Verfahren und Vorrichtung zur Dämpfung des Stosses von zusammenstossenden Körpern, wie Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung des Stosses von zusammenstossenden Körpern, wie Kraft fahrzeugen. Das kennzeichnende Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung besteht dar in, dass man einen an den gegen Stoss zu schützenden Gegenstand angebrachten Körper von hoher Dehnungsfähigkeit derart an dem Fahrzeug verwendet, dass er unter der Wir kung des Zusammenstosses einer starken Längsdehnung unterworfen wird, durch welche die lebendige Kraft der aufeinander stossenden Körper vernichtet wird.
Die bekannten Stossvorrichtungen an Fahrzeugen und dergleichen beruhen im we sentlichen auf der Anwendung der Feder wirkung von Stahlmaterial und dergleichen. Sie besitzen den erheblichen Nachteil, dass sie im Falle eines Zusammenstosses nicht die Fä higkeit haben, den Stoss stark genug abzu dämpfen, sondern dass nach einem vorüber gehenden Durchbiegen der Vorrichtung der Stoss mit voller Wucht auf das Fahrzeug oder Teile desselben trifft, wobei das Fahrzeug oder die Vorrichtung erheblich beschädigt oder beansprucht wird.
Dies hat darin seinen Grund, dass die bekannten Stossvorrichtungen nur ein sehr geringes Arbeitsvermögen be sitzen, welches im Falle eines Zusammensto sses frei wird, aber so klein ist, dass die Be- wegungsenergie des Fahrzeuges nur zum ge ringsten Teile abgebremst werden kann.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung bedeutet eine wesentliche Verbesserung auf diesem Gebiete, weil sie im Falle eines Zu sammenstosses den Stoss zunächst völlig weich und elastisch aufnimmt, worauf eine allmäh lich ansteigende elastische Belastung der Vor richtung durch den Stoss eintritt, durch wel che die Bewegungsenergie des stossenden Körpers, zum Beispiel des Fahrzeuges, völlig oder zum wesentlichen Teil vernichtet und damit unter Mitwirkung der Räderbremsung das Fahrzeug zum Halten gebracht wird.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung weist wenig stens eine dehnbare Kautschukstange auf, welche an zwei oder mehr Stellen fest ein gespannt ist, derart, dass beim Auftreffen eines Stosses eine Längsdehnung der Stoss stange beziehungsweise Stossstangen zwischen den Einspannungsstellen möglich ist.
Die Verwendung von Kautschuk bietet den Vorteil, dass sowohl die hervorragende elastische Biegungsfähigkeit als auch die im Vergleich zu andern Materialien ausserordent lich starke Längsdehnung ausgenutzt wird, um im Anfang den Stoss weich und elastisch aufzufangen und hierauf mit dem durch die Biegung und Längsdehnung des Kautschuks allmählich anwachsenden Arbeitsvermögen zu vernichten. Dabei ist die Verwendung eines genügend grossen Querschnittes des Stosskör pers, beispielsweise einer Stange, von Vorteil. Der Querschnitt der Stange kann ein belie biger Hohl- oder Vollquerschnitt sein. Als geeignetes Material kann natürlicher oder synthetischer Kautschuk verwendet werden, sofern das Material die erforderlichen Deh nungseigenschaften gemäss der Erfindung be sitzt.
Eine Art der Einsspannung der Stossstange beziehungsweise Stossstangen an einem Fahr zeug besteht zweckmässig darin, dass die Ein spannstellen der Stossstangen an gelenkig an einem Fahrgestell befestigten Trägern ange ordnet sind, welche in wagrechter Ebene be grenzt drehbar sind. Damit auch bei senk rechtem Aufstossen der Stungen die Trag arme ausweichen können, kann die Drehachse der Tragarme gegen die Befestigungsstellen der Stossstangen seitlich versetzt sein. Dabei sind vorteilhaft benachbarte Tragarme nach entgegengesetzten Richtungen schwingbar angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Stossstange bezie hungsweise die Stossstangen mehr als an zwei Stellen eingespannt sein. Zu dem Zwecke wird zum Beispiel jede der Stossstangen von meh reren Paaren spreizbarer Arme getragen, wo bei die Arme eines Paares nach entgegenge- setzten Richtungen drehbar angeordnet sind. Je ein Paar Arme können um eine gemein same Achse schwingbar gelagert sein. Jeder zwischen zwei zugehörigen Einspannungs punkten eingespannter Stangenabschnitt wird bei dieser Ausführungsform der Vorrichtung für sich einer Längsdehnung unterworfen, so dass das Arbeitsvermögen der Stange um ein Vielfaches gesteigert werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung sind die in Ruhestellung übereinander liegenden Trag arme gemeinsam gelagert, aber unabhängig voneinander schwingbar angeordnet. Auch können die übereinanderliegenden Tragarme mehrerer Stossstangen teilweise oder vollstän dig voneinander abhängig drehbar angeordnet sein.
