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Dokumentenidentifikation DE10032711C2 30.04.2003
Titel Teilbare Spurstange für Kraftfahrzeuge
Anmelder Wiche, Torsten, 46485 Wesel, DE
Erfinder Wiche, Torsten, 46485 Wesel, DE
Vertreter Biermann, W., Dr.-Ing., 52074 Aachen
DE-Anmeldedatum 07.07.2000
DE-Aktenzeichen 10032711
Offenlegungstag 24.01.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 30.04.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.2003
IPC-Hauptklasse B62D 7/20
IPC-Nebenklasse B60R 21/01   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Spurstange für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Spurstangen sind in verschiedenen Ausführungsformen und für verschiedene Zwecke bekannt.

Eine aus der DE 39 15 991 C2 bekannte Spurstange dieser Art hat eine Druck- und Zuglastbegrenzung zum Ziel, um die in der Spurstange wirksamen Axialkräfte zu reduzieren und dadurch eine eingeschränkte Betriebsfähigkeit des Fahrzeugs aufrecht zu erhalten, wenn die Überlastsicherung wirksam geworden ist. Zu diesem Zweck weist die Spurstange ein Sicherungsglied mit einem rohrförmigen Außenteil und einem in diesen koaxial eingreifenden Innenteil sowie einer Auslösesicherung aus verformbaren Elementen auf.

Eine aus der EP 0355405 A2 bekannte Spurstange weist ebenfalls ein Rohr und einen in das Rohr eingesetzten Übertragungsstab auf. Auch diese bekannte Spurstange hat zum Zweck, die Radführung zu verbessern, indem bei Zugüberlastung eine definierte Verformung der Spurstange bewirkt wird. In diesem Fall weist der Übertragungsstab innerhalb des Rohres eine Sollbruchstelle und zwischen der Sollbruchstelle und dem Rohrende einen Absatz auf, der bei einem Bruch der Sollbruchstelle gegen eine Rohrverengung zum Anschlag kommt, um eine völlige Bauteiltrennung zu verhindern.

In der DE 37 30 244 C1 ist eine Spurstange beschrieben, die hydraulisch längenverstellbar ist, indem sie einen Ausdehnungsraum aufweist, dem bei einem Bremsvorgang eine Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird. Dadurch soll beim Bremsen auf einer Fahrbahn, die in Längsrichtung nebeneinander unterschiedliche Reibungskoeffizienten aufweist, durch Vergrößerung der Vorspur die Geradeausstabilität sichergestellt werden.

Aus der DE 43 26 668 C2 ist es bekannt, in Längsrichtung eines Fahrzeugs zwischen den Vorder- und Hinterrädern stoßabsorbierend und/oder kräfteübertragend wirkende Schubstangen mit einer axialen Unterbrechung anzuordnen, und bei einem Aufprall des Fahrzeugs bei Geschwindigkeiten ab 30 km/h die Unterbrechungsstelle durch einen explosionsartig wirkenden Kraftspeicher zu überbrücken und so die axialen Kräfte auf die rückwärtigen Teile der Karosserie zu übertragen. Dadurch soll die Aufprallwirkung auf die Insassen des Fahrzeugs verringert werden.

Die DE 195 42 496 C1 beschreibt eine Vorderradaufhängung für Kraftfahrzeuge, durch die verhindert wird, dass bei einem sogenannten Off-set-Aufprall das betroffene Vorderrad gegen die Stirnwand der Fahrgastzelle gedrückt wird. Das wird bei einer Vorderradaufhängung mit mindestens einem Dreieck-Querlenker mit einer vorderen und einer hinteren Lenkerstrebe und einer hinter der Vorderradachse über einen Spurhebel an der Radachse angreifenden Spurstange dadurch erreicht, dass die hintere Lenkerstrebe energieabsorbierend längsverformbar ist. Bei einem Fahrzeugaufprall wird durch die Längsverformung der hinteren Lenkerstrebe der in Fahrtrichtung hinten liegende Teil des Vorderrades durch die Spurstange nach seitlich außen geschwenkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Frontalkollision den nach hinten gelegenen Teil eines Vorderrades auf andere Weise selbsttätig nach außen zu schwenken und das Rad so nach innen einzulenken.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass im Innern der Spurstange ein von einem Beschleunigungssensor angesteuerter Treib- oder Sprengsatz angeordnet ist, durch dessen Sprengwirkung eine Längenveränderung der Spurstange bewirkt wird.

Wenn der Anlenkpunkt der Spurstange hinter der Radmitte liegt, muß die Spurstange unter der Explosionswirkung des Sprengsatzes verlängerbar sein. Andererseits muß die Spurstange unter der Explosionswirkung des Sprengsatzes verkürzbar sein, wenn ihr Anlenkpunkt vor der Radmitte liegt.

