C3; DE2759420B2; AU3159877A; FR2375500A1; AU508234B2

Description

HOFFMANN · 'ITTMC t'i I ARTNER

PATENTANWiLTE ? 7 S 7 A 2

OR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) ■ DlPl.-ING. W. E ITlE · OK. RER. NAT. K. HOFFMANN ■ DIPl.-ING. W. IEHN

DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) ■ D-8000 MO N C H E N 81 · TE IE FON (069) 911087 ■ TE IE X 05-2941» (PATH E)

^Q 30 081 q/wa

MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA, TOKYO

JAPAN

Stossabsorbierende Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine stossabsorbierende Vorrichtung, vorzugsweise zur Befestigung an einem Kraftfahrzeug, um Fahrer und Fahrgäste sowie Ladung und Fahrzeuggehäuse im Falle eines Aufpralls zu schützen.

Mit der Entwicklung von Schnellbahnen haben sich die Arten von Verkehrsunfällen zu denjenigen der industrialisierten Länder geändert, indem der Aufprall von einem Fahrzeug auf das andere mit hoher Geschwindigkeit oder der Aufprall eines Fahrzeugs auf einen Pfosten,eine Wand oder eine ähnliche stationäre Konstruktionen, den grösseren Teil an Verkehrsunfällen ausmacht. Es besteht daher ein starkes Bedürfnis

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nach einer Vorrichtung, die Fahrer und Fahrgäste sowie Ladung und Fahrzeuggehäuse gegen eine grosse, von aussen auf das Fahrzeug einwirkende Stosskraft bei einem Aufprallunfall schützt.

Ein Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung einer preisgünstigen stossabsorbierenden Vorrichtung mit einfachem Aufbau, die in wirksamer Weise den Schlag aufgrund einer grossen von aussen einwirkenden Stosskraft dämpft.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer stossabsorbierenden Vorrichtung zur bevorzugten Anordnung an einem Fahrzeug, um bei einem Aufprallunfall Fahrer und Fahrgäste und/oder die Ladung gegen eine grosse von aussen auf das Fahrzeug einwirkende Stosskraft in wirksamer Weise zu schützen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer stossabsorbierenden Vorrichtung, die zuverlässig den gewünschten energieabsorbierenden Effekt zeigt und sich ohne unerwünschte Ungleichmässigkeit hinsichtlich des Umfanges der Energieaufnahme und der Eigenschaft der Energieaufnahme des Produktes leicht herstellen lässt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer stossabsorbierenden Vorrichtung, die selbst dann in wirksamer Weise arbeitet, wenn in der Vorrichtung Biegespannungen in gewissem Umfang aufgrund von Stosskräften hervorgerufen werden, die in einer Richtung einwirken, welche etwas von der Achse des Fahrzeugs abweicht oder zu dieser Achse unter einem geringen Winkel liegt .

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer

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stossabsorbierenden Vorrichtung, die in ausreichendem Masse eine Biegebelastung erträgt, die in einer Richtung quer zur Stossabsorptionsrichtung einwirkt.

Weitere Ziele der Erfindung sind: Schaffung einer stossabsorbierenden Vorrichtung, die sich bei Beschädigung leicht austauschen lässt und die in wirksamer Weise einen Stoss mit hoher Kraft bis zu geringer Kraft abdämpfen kann.

Bezüglich der Lösung dieser Ziele wird auf den Patentanspruch 1 verwiesen.

Der hier verwendete Ausdruck "hohler vielflächiger Körper" umfasst sowohl eine hohle stumpfe Pyramide, bei der der Schnitt in einer senkrecht zur Pyramidenachse liegenden Ebene ein polygonales Aussehen hat und die Schnittfläche längs der Achse allmählich kleiner wird, als auch ein hohles Prisma, bei dem der Schnitt in einer zur Prismaachse senkrechten Ebene ebenfalls ein polygonales Aussehen hat und die Schnittfläche längs der Axiallänge gleich ist.

Zusammengefasst weist die erfinduncec erfasse stossabsorbierende Vorrichtung einen hehlen vielflächigen Körper mit einer Vielzahl von in jeder Seitenwand des Körpers ausgebildeten länglichen Ausschnitten auf. Diese Ausschnitte erstrecken sich parallel in einer Fichtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des vielflächigen Körpers, und jeder Ausschnitt hat eine längere Kante, die nach aussen vorsteht und eine andere längere Kante, die nach innen ragt. Der vielflächige Körper erfährt eine Verformung oder ein teilweises Brechen um einen auf ein Fahrzeug bei Kollision mit einem anderen Fahrzeug einwirkenden Stoss sufzunehmen. Die Vorrichtung kenn irJt

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herkömmlichen Stossfängern kombiniert werden, um die Wirkung der Stossaufnähme zu vergrössern.

Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht von einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäss aufgebauten stossabsorbierenden Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische, längsgeschnittene Ansicht von einem Teil der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Ansicht bezüglich der Art und Weise der Stossabsorption bei der Vorrichtung gemäss erster Ausführung sform,

Fig. 5 eine Ansicht von einem praktischen Beispiel zur Befestigung der Vorrichtung gemäss erster Ausführungsform an einem zu schützenden Gehäuse,

Fig. 6 eine Ansicht von einem weiteren praktischen Beispiel zur Befestigung der Vorrichtung gemäss erster Ausführungsform an einem zu schützenden Gehäuse,

Fig. 7 eine schematische Vorderansicht von einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäss aufgebauten stossabsorbierenden Vorrichtung,

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Fig. 8 eine schematische perspektivische Ansicht des vielflächigen Grundkörpers von der in Fig. 7 gezeigten zweiten Ausführungsform,

