DE1287962B

DE1287962B -

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Publication number: DE1287962B
Application number: DE1967G0050150
Authority: DE
Priority date: 1967-05-22
Filing date: 1967-05-22
Publication date: 1969-01-23
Also published as: US3671068A; FR1574217A; GB1226385A

Description

Die Erfindung hat Einrichtungen zur Vernichtung von Bewegungsenergie von Fahrzeugen zum Gegenstand.

Es soll damit ein Beitrag für die Sicherheit der Menschen und die Verhütung von Sachschäden, insbesondere bei Kraftfahrzeugen, geleistet werden.

Bis jetzt werden bestehende Gefahren trotz fortgesetzter schwerer Unfälle bei der Benutzung von Fahrzeugen weitgehend als unvermeidlich hingenommen und es ist beispielsweise im Kraftwagenbau noch nicht viel geschehen, um bei Fahrzeugzusammenstößen deren Bewegungsenergie unschädlich zu machen, um wenigstens einen Teil der Unglücke auszuschließen.

Es besteht bei der Mehrzahl der Kraftfahrer keine richtige Vorstellung, welch zerstörende Kräfte bei Zusammenstößen zwischen festen , oder auch bewegten Hindernissen auftreten, wodurch die Aufmerksamkeit für Gefahren herabgesetzt und diesen nicht der nötige Wert beigemessen und das Fahrverhalten hierauf nicht eingestellt wird.

Die bisher angewandten Methoden, Bewegungsenergie durch Puffer, elastische Elemente, Federn, Gummi usw. zu vernichten und damit Fahrzeuge schnell und gefahrlos zum Stillstand zu bringen, führen nicht zum erstrebten Erfolg und erfüllen diese Aufgabe nur sehr bedingt, weil wegen der Federwirkung eine nennenswerte Vernichtung von Bewegungsenergie mit diesen Mitteln nicht erreichbar ist und die bisher bekannten Einrichtungen nicht rückstoßfrei und damit in Verbindung mit Personen auch nicht gefahrlos arbeiten. . _ .

Die bis jetzt gebräuchlichen Vorrichtungen, bewegte Fahrzeuge und deren Insassen vor Schäden bei Zusammenstößen; Aufprall oder gegenseitigem Auffahren auf feste oder bewegte Hindernisse zu schützen, sind deshalb unvollkommen und unzureichend.

Es werden damit bewegte Massen nicht schnell genug aufgefangen und vorhandene Bewegungsenergien eines Fahrzeuges auch nicht weitgehendst in eine gewollte Zerstörungsarbeit ähnlicher Größenordnung über den meist kurzen Verzögerungsweg umgewandelt.

Die allgemein verwendeten Stoßstangen, an der Vorder- und Rückseite der Fahrzeuge angebracht, sind für ernste Zusammenstöße zu schwach, und daher eignen sie sich nicht dazu, größere bewegte Massen, und zwar weder in bezug auf die Festigkeit und Beschaffenheit, noch ihrer Wirkung nach, im Hin- so blick auf die Befestigung am Fahrzeug selbst, aufzunehmen und die jeweilige Bewegungsenergie wenigstens zum Teil schnell und rückstoßfrei zu vernichten.

Bekannt sind, auch schon Fahrzeuge, bei denen eine Zerstörungsarbeit am Fahrzeug oder an mit dem Fahrzeugkörper an geeigneten Stellen verbundenen rückstoßfreien Zerstörungs- bzw. Energievernichtungsgliedern in gewünschtem und dosiertem Maße ausgenutzt wird. In einem bekannten Fall ist die Anordnung so getroffen, daß die Festigkeit im Bereich des Fahrgastraumes am größten ist und nach den Enden zu stetig oder stufenweise abnimmt. Dabei sind vordere und hintere Endzellen mit einem Rahmen vorgesehen, der eine geringere Festigkeit hat als derjenige des Fahrgastraumes. Rahmenbauten haben aber den Mangel, daß ihre Festigkeit in Ruhe verhältnismäßig groß ist, während sie beim Über-

schreiten des Festigkeitswertes durch Einkmcken der Rahmenteile plötzlich auf einen geringen Wert abfällt. Dadurch tritt eine sehr ungünstige zeitliche Verteilung der Bremskräfte ein, so daß der mögliche Bremsweg innerhalb des Fahrzeuges nur unvollkommen ausgenutzt wird.