Es kann zweckmäßig sein, dass die Beschleunigungssensoren, durch die die Explosion des Sprengsatzes in der Spurstange ausgelöst wird, zusätzlich automatisch eine ABS- und ESP-unterstützte Vollbremsung einleiten. Dadurch kann auch bei einem ungeübten beziehungsweise bewußtlosen oder handlungsunfähigen Fahrer das Fahrzeug sicher und optimal verzögert zum Stehen gebracht werden.

Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Von den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung die Ablaufphasen eines Frontalzusammenstoßes zweier Fahrzeuge;

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spurstange;

Fig. 3 eine Detailansicht aus Fig. 2;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spurstange;

Fig. 5 die Anordnung einer verlängerbaren Spurstange in einem Fahrzeug;

Fig. 6 die in Fig. 5 dargestellte Anordnung kurz vor dem Zusammenstoß mit einem Baum, und

Fig. 7 zur Veranschaulichung der Wirkungsweise die in Fig. 6 dargestellte Anordnung mit eingelenktem Rad.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt zwei Fahrzeuge mit erfindungsgemäß einlenkbaren Vorderrädern. In der Kontaktphase lenken die Räder nach innen ein, und die Fahrzeuge gleiten aneinander vorbei. In der Auslaufphase kommt es nur zu geringen Abweichungen der Fahrzeuge vom Straßenverlauf.

Wie in den folgenden Ausführungsbeispielen noch im einzelnen gezeigt wird, wird die Trennung und Verlängerung der Spurstange dadurch ausgelöst, dass ein Zünder einen in der Spurstange angeordneten Sprengsatz zündet. Die Energie zur Trennung und Verlängerung wird durch die Explosion des Sprengsatzes und gegebenenfalls durch das Lösen von vorgespannten Federn bereitgestellt. Die dabei auftretenden Druckkräfte werden vorzugsweise auf der radabgewandten Seite auf das servounterstützte Lenkgetriebe übertragen und von diesem abgefangen.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, bei der die Verlängerung der Spurstange durch eine teleskopartige Verbindung realisiert wird. Die Spurstangenhälften S5 und S6 sind bei der Montage teleskopartig ineinander gesteckt. Dabei rasten die in Fig. 3 im Detail dargestellten Haken S10, die am inneren Spurstangenteil S6 befestigt sind, am äußeren Spurstangenteil S5 ein. Sie werden vorzugsweise von vorgespannten Spiralfedern S9 nach außen gedrückt. Diese Fixierung ist zweckmäßig, da die Spurstange sowohl Zug- als auch Druckkräfte in Längsrichtung übertragen soll. Die Spurstangenhälften S5 und S6 tragen an ihren freien Enden jeweils einen Spurstangenkopf S1, der jeweils mit einer Kontermutter S2 an der zugehörigen Spurstangenhälfte festgelegt ist.

Der Sprengsatz S7 ist im inneren Spurstangenteil angeordnet. Durch die Bohrung S11 ist das Zündkabel zum Sprengsatz S7 geführt. Bei seiner Explosion drückt der Sprengsatz einen vorzugsweise keilförmigen Kolben S8 nach außen. Dabei lösen sich die Haken S10 und damit die Spurstangensicherung. Durch den Kolbeneffekt werden die beiden Spurstangenhälften teleskopartig auseinander getrieben. An der radabgewandten Seite stützt sich die Spurstange am Servolenkungsgetriebe A9 ab, wie es aus der Fig. 5 ersichtlich ist. Um die Gleitflächen der teleskopartigen Verbindung vor Schmutz und Korrosion zu schützen, ist es vorteilhaft, elastische Dichtringe S4 und Gummimanschetten S3 vorzusehen.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform bei der die Spurstange nicht geteilt ist, sondern eine Sollbruchstelle besitzt, die bei Zündung des Sprengsatzes S7 im Innern der Spurstange bricht. Die so entstandenen beiden Spurstangenteile werden vorzugsweise durch eine Spiralfeder S12 auseinander getrieben. Um die Feder zu schützen, ist es zweckmäßig, ein Schutzrohr S13 einzubringen, welches den Sprengsatz von der Feder trennt.

Fig. 5 zeigt in einem Horizontalschnitt und in einem Vertikalschnitt den vorderen Teil eines Fahrzeugs mit den unteren Längsträgern A1, den oberen Längsträgern A2 sowie dem unteren Querträger A6 und dem oberen Querträger A7. Mit A8 ist der Motorblock mit dem Getriebe bezeichnet, und A9 stellt das servounterstützte Lenkgetriebe dar. A4 stellt die Vorderradaufhängung mit unterem Querlenker und dem Rad dar. Die verlängerbare Spurstange A5 stützt sich am Vorderrad und am Lenkgetriebe A9 ab. Die erfindungsgemäße Spurstange kann mit einem Sicherheitsunterbau im Kotflügel kombiniert sein. Durch einen solchen Unterbau wird eine größere struktursteife Abgleitebene realisiert, die zusammen mit dem Einlenken des Rades ein Abgleiten des Fahrzeugs am Kollisionshindernis gewährleistet.