Fig. 9 eine Ansicht bezüglich der Art und Weise der Stossabsorption durch die zweite Ausführungsform,

Fig. 10 eine schematisehe perspektivische Ansicht von einer modifizierten Ausführung des vielflächigen Grundkörpers gemäss Fig. 1 oder 8,

Fig. 11 eine schematische, längsgeschnittene Ansicht von einem Teil des in Fig. 10 gezeigten vielflächigen Körpers,

Fig. 12 ein Schaubild bezüglich des Zusammenhangs zwischen der Stosskraft und der Einfederung von Vorrichtungen gemäss erster und zweiter Ausführungsform und einer bekannten Vorrichtung,

Fig. 13 eine weitere Modifikation des erfindungsgemäss aufgebauten vielflächigen Grundkörpers,

Fig. 14 eine schematische Seitenansicht von einem Lastwagen mit einer Vielzahl von daran angeordneten erfindungsgemässen stossabsorbierenden Vorrichtungen,

Fig. 15 eine schematische Draufsicht auf den in Fig. 14 gezeigten Lastwagen,

Fig. 16 eine vergrösserte Oetailansicht von dem Teil H in Fig. 15 mit Darstellung der Anordnung der erfindungsgemässen stossabsorbierenden Vorrichtung am vorderen Ende des Chassisrahmens des Lastwagens,

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Fig. 17 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie XVII-XVII in Fig. 16,

Fig. 18 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie XVIII-XVIII in Fig. 16,

Fig. 19 eine vergrösserte Detailansicht von dem Teil L in Fig. 14 mit Darstellung der Anordnung der erfindungsgemässen stossabsorbierenden Vorrichtung an der Hinterseite von einem Hilfsrahmenelement, das am vorderen Ende des Ladeträgerbettes des Lastwagens errichtet ist.

Fig. 20 eine vergrösserte Ansicht des Teiles nach Fig. 19, bei Betrachtung in der Richtung des Pfeiles G,

Fig. 21 eine schematische perspektivische Ansicht von einer weiteren Modifikation des vielflächigen Grundkörpers,

Fig. 22 eine schematische längsgeschnittene Ansicht von dem in Fig. 21 gezeigten vielflächigen Grundkörper,

Fig. 23 eine schematische perspektivische Ansicht von einer weiteren Modifikation des vielflächigen Grundkörpers, und

Fig. 24 eine schematische längsgeschnittene Ansicht von dem in Fig. 23 gezeigten vielflächigen Grundkörper.

In der Zeichnung sind gleiche oder im wesentlichen gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

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Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen stossabsorbierenden Vorrichtung mit einem hohlen vielflächigen Grundkörper 1 in Form eines hohlen, quadratförmigen Kegelstumpfes. Der hohle vielflächige Körper 1 wird durch Umformung einer einfachen Piaute in die hohle vielflächige Gestalt gebracht, wobei die gegenüberliegenden Kanten der Platte miteinander verschweisst werden. Die Verbindungslinie

2 liegt etwa auf der Mittellängsachse von einer Seitenwand des vielflächigen Körpers 1.

Eine Vielzahl von z.B. vier voneinander beabstandeten länglichen Ausschnitten 3 ist in jede der vier Seitenwände des Körpers 1 eingebracht, und diese Ausschnitte erstrecken sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Körpers 1 parallel zueinander. Jeder Ausschnitt 3 hat. eine Breite, die im mittleren Bereich 3' der Länge am schmälsten ist und allmählich in Richtung auf die einander gegenüberliegenden Enden 3¹' zunimmt.

Die zwischen den Ausschnitten 3 liegenden Plattenbereiche 6, der über dem obersten Ausschnitt 3 liegende Plattenbereich 7 und der unter dem untersten Ausschnitt 3 in jeder Seitenwand des Körpers 1 liegende Plattenbereich sind unter einem bestimmten Winkel in bezug auf die Ebene der Seitenwand abgebogen, so dass die oberen und unteren Kanten 4 und 5 der Ausschnitte

3 gemäss Fig. 1 nach aussen bzw. nach innen von der Seitenwand abstehen, vgl. insbesondere Fig. 3.

Eine Basis- oder Kopfplatte 9 und eine andere Basis- oder Bodenplatte 10 ist mit dem oberen bzw. unteren Ende des vielflächigen Körpers 1 verschweisst. Eine Vielzahl von Gewindebohrungen 11 ist in die Kopfplatte 9 eingelassen, um

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Befestigungsschrauben zur Verbindung der Vorrichtung mit einem Stossfänger oder einem nicht gezeigten herkömmlichen Stossdämpfer aufzunehmen. Ferner ist eine Vielzahl von Schraubenbohrungen in der Bodenplatte 1O eingelassen, die Befestigungsschrauben aufnehmen, um die Vorrichtung mit einem zu schützenden Körper 13, z.B. einem nicht gezeigten Fahrzeug, zu verbinden.

Die stossabsorbierende Vorrichtung wird an dem zu schützenden Körper oder Gehäuse 3 dergestalt befestigt, dass die Längsachse des Körpers 1 im wesentlichen in der Auftreffrichtung eines Stosses liegt, so dass die Stossenergie durch Stauchen des vielflächigen Körpers 1 vernichtet werden kann. Wenn eine Stosskraft auf den Körper 1 in einer durch den Pfeil A in Fig. 1 angedeuteten Richtung einwirkt, werden die schwächsten Zonen B, welche die Ausschnitte 3 enthalten, sukzessive aufgrund der einwirkenden Stosskraft zusammengedrückt und verformt. Dabei wird die oberste Zone B mit der kleinsten Querschnittsfläche zunächst zusammengedrückt und verformt und die unterste Zone B mit der grössten Querschnittsfläche zuletzt zusammengedrückt und verformt. Schliesslich nimmt der vielflächige Körper 1 im vollständig zusammengedrückten Zustand eine Gestalt an, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist.