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit Einrichtungen zur Erzielung einer gewünschten Bremsverzögerung bei Zusammenstößen durch Vernichtung von kinetischer Energie unter Anwendung von Verformungs- bzw. Zerstörungsmitteln, wobei die durch die Brems verzögerung bei starken Stößen mitbenutzte Verformung des Fahrzeugkörpers durch mit dessen Teilen an geeigneten Stellen verbundene rückstoßfreie Zerstörungs- bzw. Energievernichtungsglieder in gewünschtem und dosiertem Maße abgefangen wird.

Bei der Erfindung werden die geschilderten Nachteile dadurch vermieden, daß die Energievernichtungsglieder einen oder mehrere sowohl an Stoßstangen als auch am Aufbau vorgesehene Stempel aufweisen, die jeweils vor einem getrennt in gleicher Achsrichtung angeordneten Gehäuse stehen und infolge der Massenträgheit bei einem auf das Fahrzeug treffenden Stoß in das oder die Gehäuse eindringen und fest eingebaute senkrecht zur Längsachse der Gehäuse angebrachte Rippen über einen angemessenen Weg durchstoßen. Mit diesen Mitteln kann in kürzester Zeit ein Höchstmaß von Bewegungsenergie vernichtet werden.

In einer Abwandlung können zur Vernichtung von Bewegungsenergie auch Flüssigkeitszylinder vorgesehen sein, in welchen ein in Achsrichtung davor befindlicher, in einer Büchse abgedichteter Hohlstempel geführt ist, der bei einem Aufstoß in den Zylinder eindringt, die im Zylinder befindliche Flüssigkeit vor sich her schiebt und wobei diese über eine Umkehrleitung wieder an der Vorderseite in den Zylinder zurückgeführt wird und der Zylinder einen etwas größeren Durchmesser als der Hohlstempel besitzt und im Verlauf des Eindringweges der Hohlstempel die zurückfließende Flüssigkeit in sich aufnimmt. Auch bei dieser Ausbildung wird stetig Energie in gewünschtem Maße vernichtet. Es können auch Stempel zwischen am Fahrzeug fest angeordneten Schellen geklemmt sein und sich nach erfolgtem Aufstoß unter Reibungsarbeit über einen Weg verschieben, wobei die Stempel und Schellen auch in mehreren Einheiten vorgesehen sein können. Es lassen sich unter Anwendung der genannten Mittel verformsichere Personenschutzzellen bilden, ohne das äußere Bild eines Fahrzeuges zu verändern oder zu beeinträchtigen.

Die neuen Einrichtungen erfordern im Vergleich zu ihrem großen volkswirtschaftlichen Wert keine hohen Kosten, sind gut, dosierbar auf bestimmte Massen und Geschwindigkeiten, also Bewegungsenergien unterschiedlicher Fahrzeuge abzustimmen und sind für bestimmte Leistungen vorzufertigen und leicht austauschbar.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer Reihe von Einzelheiten in beispielsweisen Ausführungsarten dargestellt.

F i g. 1 zeigt die Seitenansicht eines Personenkraftwagens, mit den angeordneten rückstoßfreien Einrichtungen im vorderen und hinteren Teil und im Aufbau;

F i g. 2 zeigt die Vorderfront eines Kraftwagens

mit den eingezeichneten Einrichtungen an der Stoßstange und am Wagenaufbau;

F i g. 3 zeigt in einer Draufsicht zu F i g. 2 die Verbindung der Einrichtungen an der vorderen Stoßstange eines Kraftwagens;

F i g. 4 zeigt eine Einrichtung an der Stirnseite mit flachem Stempel mit Distanzringen;

F i g. 5 zeigt eine Einrichtung mit einem an der Stirnseite kugelig geformten Stempel und mit Distanzringen;

F i g. 5 a zeigt eine Einrichtung wie F i g. 5, aber mit hochgekanteten Distanzringen;

F i g. 6 zeigt einen teilweise in Aktion getretenen Stempel und das beginnende Eindringen in ein Gehäuse mit inneren Berstplatten;

F i g. 7 zeigt einen Stufenstempel mit abgesetztem Durchmesser für Mehrfachdurchdringungen;

Fig. 8 zeigt einen völlig wirksam gewordenen Stempel nach der Materialdurchdringung;

F i g. 9 zeigt die Anordnung der Einrichtungen an Fahrzeugaufbauten, Wänden usw. an Verformungsteilen und verstärkten Schutzzellen,

Fig. 10 zeigt einen Stempel mit Flüssigkeitszylinder;

F i g. 11 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung mit Einrichtungen an einer Fahrzeugstoßstange und Stempeln mit prismatischen Querschnitten, die über Bügel angeklemmt sind und durch Reibschluß arbeiten, und

F i g. 12 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung mit flachen Stempeln, die mittels Gegenplatten und Schrauben im Reibschluß festgeklemmt sind.

