DE2431302A1

DE2431302A1 - Energieaksorbierende stosstange

Info

Publication number: DE2431302A1
Application number: DE2431302A
Authority: DE
Inventors: Peter A Weller
Original assignee: McCord Corp
Current assignee: MCCORD GASKET CORP DETROIT MICH US
Priority date: 1973-08-13
Filing date: 1974-06-29
Publication date: 1975-03-06
Also published as: ES426566A1; JPS5043642A; US3866963A; FR2240845A1; JPS5341857B2; CA1025500A; DE2431302C3; DE2431302B2; GB1476435A; AU6828674A; SE7405493L; IT1015970B; FR2240845B1; GB1476434A; AU468072B2

Description

oS^iU^ 28._Juni1974

Pctar,ionwi5ite L/K

506 Refrath be^; Köln
Frankemforster Straße 137

McCord Corporation Detroid, Michigan, USA

¹¹ Energieabsorbierende Stoßstange "

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Stoßstange und insbesondere eine energieabsorbierende Stoßstange für Kraftfahrzeuge. Die energieabsorbierende Stoßstange macht ein Fahrzeug sicherer, dadurch, daß Energie absorbiert und verteilt vrird, wenn die Fahrzeugstoßstange auf einen fremden Gegenstand aufprallt.

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Im Hinblick auf den Schutz, der den Insassen von Automobilen und den. Fahrzeugkarosserien durch Stoßstangen geboten wird, hat der. amerikanische Kongreß Bundessicherheitsnormen zum Gesetz erhoben, die Vorschriften für den Auprallwiderstand und die Form von hinteren und vorderen Fahrzeugflächen beinhalten. Diese Normen schreiben vor, daß das Fahrzeug eine Anzahl vorgeschriebener Aufprallvorgänge an verschiedenen Stellen längs der Stoßstangen aushalten muß. Allgemein gehen die Vorschriften dahin, daß die Stoßstange einen Frontalaufprall in vorgeschriebenen Formen und einen Aufprall an den Enden oder Ecken in vorgeschriebener Form aushalten muß. Eine Stoßstange muß deshalb so ausgelegt werden, daß sie den vorgeschriebenen Aufprall aushält, es gibt aber auch andere praktische Anforderungen, die von einer Stoßstange erfüllt werden müss-en. Dazu gehören Design-Erfordernisse, Herstellungs- Kosten und Gewichts-Faktoren. Im Zusammenhang damit muß eine Stoßstange auch mit bestimmten nicht vorgeschriebenen AufprallSituationen fertig werden.

Die Erfindung sieht deshalb eine energieabsorbierende Stoßstange vor, die eine Form hat, welche sich besonders für das Erfüllen gesetzlich vorgeschriebener Aufprallbedingungen sowie für das Erfüllen praktischer Erfordernisse eignet.

Eine energieabsorbierende Stoßstange gemäß der Erfindung weist eine Befestigungsvorrichtung zur Befestigung an einem Fahrzeug

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und eine langgestreckte Schale auf, die an der Befestigungsvorrichtung sitzt, wobei eine erste und eine zweite Stoßvorrichtung zum Absorbieren von Energie zwischen die Schale und die Befestigungsvorrichtung geschaltet sind, um relativ unterschiedliche Energiemengen zu absorbieren. Bei einer solchen
Stoßstange ist die zweite Stoßvorrichtung durch eine Steganordnung gebildet, die sich von der Schale in Richtung auf die Befestigungsvorrichtung erstreckt. In einer anderen Stoßstange dieser Art ist die zweite Stoßvorrichtung durch ein energieabsorbierendes elastomeres Material gebildet, das eine andere energieabsorbierende Fähigkeit als die erste Stoßvorrichtung hat.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen näher
erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 eine Einzelheit im Schnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Stoßstange gemäß der
Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht der in Fig. 1 gezeigten Stoßstange,

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Fig. 3 ein Schnitt an der Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 ein Schnitt an der Linie 4-4 der Fig. 2,

Fig. 5 ein Schaubild eines Blocks aus einem energieabsorbierenden elastomeren Material, der eine Stoßvorrichtung bildet, welche in der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Stoßstange verwendet wird,

Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Darstellung, wobei jedoch ein energieabsorbierendes elastomeres Material anstelle der Stege gezeigt ist, die in dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendet werden, und

Fig. 7 ein Schnitt an der Linie 7-7 der Fig. 6.