Die Stossenergie wird somit im wesentlichen durch Verformung urd durch teilweisen Bruch des vielflächigen Körpers 1 absorbiert. Dabei erfolgt die Verformung des Körpers 1 nacheinander von dessen oberen zum unteren Ende in einer stetigen und kontinuierlichen Art und Heise, so dass die Aufnahme der Stossenergie während der Verformung mit gleichmässiger Rate sichergestellt ist und dadurch der Zweck der Stossabsorption in wirksamer Weise erhalten wird.

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leim eine Stosskraft auf die Kopfplatte 9 in einer Richtung • inwirkt, die von der Längsachse des vielflächigen Körpers I abweicht oder unter einem gewissen Winkel in bezug auf liese Längsachse steht, so dass der obere Teil des vielflä- :higen Körpers 1 sich in einer Richtung quer zu seiner Längsachse verbiegen will, gelangen die geneigten Plattenbereiche 6 in 2ingriff miteinander oder mit den obersten Plattenbereichen 7 oder untersten Plattenbereichen 8, und diese Plattenbereiche überlappen einander und wirken als Formänderungsführung, so dass die Neigung zum Abbiegen des vielflächigen Körpers 1 verhindert wird.

Selbst wenn daher eine Stosskraft auf die Kopfplatte 9 in einer von der Längsachse des Körpers 1 abweichenden oder unter einem gewissen Winkel stehenden Richtung einwirkt, wird der Körper 1 stets nach der in Fig. 1 gezeigten Weise zusammengedrückt und verformt, so dass der gewünschte stetige stossabsorbierende Effekt erhalten bleibt.

Fig. 5 und 6 zeigen praktische Beispiele bezüglich der Befestigung der stossabsorbierenden Vorrichtung an einem zu schützenden Körper 13, z.B. einem Kraftfahrzeug. Bei diesen Beispielen ist die Bodenplatte 1O durch Schrauben 14 mit einem Rahmenelement des Fahrzeugs 13 verbunden. In Fig. 5 ist ein Stossfanger direkt mit der Kopfplatte 9 durch Schrauben 16 verbunden, während in Fig. 6 der Stossfanger 18, der ein elastisches Material 17, z.B. einen Kunststoffschaumstoff, enthält, mit der Kopfplatte 9 durch Schrauben 16 verbunden ist. Aus Fig. 5 und 6 ist zu entnehmen, dass sich der Stossfanger 15 oder 18 oder der vielflächige Körper 1 einzeln leicht durch ein neues Teil nach Beschädigung ersetzen lassen.

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Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Gemäss Fig. 7 und 8 sind kreisförmige öffnungen 19 und

20 in der Mitte von Kopfplatte 9 und Bodenplatte 10 des vielflächigen Körpers 1 gemäss erster Ausführungsform eingelassen. Ein konventioneller, mit einem Fluid arbeitender Stossdämpfer oder Puffer 21 ist in dem vielflächigen Körper 1 aufgenommen, wobei ein Ende des Zylinders 22 des Stossdämpfers in die öffnung 19 eingesetzt und durch Schrauben 16 an der Kopfplatte 9 befestigt ist. Das andere Ende des Zylinders 22 ist in die öffnung 20 in der Bodenplatte 10 eingesetzt. Der Stossfanger 18 mit dem in Fig. 6 gezeigten Aufbau ist an einem Ende einer Stange 23 angebracht, deren anderes Ende an einem nicht gezeigten Kolben befestigt ist, der in dem Zylinder 22 des Stossdämpfers

21 eine gleitende Bewegung vornehmen kann.

Wenn auf den Stossfanger 18 in einer durch den Pfeil C in Fig. 7 angedeuteten Richtung eine Stosskraft einwirkt, wird der Stossfanger 18 zunächst unter Zusammendrücken des Kunststoff-Schaumes oder eines ähnlichen elastischen Materials 17 verformt und gleichzeitig der Stossdämpfer 21 beaufschlagt, dass sich die Stange 23 in den Zylinder 22 schiebt. Nachdem sich die Stange 23 um ihre volle Weglänge in den Zylinder 22 des Stossdämpfers 21 hineinbewegt hat, wird die Stosskraft auf die Kopfplatte 9 des vielflächigen Körpers 1 über den Stossdämpfer 21 übertragen und der Körper 1 zusammengedrückt und verformt, bis er schliesslich in den in Fig. 9 gezeigten Zustand gelangt. Somit wird eine relativ kleine Stossenergie durch Verformung des Stossfangers 18 und durch den Hub des Stossdämpfers 21 aufgenommen, während die Stossenergie von grösserem Betrag durch Verformung oder teilweisen Bruch des vielflächigen Körpers 1 absorbiert wird, so dass eine Stossenergie von relativ kleinem Betrag bis zu grösserem Umfang in wirksamer Weise vernichtet werden kann.

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Bei dieser zweiten Ausführungsform steht das betreffende Ende des Zylinders 22 des Stossdämpfers 21 in Berührung mit der Umfangskante der öffnung 20 in der Bodenplatte 10, so dass ein Teil von einer auf den Stossfanger 18 einwirkenden Biegebelastung von der Bodenplatte 10 aufgenommen werden kann, wenn auf den Stossfanger 18 eine Biegekraft einwirkt. Hierdurch wird die mechanische Festigkeit gegen Biegekräfte erhöht. Die öffnung 20 in der Bodenplatte 10 wirkt weiter als Führung für die Bewegung des Zylinders 22 des Stossdämpfers 21 während der Kompression und Verformung des vielflächigen Körpers 1. Die öffnung 20 in der Bodenplatte 10 wirkt somit mit den geneigten Plattenbereichen 6, 7 und 8 dergestalt zusammen, dass positiv die Richtung von Kompression und Deformation des vielflächigen Körpers 1 eingegrenzt wird.