Nach den Fig. 1 und 2 werden rückstoßfreie Energievernichtungsglieder 1 bzw. 2 an den Stoßstangen 3 oder den Fahrzeugaufbauten 4, vorzugsweise in deren vorderen und hinteren Bereichen, aber auch an der Fahrzeugunter- und -oberseite so befestigt, daß steife Personenschutzzellen 5 gebildet werden.

Die Energievernichtungsglieder bestehen aus mit den Stoßstangen 3 oder dem Aufbau 4 fest verbundenen Stempeln 6, die in horizontaler oder wenig dazu in Fahrtrichtung geneigter Lage vor getrennt in gleicher Achsrichtung angeordneten Gehäusen 7, mit wahlweisem Querschnitt und zu bestimmender Länge stehen (Fig. 1, 2 und 3). Die Stempel6 selbst sind an den ihnen zugekehrten Stirnseiten der Gehäuse 7 bei 7' zentrisch geführt (F i g. 4 und 5).

Bei einem Stoß auf das Fahrzeug dringen die Stempel 6 infolge der Massenträgheit des nachschiebenden Fahrzeuggewichtes in die Gehäuse 7 ein (F i g. 5, 6,7 und 8).

Im Inneren der Gehäuse 7 sind mit diesen fest verbundene, senkrecht zur Längsachse gestellte Rippen 8 angeordnet, die als Berstplatten und Durchdringungselemente dienen, die von den Stempeln 6 je nach Eindringtiefe der Reihe nach bis zu einem Weg a durchstoßen werden und auf diese Weise Bewegungsenergie in rückstoßfreie Zerstörungsarbeit umwandeln. Es wird dabei durch stumpfe Stempel Stanzarbeit oder durch stirnseitig gerundete Stempel Durchdringungs-, Zieh- und Reibarbeit geleistet (F i g. 4, 5,6,7 und 8). Die Festlegung der Abmessungen der Stempel 6 und Gehäuse 7 nach Durchdringungsweg a und Gehäuselängen b erfolgt unter Berücksichtigung aufzunehmender und zu vernichtender Stoßenergien, wodurch es möglich ist, Einbaueinheiten für bestimmte Leistungen vorzufertigen. Es ergeben sich hieraus auch die zu wählenden Rip-

pendicken c und deren gegenseitige Entfernung d, die in einer Einheit auch unterschiedlich sein können, wie auch die in den Gehäusen 7 auf deren Länge b eingebaute Anzahl solcher Rippen verschieden sein kann (F i g. 4).

F i g. 5 zeigt ein Gehäuse 7, bei dem die Rippen 8 so senkrecht zu dessen Längsrichtung angeordnet sind, daß zwischen dem an der Stempelseite festen Boden 13, der auch den Stempel 6 zentrisch führt, ίο wechselweise je ein Distanzring 14 mit der Rippenentfernung entsprechender Dicke d und eine Rippe 8 aneinandergelegt eingelegt werden und das Gehäuse 7 an der Stirnseite durch einen verschraubten Deckel 15, der alle Rippen und Distanzringe zusammenpreßt, verschlossen wird.

Der Abstand der einzelnen Rippen 8 kann auch dadurch gesichert werden, daß deren Außenkanten ringsum auf das Distanzmaß d rechtwinklig hochgekantet sind (F i g. 5 a),
ao Stempel 16 mit stufenförmig abgesetzten Durchmessern, an der Arbeitsseite bzw. von kleinen in größer werdende Eindringquerschnitte übergehend, können deren Durchdringungsleistung vervielfachen. Gleiche Rippen 8 können dadurch auf kürzeste as Distanz mehrfach von kleinen zu größer werdenden Querschnitten der Reihe nach durchdrungen werden. Es wird auf diese Weise über den Weg a ununterbrochen Durchdringungsarbeit geleistet und damit höhere Bewegungsenergie als bei stufenlosem Stempel vernichtet (F i g. 7).

An Fahrzeugwänden, Ober- und Unterseiten, vor allem an Ubergangsstellen 17 zwischen Verformungszonenwänden der Fahrzeugaufbauten 4 und verstärkten Wänden 5' von Schutzzellen 5 (Fig. 9) sind 35: Vorrichtungen im Abstand e in Achsrichtung hintereinander oder auch gegenläufig arbeitend anbringbar.