Eine energieabsorbierende Stoßstange gemäß der Erfindung ist bei 10 in Fig. 1 bis 4 gezeigt.

Die energieabsorbierende Stoßstange 10 umfaßt eine Befestigungsvorrichtung 12, die zur Befestigung an einem Fahrzeug eingerichtet ist, beispielsweise einem Personenwagen. Die Befestigungsvorrichtung 12 kann am Rahmen eines Automobils angeschraubt, angeschweißt oder sonstwie befestigt sein. Die Be-

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festigungsvorrichtung 12 besteht aus einer Metallplatte 14 und einstückig damit ausgebildeten oberen und unteren Flanschen 16 bzw. 18, die sich von der Platte 14 aus nach hinten erstrecken.

Die Stoßstange 10 umfaßt ferner eine langgestreckte Schale 20, die an der Befestigungsvorrichtung 12 vor dieser angeordnet ist.

Zur Stoßstange gehören ferner zwei erste Stoßvorrichtungen, bestehend aus elastomeren Blöcken 22, 24, die zwischen der Befestigungsvorrichtung 12 und der Schale 20 sitzen und zum Absorbieren einer ersten Energiemenge eingerichtet sind, die von einer bestimmten Aufprallsituation herrührt. Die Blöcke 22 (von denen nur einer gezeigt ist) sitzen an gegenüberliegenden Enden der Schale 20, und die Blöcke 24 (von denen nur einer gezeigt ist) sitzen in der mittleren Längslinie der Schale 20. Nur die Hälfte der Schale 20 ist dargestellt, und es versteht sich, daß die andere Hälfte symmetrisch zu der dargestellten Hälfte ausgebildet ist, und zwar bezogen auf die mittlere Längslinie. Die Blöcke 22 und 24 können aus einem bekannten federnden oder elastomeren Material gefertigt sein, u.a. aus Naturgummi oder synthetischem Gummi. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Material jedoch um einen Schaumstoff, beispielsweise einem mikrozellularen Polyurethanschaum mit einer dicken Haut, die für Festigkeit und für einen Oberflächen-

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schutz sorgt. Die bevorzugte Rezeptur des mikrozellularen Polyurethans ist aus der US-Patentschrift 3 575 896 bekannt.

Vorzugsweise weist jeder der Blöcke 22 .und 24 säulenförmige Rippen 26 auf, die sich quer oder im wesentlichen im rechten Winkel zur Platte 14 erstrecken, um den Blöcken 22 und 24 zusätzliche Säulenfestigkeit zu verleihen. Jeder der Blöcke 22 und 24 ist zu einem entsprechenden Gegenstück in Längsrichtung der Schale 20 im Abstand angeordnet. Die Schale 20 umfaßt eine Frontseite 28 und Enden, die gekrümmt sind (bei 30) und sich von der Frontseite 28 aus an den Blöcken 22 um diese herum nach Unten erstrecken.

Die Schale 20 umfaßt eine zweite Stoßvorrichtung, die zwischen der Befestigungsvorrichtung 12 und der Schale 20 sitzt und zum Absorbieren einer anderen Energie menge dient, die von* einem Aufprall herrührt, der aus einer anderen Situation als der des vorgeschriebenen Aufpralls herrührt. Insbesondere umfaßt die zweite Stoßvorrichtung eine Steganordnung 32. Die Steganordnung umfaßt einen waagerechten Steg, der sich in Längsrichtung der Schale erstreckt und einen ersten Abschnitt 34 in Anschluß an der Platte 14 der Befestigungsvorrichtung 12 am Block 22 zum Reagieren mit der Platte 14 der Befestigungsvorrichtung zum Absorbieren von Energie hat. Der erste Abschnitt 34 erstreckt sich von der Frontseite 28 der Schale aus