Eine weitere Ausführungsform der Vor richtung nach der Erfindung mit mehreren Stossstangen dient besonders zum Auffangen von Menschen, auf die das Auto fährt. Ihr Merkmal besteht darin, dass mehrere nachgie bige Stossstangen in einer geneigten Quer ebene angeordnet sind. Die Wirkung der Stossstangen kann um ein Vielfaches erhöht werden, wenn zwischen benachbarten Trag armen neben der Stossstange nachgiebige Mittel, zum Beispiel Federn, eingeschaltet sind. Um zu verhindern, dass bei einem be sonders harten Aufstoss die Stossstange aus den Schellen gleitet, kann die nachgiebige Stossstange an den Einspannungsstellen mit für die Befestigung von Armaturteilen, .Schel len oder dergleichen geeigneten Wülsten ver sehen .sein.
Die Schellen sind zweckmässig gelenkig mit den Tragarmen verbunden, da mit sie der Biegung der Tragarme folgen können und-, diese nicht beschädigen.
Die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung an mehreren für Fahrzeuge be stimmten Ausführungsbeispielen veranschau licht, und zwar zeigt: Fig. 1 die eine Stossvorrichtung gemäss der Erfindung, .
Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Stossvorrichtung mit zwei Befestigungsstellen; Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungs form der Vorrichtung mit mehreren Befesti gungsstellen der Stange in einer durch einen Stoss hervorgerufenen Formänderungsstel- Jung; Fig. 4 zeigt die gleiche Ausführungsform wie Fig. 3 und das Verhalten der Vorrich tung gegenüber einem anders gerichteten Stoss; Fig. 5 und 6 zeigen Ausführungsformen der Vorrichtung unter Verwendung mehrerer Stossstangen; Fig. 7 zeigt eine Einzelheit an der Be festigung der Stangen; Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der Stossstange; Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungs form der Vorrichtung.
Die Vorrichtung besitzt gemäss Fig. 1 eine Stange 1 aus Kautschuk, zweckmässig aus Vollkautschuk, deren Enden 2 seitlich verjüngt sind. Die Stange ist in zwei Schellen 3 eingespannt, welche mit Federn 4 und Sok- keln 5 auf den Schienen 6 des Fahrgestelles oder an anderer geeigneter Stelle montiert sind.
Gemäss Fig. 2 ist die Kautschukstange 1 an ihren beiden Enden in zwei Schellen 3 gehalten, welche mittelst Schrauben 7 fest gespannt werden. Die Schellen 3 befinden sich an den Enden von Armen 8, welche um Drehachsen 9, die seitlich gegenüber den Schellen 3 versetzt sind, an Körpern 10 dreh bar sind. Die Körper 10 können mit Hilfe der gezahnten Flächen 11 an Sockeln 12 in der Höhe eingestellt werden, welche Sockel auf Schienen 6 des Fahrgestelles oder an an derer geeigneter Stelle am Wagen befestigt werden.
Die Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 2 da durch, dass die Stange 1 nicht nur an den beiden Enden, sondern auch in der Mitte un terstützt ist. Es sind die Abschnitte 13, 13' in je zwei Schellen 3, 3 eingespannt, deren Tragarme 8 paarweise um gemeinsame Ge lenkachsen 9, 9' drehbar sind. Die Arme sind mittelst der Körper 10, 15' und Sockel 12 an den Enden der Schienen 6 oder an anderer geeigneter Stelle des Kraftfahrzeuges befe stigt.
In den Fig. 3 und 4 ist die Formände rung infolge von in verschiedenen Angriffs punkten angreifenden Stosskräften veran schaulicht. Gemäss Fig. 3 erfolgt der Stoss gerade auf die innerhalb gelegene Schelle des rechten Schellenpaares 3, 3. Die äussern Ar me 8 sind mit Nasen 14 versehen, welche sich in der Ruhelage gegen den Körper 10 derart legen, dass die äussern Arme aus der gezeich neten Stellung nur nach aussen und die innen gelegenen Arme, die mit Nasen 15 an den Nasen 14 liegen, nur nach innere ausschlagen können, das heisst es sind die äussern Arme gegen eine Innenbewegung und die Innen arme gegen eine Aussenbewegung durch die Nasen beziehungsweise Anschläge 14, 15 ge sperrt.