Es können erfindungsgemäß mehrere Vorrichtungen hintereinandergeschaltet werden, die in kurzer Zeit nacheinander oder im ununterbrochenen Wechsel in Aktion treten, wobei der wirksame Weg a durch zusätzliche Wegstrecken / (Fig. 1) vergrößert wird, um den maximalen Weg und die Vernichtung an Bewegungsenergie über die ganze Verzögerungszeit (Stoßvorgang) zu vervielfachen. Die Stempel 22 sind für diesen Fall an den Gehäusen 7 angebracht.

Zwischengeschaltete, in der Zeichnung schraffierte Verformungszonen 23 im Fahrzeugaufbau können gemäß F i g. 1 mit gleichgearteten gegenläufig arbeitenden Vorrichtungen, Stempel 24 und 25 und doppelt verlängerten Gehäusen 26 je an der verstärkten Zelle 5 und der schwächeren Verformungszone 23 fest angebracht, vorgesehen werden, um in diesen Bereichen auftretende Bewegungsenergien durch Zerstörungsarbeit zu vernichten und gebildete Personenschutzzellen 5 abzusichern und unzerstört zu erhalten.

Eine weitere mögliche Variante zeigt beispielsweise F i g. 10 in Abwandlung der rückstoßfreien Vernichtung von Bewegungsenergie durch Anordnung eines Flüssigkeitszylinders 27, in welchen der in Achsrichtung davor befindliche, in einer Büchse 28 abgedichtete Hohlstempel 31 geführt, bei einem Aufstoß in den Zylinder eindringt, die im Zylinder befindliche Flüssigkeit vor sich her schiebt, die über eine Umkehrleitung, Kanal 29, in Pfeilrichtung wieder an der Vorderseite in den Zylinder 27 zurückgeführt wird.

Für die gute Wirksamkeit ist der Zylinderdurch-

Claims

messer g etwas größer als der des Hohlstempels 31 ausgeführt. In die Umkehrleitung 29 ist ein Ventil 30 eingebaut, für die Flüssigkeitsregulierung. Die rückströmende Flüssigkeit wird in dem Hohlstempel 31 auf- genommen (F i g. 10). Eine wahlweise Ausführung der Vorrichtungen, deren rückstoßfreie Wirkung ausschließlich auf Reibung beruht, ist in der Fig. 11 dargestellt, dabei sind Stempel 6 zwischen am Fahrzeug fest angeordnete Schellen 32 geklemmt, die bei ihrer Verschiebung nach erfolgtem Stoß über den Weg a durch Reibung auftretende Energien vernichten. Es ist auch möglich, mehrere Stempel 6, 6' usw., die gemeinsam durch Mehrfachschellen 34 zur Erhöhung der Reibkraft geklemmt werden, anzuordnen. Eine ähnliche Wirkung erfolgt nach F i g. 12 durch flache stempelartige Stützen 35 in Schlitzen oder Nuten geführt, die für den nötigen Reibschluß über Platten 36 und Klemmplatten 37 gegenseitig mittels ao Schrauben 38 verschraubt sind. Der Reibschluß ist über die Schrauben 38 einstellbar. Patentansprüche:

1. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit Einrichtungen zur Erzielung einer gewünschten Bremsverzögerung bei Zusammenstößen durch Vernichtung von kinetischer Energie unter Anwendung von Verformungs- bzw. Zerstörungsmitteln, wobei die durch die Bremsverzögerung bei starken Stößen mitbenutzte Verformung des Fahrzeugkörpers durch mit dessen Teilen an geeigneten Stellen verbundene rückstoßfreie Zerstörungs- bzw. Energievernichtungsglieder in gewünschtem und dosiertem Maße abgefangen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Energievernichtungsglieder (1, 2) einen oder mehrere sowohl an Stoßstangen (3) als auch am Aufbau (4) vorgesehene Stempel (6,16) aufweisen, die jeweils vor einem getrennt in gleicher Achsrichtung angeordneten Gehäuse (7) stehen und infolge der Massenträgheit bei einem auf das Fahrzeug treffenden Stoß in das oder die Gehäuse eindringen und fest eingebaute, senkrecht zur Längsachse angebrachte Rippen (8) über einen angemessenen Weg a durchstoßen (F i g. 1 bis 8).

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (6) und die Gehäuse (7) einzeln oder hintereinander für unterschiedliche, fortgesetzte Energieaufnahme und wahlweise Wege (a, f) angeordnet sind und größere Zerstörungsleistungen auf unterschiedliehe Bewegungsenergien abgestimmt sind, womit eine Angleichung an Fahrzeuggewicht und Fahrzeuggeschwindigkeiten erfolgt (F i g. 1).

3. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Gehäusen (7) fest eingebauten Rippen (8) in wahlweiser Zahl und Dicke (c) mit zu wählenden Zwischenabständen (d) für eine summierte Länge (b) der Gehäuse vorgesehen sind (F i g. 4).

4. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (6) in den ihnen zugekehrten Stirnseiten (13) der Gehäuse (7) zentrisch (bei 7') geführt, zwischen den

Rippen (8) Distanzringe (14), deren Dicke (d) dem Rippenabstand entspricht, eingelegt sind und die Rippen mit den Distanzringen am Ende der Gehäuse jeweils durch einen Boden (15) zu einem Paket fest verschaubt sind (F i g. 5).

5. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (d) der einzelnen Rippen (8) dadurch gebüdet ist, daß die Rippen an ihren Außenkanten ringsum auf dieses Abstandsmaß ohne Distanzringe hochgekantet sind (F i g. 4 und 5).

6. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (16) an der Stoßseite mit unterschiedlichen Durchmessern und Querschnitten abgestuft, mit kleinen zu größer werdenden Durchmessern beginnend vorgesehen sind, so daß an einzelnen Rippen (8) auf kürzestem Wege unmittelbar ohne Unterbrechung nacheinander Energievernichtung geleistet wird (F i g. 7).

7. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an Fahrzeugwänden, Ober- und Unterseiten und Ubergangsstellen (17) Energievernichtungsgheder (1, 2) angebracht sind, deren Stempel (6) im Abstand (e) gegenläufig arbeiten und mit je einem in Achsrichtung nachgeschalteten Gehäuse (7) gepaart sind (Fig. 1 und 9).

8. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß gleiche Gehäuse (7) in beliebiger Zahl in Achsrichtung hintereinandergeschaltet sind, daß jedes Gehäuse einen festen Stempel (22) entgegen der Stoßrichtung trägt, der im Verlauf eines Verformungsweges (a) des beweglichen Stempels (6) und des Verformungsweges (/) des mit dem Gehäuse verbundenen Fahrzeugaufbaus (4) in das nächste Gehäuse einzudringen beginnt und die eingebauten Rippen (8) je eines weiteren Gehäuses nacheinander durchstößt und daß die Zerstörungsarbeit über eine längere Gesamtstrecke, die dem Verformungsweg entspricht, ununterbrochen vorzugsweise bis zum Stillstand des Fahrzeuges fortgesetzt wird (Fig. 1).

9. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Verformungszonen (23) mit paarweisen gegenläufigen Stempeln (24 und 25) und doppelt langem Gehäuse (26) vorgesehen sind und neben den Verformungszonen (23) die Bildung drucksicherer aneinandergereihter Schutzzellen (5) in gewünschter Zahl vorgesehen ist (F i g. 1).

10. Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit Einrichtungen zur Vernichtung von kinetischer Energie bei Zusammenstößen unter Verwendung von mit verformbaren Teilen des Fahrzeugkörpers verbundenen rückstoßfreien Energievernichtungsgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vernichtung von Bewegungsenergie Flüssigkeitszylinder (27) vorgesehen sind, in welchen ein in Achsrichtung davor befindlicher, in einer Büchse (28) abgedichteter Hohlstempel (31) geführt ist, der bei einem Aufstoß in den Zylinder eindringt, die im Zylinder befindliche Flüssigkeit vor sich her schiebt und wobei diese über eine Umkehrleitung (29) wieder an der Vorderseite in den Zylinder zurückgeführt wird, und der Zylinder einen etwas größeren Durchmesser (g) als der

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Hohlstempel besitzt und im Verlauf des Eindringweges der Hohlstempel (31) die zurückfließende Flüssigkeit in sich aufnimmt.

11. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (6, 6') S zwischen am Fahrzeug fest angeordneten Schellen (32) geklemmt sind, sich nach erfolgtem Aufstoß unter Reibungsarbeit über einen Weg (a) verschieben, wobei die Stempel und Schellen gege-

benenfalls in mehreren Einheiten (34) vorgesehen sind (Fig. 11).

12. Fahrzeug nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel als flache Stützen (35) geformt und über Schlitze geführt und an Platten (36) mit Reibung verschiebbar gehalten und durch Klemmplatten (37) mittels Schrauben (38) verschraubt sind (Fig. 12).

Hierzu 1 Blatt Zddinungen

909 504/1630