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nach hinten und stößt an die Platte 14 der Befestigungsvorrichtung 12 an. Die Steganordnung 32 umfaßt ferner einen zweiten Abschnitt 36, der mit seinem hinteren Rand im Abstand von der Platte 14 der Befestigungsvorrichtung 12 an den Blöcken 24 liegt. Der zweite Abschnitt 36 der Steganordnung 32 ist einstückig mit dem ersten Abschnitt 34 ausgebildet und erstreckt sich von dem ersten Abschnitt 34 in Richtung auf den Block 24 in einem größer werdenden Abstand zur Platte 14 der Befestigungsvorrichtung 12. Mit anderen Worten, der hintere Rand des zweiten Abschnitts 36 der Steganordnung 32 läuft in einer Richtung von der Befestigungsvorrichtung 12 in Längsrichtung der Schale in Richtung auf die Mittellinie der Schale 20 weg. Die Steganordnung 32 umfaßt ferner einen dritten Abschnitt 38, der über die mittlere Längslinie der Schale hinweggeht und sich zwischen den Blöcken 24 erstreckt. Der hintere Rand des dritten Abschnitts 38 der Steganordnung befindet sich iryeinem Abstand zur Platte 14 der Befestigungsvorrichtung 12. Die Steganordnung 32 befindet sich also im unterschiedlichen Abstand von der Befestigungsvorrichtung in deren Längsrichtung, und es versteht sich, daß dieser Unterschied im Abstand die Energie bestimmt, die von der Steganordnung 32 absorbiert wird, während ein Aufprall auf die Schale erfolgt und die Steganordnung 32 an der Befestigungsvorrichtung 12 angreift. Die Schale 20 und die Befestigungsvorrichtung 12 haben unterschiedliche Formen in ihrer Längsrichtung, und die Steganordnung 32 ändert sich in ihrer Form,in ihrer Längsrichtung, um an bestimmten Stellen

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längs der Schale 20 die gewünschte Energieabsorption zu erbringen. Insbesondere sind die Stege 32 und 42 so ausgebildet, daß während bestimmter AufprallSituationen unter normalen Bedingungen die Energie von den Blöcken 22 und 24 absorbiert wird. Unter Situationen hoher Temperatur, beispielsweise bei 60°C, können die Blöcke 22 und 24 jedoch weich werden, und die Stege 32 und 42 sind so ausgelegt, daß Energie zusammen mit den Blöcken 22 und 24 während vorgeschriebener AufprallSituationen absorbiert wird, und zwar bei solchen hohen Temperaturen. Natürlich absorbieren die Stege 32 und 42 Energie während nicht vorgeschriebener AufprallSituationen unter allen Bedingungen. Der Abstand der Stege von der Befestigungsvorrichtung hängt also von der Form der Stoßstange sowie von den energieabsorbierenden Fähigkeiten der Blöcke 22 und 24 während verschiedener Bedingungen ab.

Die Schale umfaßt einen Flansch 40, der sich von der Frontseite 28 aus nach hinten erstreckt und vom oberen Flansch 16 der Befestigungsvorrichtung 12 getragen wird.

Die waagerechte Steganordnung 32 sitzt unter dem Flansch 40 und liegt im parallelen Abstand dazu. Die Steganordnung umfaßt ferner im wesentlichen vertikal angeordnete Stege 42, die sich zwischen der waagerechten Steeganordnung 32 und dem Flansch 40 erstrecken. Die vertikalen Steege 42 absorbieren Energie zusammen mit dem waagerechten Steg 32.

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Die Schale 20 umfaßt ferner eine Abdeckung 44, die sich von der Frontseite 28 aus nach hinten erstreckt und die vertikal über dem Flansch 40 sitzt. Die Schale umfaßt ferner einen Boden 46, der sich von der Frontseite 28 aus an deren unterem Ende nach hinten erstreckt.

Die Schale bildet mindestens eine Tasche, wie sie von den Stegen 48 gebildet wird, die sich zwischen der Abdeckung 44 und dem Boden 46 erstrecken, um den elastomeren Block 24 aufzunehmen. Die Blöcke 22 und 24 werden von der Platte 14 der Befestigungsvorrichtung 12 durch Einschnappvorsprünge 50 gehalten, die sich durch Löcher in der Platte 14 erstrecken.