Trifft eine Stosskraft P gemäss Fig. 3 auf die Schelle, so wird der zugehörige Schellenarm nach links ausschlagen, wäh rend gleichzeitig der zwischen den Innen schellen gelegene Abschnitt 16 der Stange in Richtung des Stosses gebogen und der daran anschliessende, zwischen den Schellen 3, 3 eingespannte Abschnitt 13' der Stange eine starke Längsdehnung erfährt. Durch die starke Biegungs- und Längsdehnungsarbeit wird hierbei die Energie des Stosses bezie hungsweise die dem Stoss innenwohnende Arbeit vernichtet.
Gemäss Fig. 4 wirkt eine Stosskraft P, auf das linke äussere Ende der Stossstange, während eine weitere Stosskraft P= an dem Abschnitt 13' zwischen zwei Schellen 3, 3 angreift. Durch die Stosskraft P, wird das Ende der Stange und gleichzeitig der äussere Arm 8 in Richtung des Stosses bewegt, wo bei der Abschnitt 13 in seiner Länge- stark gedehnt wird.
Die Stosskraft P2 ruft eine Bie gung und ebenfalls eine starke Längsdeh nung des andern Abschnittes 13' der Stange hervor, wobei in diesem Falle, da die Kraft wirkung auf die Schellen nach dem Mittel punkt des Gelenkes gerichtet ist, eine Bewe gung der Arme nach aussen nicht eintreten kann: Es ist ersichtlich, dass das Arbeits- vermögen der Stange durch Dehnung und Biegung der Abschnitte 16 und 13' gemäss Fig. 3 und durch Biegung und Dehnung des äussern linken Endes 2 und der Abschnitte 13 und 13' gemäss Fig. 4 zur Wirkung kommt, indem es die lebendige Energie des Stosses vernichtet. Selbstverständlich wird im Falle eines Zusammenstosses die Tätigkeit der Bremsen dazu mitwirken, die Geschwindig keit des Fahrzeuges herabzusetzen, um da mit den Stoss zu dämpfen.
Gemäss Fig. 5 besteht die Stossvorrichtung aus drei senkrecht übereinander angeordneten Stangen 17, 18, 19, deren jede durch Ringe oder Schellen 3 an Armen 20, 21, 22 einge spannt ist. Die einander entsprechenden Ar me 20, 21, 22 auf der linken beziehungsweise rechten Seite sind auf einem gemeinsamen Gelenkzapfen 23 im Körper 24 gelagert, der in zweckmässiger Weise mittelst eines gezahn ten Abschnittes oder dergleichen am Ende einer Schiene 6 des Fahrgestelles mit Schraube 25 befestigt wird. Die Arme 20, 21, 22 sind an dem Gelenkzapfen mit Nasen 26 versehen, welche entsprechend den Nasen 14, 15 die Bewegung der Arme nur nach einer Rieh- tung gestatten, derart, dass die Arme eines Paares nach entgegengesetzten Richtungen drehbar sind.
Die Arme 20, 21, 22 können entweder unabhängig voneinander ausschla gen oder es kann eine gewisse Kupplung zwi schen den zu verschiedenen Stangen gehörigen Armen 20, 21 und 22 gemäss Fig. 7 eintre ten, indem in den Naben 27 der Arme Nasen 28 vorgesehen sind, welche in entsprechende Aussparungen der anliegenden Naben ein greifen. Die Anordnung kann so getroffen werden, dass zunächst nur die vom Stoss ge troffene Stange deformiert wird, dass alsdann an einer gewissen Stelle des Ausschlages eines Armes 20, 21, 22 der benachbarte Arm an der Bewegung teilnimmt und dadurch auch die zugehörige Stange gezwungen wird, an der Biegung und Längsdehnung teilzuneh men, worauf schliesslich auch die dritte Stange vermittelst eines ihrer Arme zur Teil nahme an der Biegung und Längsdehnung veranlasst wird.
Hierdurch kann das Ar- beitsvermögen sämtlicher Stangen nutzbar gemacht werden, während im Anfang die Aufnahme des Stosses ausserordentlich weich und nachgiebig erfolgt.
Die Arme 20, 21, 22 können selbstver ständlich auch von vornherein so miteinander gekuppelt werden, dass die Bewegung eines Armes auch sofort die Bewegung des ent sprechenden Armes einer andern Stange be ziehungsweise sämtlicher anderer Stangen zur Folge hat, so dass von vornherein auch nicht vom Stoss unmittelbar getroffene Stangen zur Arbeitsleistung und Dämpfung des Stosses herangezogen werden.
Die Anordnung der Stangen 17, 18, 19 kann gemäss Fig. 6 auch auf einer schrägen Fläche erfolgen, so dass im Falle eines Zu sammenstosses eine Stange nach der andern vom Stoss getroffen wird.