Auch bei dieser zweiten Aisführungsform kann der Stossdämpfer 21 oder der vielflächige Körper 1 in einfacher Weise und unabhängig voneinander durch ein neues Teil ersetzt werden, indem man die Schrauben 16 oder die Schrauben 16 und 14 löst.

Obgleich die längeren Kanten 4 und 5 der Ausschnitte 3 so angeordnet sind, dass sie nach aussen bzw. nach innen von den Seitenwänden des Körpers 1 wie beschrieben abstehen, kann jeder Ausschnitt 3 auch eine längere Kante 4¹ haben, die von der Seitenwand nach aussen absteht, während die andere längere Kante 5 gemäss Fig. 10 und 11 in keiner der beiden Richtungen wegragt. Obschon nicht gezeigt, kann ferner jeder Ausschnitt 3 eine längere Kante 5' haben, die nach innen von der Seitenwand absteht, während die andere längere Kante 4¹ in keiner Richtung wegragt.

Fig. 12 ist ein Schaubild mit exemplarischer Darstellung des

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Zusammenhangs zwischen der auf einen zu schützenden Körper einwirkenden Stosslast und der Verlagerung des stossaufnehmenden Endes des Stossfängers 18. Die Kurve D gibt den obigen Zusammenhang wieder, wenn der Stossfanger 18 direkt mit dem zu schützenden Körper 13 gemäss herkömmlicher Praxis verbunden ist. Man sieht, dass im Fall der Kurve D eine grosse Belastung auf den Körper 13 bei Einwirken einer Stosskraft auf den Stossfanger 18 einwirkt und eine Verformung oder ein teilweiser Bruch des Körpers 13 infolge dieses Stosses eintritt.

Die Kurve E gibt den erwähnten Zusammenhang an, wenn der Stossfanger 18 mit dem zu schützenden Körper 13 über den vielflächigen Körper 1 gemäss erstem in Fig. 6 gezeigten Beispiel verbunden ist. Wie ersichtlich, wird eine Im wesentlichen gleichmassige Belastung auf den Körper 13 vom Beginn der Verformung des vielflächigen Körpers 1 bis zum Ende von dessen Verformung übertragen. Während dieser Zeitdauer wird der grössere Teil der Stossenergie in effektiver Weise durch die Verformung oder das teilweise Brechen des vielflächigen Körpers 1 vernichtet und wirkt der verbleibende Teil der Stossenergie, der durch den vielflächigen Körper 1 nicht absorbiert wurde, auf den zu schützenden Körper 13 als eine Belastung, die beträchtlich geringer als diejenige bei Kurve D, doch etwas grosser als die auf den vielflächigen Körper 1 einwirkende und absorbierte ist.

Die Kurve F gibt den vorgenannten Zusammenhang wieder, wenn der Stossfanger 18 mit dem zu schützenden Körper 13 über den vielflächigen Körper 1 und den Stossdämpfer 21 gemäss zweitem in Fig. 7 gezeigten Beispiel verbunden wird. Man sieht, dass die Last während der Arbeit des Stossdämpfers 21 gering ist und dass eine im wesentlichen gleichmässige Belastung, die etwas

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grosser als der vorgenannte Wert ist, auf den zu schützenden Körper 13 während der Vernichtung von Stossenergie durch den vielflächigen Körper 1 im Anschluss an die Arbeit des Stossdämpfers 21 übertragen wird. Somit wird der wesentliche Teil der Stossenergie durch die kombinierte Wirkung von Stossdämpfer 21 und vielflächigem Körper 1 aufgenommen und wirkt eine geringe Last, die kleiner als die Last bei Kurve E ist, auf den zu schützenden Körper 13.

Der hohle vielflächige Körper 1 bei jeder der vorgenannten Ausführungsformen hat, wie erwähnt, die Gestalt von einem hohlen quadratischen Kegelstumpf. Der vielflächige Körper 1 kann jedoch auch die Gestalt eines hohlen Kegelstumpfs mit 3- oder 5-eckiger Querschnittsfläche haben. Obschon weiter der vielflächige Körper 1 bei den vorgenannten Ausführungsformen durch Stossverschweissung von einer einzelnen Platte gebildet wurde, kann er auch, wie in Fig. 13 gezeigt, dadurch gefertigt werden, indem man an zwei U-förmigen Platten 24 und 25 eine Überlappungsschweissung anbringt. In diesem Fall liegen die Schweissnähte 26 und 27 mit erhöhter Steifigkeit an etwa der Mittellängslinie der gegenüberliegenden Seitenwände, d.h. symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten der Längsachse des vielflächigen Körpers 1, so dass dieser symmetrisch in bezug auf seine Längsachse zusammengedrückt und verformt wird und die grösstmögliche Absorptionswirkung an Stossenergie vorliegt. Anstelle von zwei Platten können vier L-förmige Platten zur Bildung des vielflächigen Körpers 1 miteinander verschweisst werden.