Fig. 6 zeigt die gleiche Darstellung wie Fig. 5, jedoch ist hier zusätzlich ein Kollisionshindernis A10 in Form eines Baumstamms dargestellt, und zwar im Augenblick des erstens Kontaktes.

Fig. 7 zeigt, wie sich die Spurstange A5 abstützend auf das Servolenkungsgetriebe A9 verlängert hat und das Rad nach innen eingelenkt wurde. Mit Alpha ist der Winkel bezeichnet, unter dem der obere Längsträger A2 nach vorn zum Querträger A7 abknickt. Der Winkel Alpha stellt mithin den Winkel zwischen dem maximal nach innen eingelenkten Vorderrad und der Fahrzeuglängsachse dar. Der nach außen schwenkende hintere Teil des Vorderrades führt zu einer Kotflügelblechfalte A12. Das Fahrzeug wird nach rechts versetzt, wobei das eingelenkte Vorderrad als struktursteife Ableitebene wirkt. Ein Verhaken des Vorderrads mit dem Kollisionshindernis unterbleibt. Bezugszeichenliste A1 unterer Längsträger

A2 oberer Längsträger

A4 Vorderradaufhängung mit unterem Querlenker und Rad

A5 teilbare Spurstange

A6 unterer Quertäger

A7 oberer Querträger

A8 Motorblock mit Getriebe

A9 servounterstütztes Lenkgetriebe

A10 Kollisionshindernis (Baum)

A12 sich bildende Kotflügelblechfalte

α Winkel unter dem der obere Längsträger nach vorn zum Querträger abknickt bzw. Winkel zwischen maximal nach innen eingelenktem Vorderrad und Fahrzeuglängsachse

S1 Spurstangenkopf

S2 Kontermutter

S3 Gummimanschette

S4 Dichtringe

S5 äußerer Spurstangenteil

S6 innerer Spurstangenteil

S7 Treib/Sprengsatz

S8 Lösekolben

S9 Andruckfeder

S10 Haken (mehrere über den Umfang verteilt)

S11 Bohrung für Zündkabel

S12 vorgespannte Feder

S13 Schutzrohr


Anspruch[de]
  1. 1. Spurstange für Kraftfahrzeuge, die zur Veränderung ihrer Länge aus zumindest zwei teleskopartig ineinander angeordneten Spurstangenteilen besteht, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Spurstange ein von einem Beschleunigungssensor angesteuerter Treib- oder Sprengsatz (S7) angeordnet ist, durch dessen Sprengwirkung die Längenänderung der Spurstange bewirkt wird.
  2. 2. Spurstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Anlenkpunkt hinter der Radmitte liegt, und dass sie unter der Explosionswirkung des Treib- oder Sprengsatzes (S7) verlängerbar ist.
  3. 3. Spurstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei Teile (S5, S6) umfaßt, die über einen rohrförmigen äußeren Spurstangenteil (S5) und über einen in diesen koaxial eingreifenden inneren Spurstangenteil (S6) teleskopartig ineinandergreifen und in ihrer gegenseitigen Position fixiert sind, und dass durch die Explosionswirkung des Treib- oder Sprengsatzes (S7) die Positionsfixierung der beiden teleskopartig ineinandergreifenden Spurstangenteile (S5, S6) gelöst und die Spurstange verlängert wird.
  4. 4. Spurstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Positionsfixierung der beiden ineinandergreifenden Spurstangenteile (S5, S6) am inneren Spurstangenteil (S6) über dessen Umfang verteilte, schwenkbar befestigte und in den äußeren Spurstangenteil (S5) einrastende Haken (S10) vorgesehen sind.
  5. 5. Spurstange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im inneren Spurstangenteil (S6) auf die Haken (S10) einwirkende vorgespannte Federn (S9) angeordnet sind.
  6. 6. Spurstange nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Treib- oder Sprengsatz (S7) ein unter der Explosionswirkung des Treib- oder Sprengsatzes (S7) die Haken (S10) aus ihrer Sicherungsstellung lösender Kolben (S8) angeordnet ist.
  7. 7. Spurstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (S8) keilförmig ausgebildet ist.
  8. 8. Spurstange nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spurstange mit einer Sollbruchstelle versehen ist, die unter der Explosionswirkung des innerhalb eines äußeren Spurstangenteils (S5) angeordneten Treib- oder Sprengsatzes (S7) bricht.
  9. 9. Spurstange nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des äußeren Spurstangenteils (S5) eine vorgespannte, die beiden entstandenen Spurstangenteile auseinander treibende Spiralfeder (S12) angeordnet ist.
  10. 10. Spurstange nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spiralfeder (S12) vom Treib- oder Sprengsatz (S7) durch ein Rohr (S13) getrennt ist.
  11. 11. Spurstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihr Anlenkpunkt vor der Radmitte liegt, und dass sie unter der Explosionswirkung des Treib- oder Sprengsatzes verkürzbar ist.






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