Die Anordnung nach Fig. 6 bietet gege benenfalls einen geeigneten Schutz für Men schen, die beim Herannahen eines Kraftfahr zeuges zunächst etwa von der vorngelegenen Stossstange 19 gefasst wenden, worauf sie mit ihrem Oberkörper in Richtung des Fahrzeu ges fallen und gegebenenfalls eine der Stoss stangen 17, 18, 19 erfassen können.
Die Anordnungen der Stossstangen gemäss Fig. 5 und 6 bieten ferner den Vorteil, dass da.s Arbeitsvermögen der Stossvorrichtungen durch Verwendung mehrerer Stossstangen von etwa normalisierten Abmessungen wesentlich vergrössert werden kann. Gemäss der Beschrei bung kann in einem solchen Falle, etwa bei Lastwagen, der Stoss trotz des gesteigerten Arbeitsvermögens der Vorrichtung im An fang weich und nachgiebig aufgenommen werden, während erst im weiteren Verlaufe das Arbeitsvermögen der Vorrichtung immer stärker unter Bel:eiligung sämtlicher Stoss stangen in Wirksamkeit tritt.
In Fig. 8 ist eine besondere Ausführungs form der Stossstangen dargestellt, gemäss wel cher Wülste 29 auf den Zugstangen vorge sehen sind, welche gegebenenfalls das Fest spannen der Schellen 3) erleichtern. Gleichzei tig wird ein Rutschen der Schellen auf den Stangen durch die Wulste vermieden, auch wenn eine starke Dehnung des Stangenab schnittes erfolgt.
Es kann ferner zweckmässig erscheinen, gemäss Fig. 3 den Innenschellen eine gewisse Bewegungsmöglichkeit gegenüber den Armen zu geben. Dies kann dadurch geschehen, dass die Schellen nicht starr mit dem zugehörigen Arm, sondern mittelst Zapfen 30, Fig. 3, ge lenkig verbunden sind. Die Schelle erhält hierdurch die Möglichkeit, sich bei der Deh nung des eingespannten Stangenabschnittes so einzustellen, dass eine Beschädigung der Stange durch die Schelle nicht eintreten kann.
Aus den Fig. 3 und 4 ist ohne weiteres zu ersehen, dass auch ein Stoss völlig weich und nachgiebig aufgenommen wird, ,der völlig frontal etwa auf sämtliche Schellen gleich zeitig erfolgt. In einem solchen Falle schwen ken sämtliche Arme, und zwar die äussern nach aussen, die innern nach innen gleich zeitig aus, wodurch die Dehnung der einge spannten Abschnitte eingeleitet wird.
Es ist klar, dass an Stelle von vier Ein spannungsstellen auch eine grössere Anzahl vorgesehen werden kann und dass an Stelle der starren Arme 8 gegebenenfalls die Kraft von Federn zusätzlich zur Erhöhung des Arbeits vermögens der Vorrichtung verwendet werden kann. Es könnte auch beispielsweise gemäss Fig. 9 zwischen den Armen je eine Schrau benfeder 31 oder dergleichen angeordnet wer den, die durch die Bewegung der Arme ge spannt wird.
Die Verwendung eines nachgiebigen, deh nungsfähigen Körpers sowie seine Befesti gung bietet gemäss der Erfindung ,den Vor teil, dass jeder beiliebige Stoss, mag er eine Einspannungsstelle selbst oller eine zwischen Einspannungen gelegene Stelle treffen, stets völlig elastisch aufgenommen wird, wobei dann an jeder beliebigen Stelle des Stosskör pers sowohl eine elastische Durchbiegung wie eine elastische Längsdehnung eintritt. Eine gleich günstige Wirkung tritt bei zweckmä ssiger Ausführung auch dann ein, wenn der Stoss auf mehrere Einspannungsstellen oder auf die ganze Fläche des Körpers gleichzeitig erfolgt, da auch in diesem Falle eine Durch- Biegung beziehungsweise eine starke Längs dehnung des Körpers eingeleitet wird.
Von wesentlicher Bedeutung ist es, dass das gewählte Kautschukmaterial eine elasti sche Dehnung bis zu einem derartigen Be trage gestattet, wie es bei keinem andern Ma teriale möglich ist, da bei andern schon bei wesentlich geringeren Längsdehnungen die Elastizität- beziehungsweise Proportionali tätsgrenze längst überschritten ist, so dass das Material reisst. Es hat sich ferner herausge stellt, dass das Kautschukmaterial auch mit einer verhältnismässig grossen Zugkraft pro Querschnittsflächeneinheit belastet werden kann.
Da die beschriebene Vorrichtung stets ela stisch in ihre Anfangslage zurückkehrt, büsst sie ihre Brauchbarkeit nach einer Stossbean spruchung nicht ein.