Bei jeder der vorgenannten Ausführungsformen wurde ein hohler vielflächiger Körper in Form von einem hohlen quadratförmigen Kegelstumpf verwendet, um die darauf wirkenden Biegekräfte auszuhalten. Der Führungseffekt der Plattenbereiche 6, 7 und 8 ist

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jedoch im wesentlichen der gleiche, wenn der vielflächige Körper 1 die Gestalt von einem hohlen, quadratischen, abgestumpften Prisma oder dergleichen hat. In einem solchen Fall kann sich die Plattendicke allmählich in Axialrichtung des vielflächigen Körpers 1 ändern oder kann die Grosse der Ausschnitte 3 in Axialrichtung des vielflächigen Körpers 1 allmählich verändert werden, so dass der Körper kontinuierlich verformt wird.

Fig. 14 und 15 zeigen eine Anwendung der erfindungsgemässen stossabsorbierenden Vorrichtung an einem Lastwagen 28. In Fig. 14 und 15 trägt die Vorrichtung das Bezugszeichen 100. Ein Paar solcher Vorrichtungen 100 ist, wie dargestellt, am vorderen Ende des Chassisrahmens 29 des Lastwagens 28 befestigt. Ein weiteres Paar solcher Vorrichtungen 100 ist, wie dargestellt, am hinteren Ende des Chassisrahmens 29 angebracht. Zwei Paare solcher Vorrichtungen 100 sind weiter, wie gezeigt, an der hinteren Endseite von einem Hilfsrahmenelement 31 und an der vorderen Endseite von einem weiteren Hilfsrahmenelement 32 befestigt. Das Rahmenelement 31 ist am vorderen Ende der Unterlage 30 für die Ladefläche und das Rahmenelement 32 am hinteren Ende der Unterlage 30 errichtet. In Fig. 14 und 15 betreffen die Bezugszeichen 33, 34, 35 und 36 eine Fahrerkabine, die Ladung, die Räder bzw. Stossfanger.

Die Befestigungsanordnung der stossabsorbierenden Vorrichtungen 100 am vorderen Ende des Chassisrahmens 29 des Lastwagens,in Fig. 15 mit dem Zeichen H angedeutet, wird anhand von Fig. 16 bis 18 nachfolgend näher beschrieben. Die Befestigungsanordnung für die stossabsorbierenden Vorrichtungen 100 an dem Hilfsrahmenelement 31 am vorderen Ende des Ladebettes 30 in Fig. 14 mit L angedeutet, wird anhand von Fig. 19 und 20 im Detail erläutert.

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Nach Fig. 16 bis 18 ist d'c Bodenplatte 10 von einer der stossabsorbierenden Vorrichtungen 100 durch Schrauben 14 mit der Stossverbindung zwischen einem vorderen Querträger 37 und einem Längsträger 38 des leiterförmigen Chassisrahmens 29 des Lastwagens 28 verbunden. Der Zylinder 22 des Stossdämpfers 21 ist durch Schrauben 16 an der Kopfplatte 9 des vielflächigen Körpers 1 befestigt. Der Stossfanger 18 ist durch Schrauben 39 am vorderen Ende der sich aus dem Zylinder 22 erstreckenden Stange 23 befestigt. Der Stossfanger 18 ist durch Verschweissen eines Paares gegenüberliegender U-förmiger Rahmenelemente 40 und 41 gebildet, wobei in den Raum zwischen den Rahmenelementen 40 und 41 das elastische Material 17, wie Kunststoffschaum, eingegeben ist. Der Stossfanger 18 weist weiter ein mit dem Rahmenelement 41 zu dessen Abdeckung verschweisstes Pufferrahmenelement 4 2 auf und in den Raum zwischen den Elementen 41 und ist ebenfalls elastisches Material 17 eingegeben.

Ein Ende des Zylinders 22 des Stossdämpfers 21 ist in die kreisförmige öffnung 20 in der Bodenplatte 10 des vielflächigen Körpers 1 eingesetzt und eine eliptische öffnung 43 ist in dem vorderen Querträger 37 zur Aufnahme dieses Zylinderendes eingelassen.

Ein weiterer Querträger 44 ist parallel zum vorderen Querträger 37 angeordnet und ein Hilfsrahmenelement 4 5 erstreckt sich zwischen dem Querträger 44 und dem vorderen Querträger 37 im wesentlichen parallel zu dem Längsträger 38.

Wenn eine Stosskraft auf den vorderen Stossfanger 18 des Lastwagens 28 infolge eines Aufpralls des Lastwagens 28 auf die Hinterseite eines anderen Fahrzeugs einwirkt, wird der Stossfanger 18 zunächst unter Zusammendrückung des elastischen Materials

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17 deformiert und der Stossdämpfer 21 so beaufschlagt, dass ein Teil der Stossenergie durch die kombinierte Wirkung von Stossfanger 18 und Stossdämpfer 21 absorbiert wird. Der Energieteil, der nicht von Stossfanger 18 und Stossdämpfer 21 absorbiert wurde, wirkt auf den vielflächigen Körper 1 und wird durch Zusammendrücken und Verformung sowie durch teilweises Brechen des vielflächigen Körpers 1 vernichtet, mit der Folge, dass nur ein geringer, nicht nach vollständiger Verformung des vielflächigen Körpers 1 absorbierter Teil der Stossenergie als Stoss auf das Fahrgestell des Lastwagens und den Fahrer übertragen wird.

Im Laufe der Verformung des vielflächigen Körpers 1 wird eine grosse Belastung von im wesentlichen gleichmässiger Grosse auf den vorderen Querträger 37 übertragen und wenn der linke und rechte Längsträger oder die Rahmenelemente 38 nicht ausreichend stark sind, erfolgt eine Verbiegung dieser Rahmenelemente 38, was zu einer gefährlichen Verformung der Fahrerkabine 33 und von anderen Teilen des Lastwagens 28 führt. Infolge davon werden sich die Türen der Fahrerkabine verformen und es unmöglich machen, die Kabinentüren zu öffnen, oder es wird der vordere Teil der Fahrerkabine 33 zerstört, was mit Gefahr für den Fahrer verbunden ist. Aufgrund jedoch des Vorsehens der Hilfsrahmenelemence 45, die die Längsträger 38 verstärken, wird die Möglichkeit einer gefährlichen Verbiegung dieser Rahmenelemente 38 auf ein Minimum herabgesetzt und damit eine gefährliche Verformung oder Zerstörung der Fahrerkabine 33 ebenfalls soweit wie möglich ausgeschlossen.

Eine auf den Stossfanger 18 auftreffende Stosskraft kann eine Biegekraft auf die Stange 23 ausüben, die sich von dem Zylinder

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des Stossdämpfers 21 erstreckt. Selbst in diesem Fall bleibt das hintere Ende des Zylinders 22 in Eingriff mit der Umfangskante der kreisförmigen öffnung 20 in der Bodenplatte 10 des vielflächigen Körpers 1, wodurch ein Teil der Biegebelastung aufgenommen und damit ein Abbiegen der Stange 23 und somit eine Ausserbetriebsetzung der stossdämpfenden Vorrichtung verhindert wird. Die Verformung des vielflächigen Körpers 1 wird durch seine plattenförmigen Bereiche 6, 7 und 8 und die Bewegung des Zylinders 22 des Stossdämpfers 21 durch die öffnung 20 in der Bodenplatte 10 des Körpers 1 geführt, so dass der vielflächige Körper 1 in die vorbestimmte zusammengefaltete Gestalt verformt werden kann, ohne dass er in einer Richtung verbogen wird und damit der stossabsorbierende Effekt in gleichmassiger stabiler Weise erfolgt.

Obgleich das hintere Ende des Zylinders 22 des Stossdämpfers 21 durch die in der Bodenplatte 10 des vielflächigen Körpers eingebohrte öffnung 20 geführt wird, kann die eliptische, in dem vorderen Querträger 37 eingebohrte öffnung 4 3 zum Führen dieses Zylinderendes ebenfalls ausgenützt werden.

Nach Fig. 19 und 20 besteht das am vorderen Ende des Trägerbettes 30 für die Ladung angeordnete Hilfsrahmenelement 31 aus einem Paar parallel zueinaner angeordnete Rahmenelemente, die mit dem vorderen Ende der Längsträger 46, welche einen Teil der Basis des Ladungsträgerbettes 30 bilden, starr verschweisst und ferner durch Schrauben 47 an einer Stütze 4 9 befestigt sind, die durch Schrauben 48 mit den Rahmenelementen 4 6 verbunden ist.

Die stossabsorbierende Vorrichtung 100 ist an der Rückseite des Hilfsrahmenelementes 31 befestigt, so dass sie an einem

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bestimmten Höhenniveau davon nach hinten absteht. Ein U-förmiges Rahmenelement 53 umfasst die Bodenplatte 10 des vielflächigen Körpers 1 und ist mit diesem durch Schrauben 54
verbunden, um mit ihm zusammenwirken zu können. Holzstücke
50 und 51 liegen zwischen der hinteren Seite des Hilfsrahmenelementes 31 und dem U-förmigen Rahmenelement 53 und ein Holzstück 52 ist zwischen dem U-förmigen Rahmenelement 53 und
der Bodenplatte 10 des vielflächigen Körpers 1 angeordnet
und dienen als stossabsorbierende Einrichtungen. Obgleich nicht dargestellt, steht die Kopfplatte 9 des vielflächigen Körpers 1 direkt oder über einen an der Platte 9 befestigten Stossdämpfer oder ein elastisches Material in Berührung mit der Ladung 34. Oder aber der in dem vielflächigen Körper 1 gemäss Fig. 7 aufgenommene Stossdämpfer 21 berührt die Ladung 34, um diese gegen eine Verschiebung zu sichern.

Wenn der Lastwagen 28 auf ein Fahrzeug auftrifft und abrupt zum Stilltand kommt, wollen die Trägheitskräfte die Ladung 34 nach vorne oder in einer durch den Pfeil G in Fig. 19 angedeuteten Richtung verschieben. Im Falle eines Zusammenstosses wird der vielflächige Körper 1 verformt und absorbiert die Trägheitsenergie der Ladung 34, sobald die in Richtung des Pfeiles G wirkende Stossbelastung einen bestimmten Wert erreicht hat. Somit kann der Fahrer gegenüber einer Verletzung aufgrund der nach
vorne gerichteten Verlagerung der Ladung 34 geschützt werden. Es ist ferner möglich, den auf die Ladung 34 selbst auftreffenden Stoss in weitem Umfang zu mildern und damit in wirksamer
Weise einen Sekundärunfall aufgrund Bruch oder Zerstörung der Ladung 34 zu verhindern.

Aus der vorausgehenden detaillierten Beschreibung ergibt sich somit, dass die erfindungsgemässe stossabsorbierende Vorrichtung

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einen einfachen, preisgünstigen Aufbau hat und dass sie bei Beschädigung in einfacher Weise durch eine neue Vorrichtung ersetzt werden kann. Ferner hat die Vorrichtung ein hohes Aufnahmevermögen von Stossenergie und verhindert zuverlässig die Einwirkung einer übermässigen stossartigen Belastung auf ein Fahrzeug. Die stossabsorbierende Vorrichtung nach der Erfindung kann in ausreichendem Umfang anders als die bekannten mit Faltbälgen arbeitenden Vorrichtungen der in Rede stehenden Art, Biegekräfte aushalten und ist insbesondere zum Schutz des Fahrers bei einem Kollisionsunfall zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Fahrzeug wirksam. Was die erfindungsgemässe Vorrichtung in Verbindung mit den Befestigungsmechanismen für das Lenkrad an einem Fahrzeug betrifft, so ermöglicht sie eine freie nach vorne gerichtete Kippbewegung des Lenkrades im Falle eines Zusammenstosses, so dass der Fahrer vor der aus einem Zusammenstoss mit dem Lenkrad resultierenden Gefahr geschützt wird. Die Anwendungen der Vorrichtung an den vorderen und hinteren Stossfängern und als Ladungssicherungseinrichtung, durch die die Ladung an ihrer vorderen und hinteren Seite oder linken und rechten Seite abgestützt wird, sind, wie zuvor beschrieben, ebenfalls sehr wirksam.

Die Gestalt der in den Seitenwänden des vielflächigen Körpers 1 bei der erfindungsgemässen stossabsorbierenden Vorrichtung eingearbeiteten Ausschnitte 3 ist in keiner Weise auf die bei den erwähnten bevorzugten Ausführungsformen vorgesehenen Ausbildungen beschränkt.Ausschnitte von verschiedenen Formen, z.B. H-förmige Ausschnitte gemäss Fig. 21 und 22 und U-förmige Ausschnitte gemäss Fig. 23 und 24, können in ebenso wirksamer Weise bei der Erfindung vorgesenen werden.

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Claims

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DR. ING. E. HOFFMANN (1»30-1»7ί) ■ Din.-ING. W.EITLE · DI. REK. NAT. K. HOFFMANN · DlΠ.-ING. W. IEHN

Din.-ING. K. FOCHSlE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-SOOO MONCH EN 81 · TELEFON (089) 711087 . TELEX 05-2M19 (PATHE)

30 081 q/wa

MITSUBISHI JIDOSHA KOGYO KABUSHIKI KAISHA, TOKYO

JAPAN

Stossabsorbierende Vorrichtung

PATENTANSPRÜCHE

Stossabsorbierende Vorrichtung, gekennzeichnet durch einen hohlen vielflächigen Körper (1) und eine Vielzahl von länglichen in jeder Seitenwand des vielflächigen Körpers ausgebildeten Ausschnitten (3), die sich parallel zueinander in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des vielflächigen Körpers erstrecken, wobei eine der längeren Kanten (4, 5) von jedem Ausschnitt so angeordnet ist, dass sie sich relativ zur anderen längeren Kante nach aussen erstreckt, so dass die Energie eines in Axialrichtung des vielflächigen Körpers einwirkenden Stosses durch Verformung oder teilweises Brechen der Seitenwände des vielflächigen Körpers absorbiert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der vielflächige Körper (1) die Gestalt von

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einem hohlen Kegelstumpf hat und dass die längeren Kanten (4, 5) von jedem Ausschnitt (3) dergestalt angeordnet sind, dass die dem oberen Ende des Kegelstumpfes näher als die andere liegende Kante nach aussen in bezug auf die andere Kante vorsteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Ende des vielflächigen Körpers (1) eine Basisplatte (10) verbunden ist und diese Basisplatte durch Schrauben (14) an einem zu schützenden Körper befestigt ist, um den vielflächigen Körper mit dem zu schützenden Körper lösbar zu verbinden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vielflächige Körper (1) durch Umformung von einer einfachen Platte in die hohle vielflächige Gestalt und durch Verbinden der gegenüberliegenden Plattenkanten gebildet und dass längs der Verbindung (2) eine Reihe Ausschnitte (3) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stossdämpfer (21) mit einem geringeren Stossdämpfungsvermögen als der vielflächige Körper (1) in diesem angeordnet ist, wobei die Achse des Stossdämpfers im wesentlichen mit der Längsachse des vielflächigen Körpers zusammenfällt und der Stossdämpfer eine Stossenergie absorbiert, die geringer als ein bestimmter Wert ist, während der vielflächige Körper den Teil der Stossenergie absorbiert, die den bestimmten Wert überschreitet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vielflächige Körper (1) an seinem einen

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Ende mit dem vorderen oder hinteren Ende des Chassisrahmens von einem Kraftfahrzeug und an seinem anderen Ende mit einem Stossfanger (18) verbunden 1st.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vielflächige Körper (1) an seinem einen Ende mit dem vorderen oder hinteren Ende des Chassisrahmens von einem Fahrzeug und ein Stossfanger (18) mit dem stossaufnehmenden Ende des Stossdämpfers (21) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Stossdämpfer (21) um eine mit Fluid arbeitende Bauart mit einem Fluidzylinder (22) und einem Kolben (23) handelt, wobei der in dem vielflächigen Körper (1) angeordnete Zylinder des Stossdämpfers mit seinem einen Ende in einem Ende des vielflächigen Körpers befestigt ist und eine mit dem Kolben verbundene Stange (23) aus dem vielflächigen Körper herausragt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Basisplatte (10) mit einer zentralen kreisförmigen öffnung (20) an dem Ende des vielflächigen Körpers (1) befestigt ist, das dem Ende abgewandt ist, in dem ein Ende des Zylinders (22) des Stossdämpfers (21) befestigt ist, so dass das andere Ende des Zylinders des Stossdämpfers in der kreisförmigen öffnung aufgenommen wird und bei Einwirken einer Stossenergie auf die Stange (23) des Stossdämpfers ein Teil der Biegebelastung, die den Stossdämpfer und damit den vielflächigen Körper (1) relativ zu dessen Axialrichtung verbiegen will, durch die Eingriffnähme des anderen Endes des Zylinders des Stossdämpfers mit der Umfangskante der kreisförmigen Öffnung abgestützt wird, wobei die kreisförmige

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öffnung wetter als Führung für die Bewegung des Stossdämpfers während des Zusammendrückens und der Verformung des vielflächigen Körpers wirkt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stossdämpfer (21) mit seinem einen Ende in einem Ende des vielflächigen Körpers (1) durch Schrauben (16) lösbar befestigt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Ausschnitt (3) so gestaltet ist, dass er eine Breite hat, die im mittleren Bereich der Ausschnittlänge am schmälsten ist und allmählich in Richtung auf die gegenüberliegenden Enden zunimmt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vielflächige Körper (1) an seinem einen Ende mit der hinteren oder vorderen Seite von einem Hilfsrahmenelement (31, 32) verbunden ist, das am vorderen oder hinteren Ende von einem Ladungstragbett (30) eines Fahrzeugs absteht, während das andere Ende des vielflächigen Körpers gegenüber der Ladung (34) liegt, um die Ladung gegen eine Verschiebung zu fixieren und ein Auftreffen des Stosses auf die Ladung zu verhindern.
13. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vielflächige Körper (1) mit dem Ende, das dem Ende abgewandt ist, in welches ein Ende des Zylinders (22) des Stossdämpfers (21) befestigt ist, mit der hinteren oder vorderen Seite von einem Hilfsrahmenelement (31, 32) verbunden ist, das am vorderen oder hinteren Ende von einem Ladungstragbett (30) von einem Fahrzeug absteht, während das

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andere Ende des vielflächigen Körpers, aus dem sich die Stange (23) des Stossdämpfers erstreckt, gegenüber der Ladung (34) liegt, um die Ladung gegen eine Verschiebung zu fixieren und das Auftreffen eines Stosses auf die Ladung zu verhindern.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , dass das eine Ende des vielflächigen Körpers (1) mit dem Hilfsrahmenelement (31, 32) durch Schrauben (54) lösbar verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , dass der vielflächige Körper 1 an seinem einen Ende mit einem vorderen oder hinteren Querträger

(37) des Chassisrahmens verbunden ist und der Chassisrahmen ein Hilfsrahmenelement aufweist, das sich im wesentlichen parallel zu einem Längsträger (38) zwischen dem Querträger und einem anderen Querträger (44) erstreckt, der in vorderer oder hinterer naher und paralleler Beziehung zu dem einen Querträger angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der vielflächige Körper (1) an dem Ende, das dem Ende abgewandt ist, in dem das eine Ende des Zylinders (22) des Stossdämpfers (21) befestigt ist, mit der vorderen oder hinteren Seite von einem Rahmenelement des Chassisrahmens von einem Fahrzeug verbunden ist, wobei in dem Rahmenelement eine öffnung (43) mit einem etwas grösseren Innendurchmesser als der Aussendurchinesser des Zylinders des Stossdämpfers eingebohrt ist, um das andere Ende des Zylinders des Stossdämpfers darin aufzunehmen.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vielflächige Körper (1) durch Umformung von wenigstens zwei Platten (24, 25) in die hohle vielflächige Gestalt und Verbindung der gegenüberliegenden Kanten dieser Platten gebildet ist, wobei längs jeder Verbindung (26, 27) eine Reihe von Ausschnitten (3) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar vielflächige Körper (1) vorgesehen ist, deren eine Enden mit einem Paar Hilfstragelemente (31,

32) verbunden sind, die an der linken und rechten Seite von einem Ladungstragbett (30) von einem Fahrzeug abstehen, während das andere Ende von jedem vielflächigen Körper gegenüber der Ladung liegt, um die Ladung gegen eine Verschiebung zu fixieren und das Auftreffen eines Stosses auf die Ladung zu verhindern.
19. Stossdämpfende Vorrichtung, gekennzeichnet durch einen hohlen vielflächigen Körper (1), eine Vielzahl von länglichen, in jeder Seitenwand des vielflächigen Körpers ausgebildeten Ausschnitten (3), die sich parallel zueinander in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Längsachse des vielflächigen Körpers erstrecken und eine Einrichtung, die die kontinuierliche Verformung des vielflächigen Körpers in Richtung seiner Längsachse führt, wobei eine längere Kante (4, 5) von jedem Ausschnitt so angeordnet ist, dass sie relativ zur anderen Kante nach aussen vorsteht, so dass die in Axialrichtung des vielflächigen Körpers auftreffende Stossenergie durch Verformung oder teilweises Brechen der Seitenwände des vielflächigen Körpers absorbiert werden kann.

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20. Vorrichtung nach Anspruch 19,dadurch gekennzeichnet, dass der hohle vielflächige Körper (1) in Form eines hohlen Kegelstumpfes ausgebildet und die für die kontinuierliche Verformung sorgende Einrichtung dadurch geschaffen ist, dass die Querschnittsfläche des Körpers in einer im wesentlichen senkrecht zu dessen Längsachse liegenden Ebene längs der Längsachse allmählich abnimmt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich net, dass der hohle vielflächige Körper (1) in Form eines hohlen abgestumpften Prismas ausgebildet und die für die kontinuierliche Verformung sorgende Einrichtung dadurch geschaffen ist, dass die Plattendicke des Körpers längs dessen Längsachse allmählich kleiner wird.
22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich net, dass der hohle vielflächige Körper in Form eines abgestumpften hohlen Prismas ausgebildet und die für die kontinuierliche Verformung sorgende Einrichtung dadurch geschaffen ist, dass die Fläche der Ausschnitte (3) längs

der Längsachse des vielflächigen Körpers allmählich abnimmt.

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