Die Außenseite der Schale ist nach geschmacklichen oder ästhetischen Gesichtspunkten ausgebildet. Die Stege 34 und.42 haben jedoch eine Form zum Ausgleich der verschiedensten Aufprallsituationen. Da der erste Abschnitt 34 des Stegs 32 an der Platte 14 der Befestigungsvorrichtung 12 anliegt, wird ein Aufprall in dem Bereich am Block 22 durch ein Zusammenklappen des Abschnitts 34 absorbiert. Wenn der Aufprall an einer Stelle erfolgt, an der ein Angreifen am Block 22 erfolgt, wird die Energie des Aufpralls vom Block 22 aufgenommen, weil die Blöcke zum Absorbieren von vielmehr Energie als die Stege eingerichtet sind. Ferner werden Aufprallkräfte in der Mittelpartie der Stoßstange durch die zwei Blöcke 24 aufgenommen, die auf gegen-

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überliegenden Seiten der mittleren Längslinie der Schale 20 sitzen.

Die Schale 20 ist vorzugsweise ein einstückiger, aus Kunststoff geformter Teil. Zur Herstellung der Schale 20 können die verschiedensten bekannten Kunststoffe verwendet werden, die eine ausreichende Härte haben und so zusammengestellt sind, daß für eine angemessene Flexibilität des Endprodukts gesorgt wird.

Ein zweites Ausführungsbeispiel einer energieabsorbxerenden Stoßstange gemäß der Erfindung ist bei 10^f in Fig. 6 und 7 gezeigt. Entsprechende Bezugszahlen werden in dem in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel zum Kennzeichnen gleicher Teile verwendet, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit dem in Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind. Der einzige Unterschied in dem in Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsbeispiel gegenüber dem zuvor beschriebenen besteht darin, daß ein elastomeres Material 60 an die Stelle der Stege 32 und 42 tritt. Das heißt, das elastomere Material 60 befindet sich im unterschiedlichen Abstand von der Befestigungsvorrichtung in der gleichen Weise wie der Steg 32, und es hat die gleiche vertikale Abmessung wie die Stege 42. Das elastomere Material kann klebend mit der Schale 20 verbunden sein, und es kann aus einem einzigen Stück oder aus einer Reihe von aneinander anliegenden Blöcken bestehen.

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Anstatt das elastomere Material 60 zu verwenden, um die gewünschte energieabsorbierende Fähigkeit zu erbringen, oder auch zusätzlich dazu, kann die Dichte des elastomeren Materials 60 variiert werden, um die energieabsorbierende Fähigkeit zu erhalten, die sich von jener unterscheidet, die durch die Blöcke 22 und 24 erbracht wird.

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Claims

- 12 Patentansprüche

.\ Energieabsorbierende Stoßstange mit einer Befestigungsvorrichtung zum Anbrinffn an ein Fahrzeug, gekennzeichnet durch eine langgestreckte Schale (20) neben der Befestigungsvorrichtung (12), eine erste zwischen die Befestigungsvorrichtung (12) und die Schale (20) geschaltete Stoßvorrichtung (22, 24) zum Absorbieren einer ersten Energiemenge und eine zweite zwischen die Befestigungsvorrichtung (12) und die Schale (20) geschaltete Stoßvorrichtung (*32) zum Absorbieren einer zweiten Energiemenge, wobei die zweite Energiemenge von der ersten abweicht.
2. Stoßstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (22, 24) und die zweite Stoßvorrichtung (32) in Längsrichtung der Schale (20) mit Abstand voneinander angeordnet sind.
3. Stoßstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e kennz e i chnet, daß die erste Stoßvorrichtung (22',24) mehrere im Abstand angeordnete Blöcke (22, 24) aus elastomerem Material umfaßt.
4. Stoßstange nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stoßvor-

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- 13 richtung aus einem elastomeren Material besteht.
5. Stoßstange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) eine unterschiedliche Form in ihrer Längsrichtung hat und daß sich die zweite Stoßvorrichtung (32, 60) in ihrer Form in ^ängsrichtung der Schale (20) ändert.
6. Stoßstange nach einem der Ansprüche T bis 5t dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stoßvorrichtung (32) eine Steganordnung (32, 34, 36, 38, 42) umfaßt, die sich von der Schale (20) in Richtung auf die Befestigungsvorrichtung (12) erstreckt.
7. Stoßstange nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steganordnung im unterschiedlichen Abstand von der Befestigungsvorrichtung (12) angeordnet ist.
8. Stoßstange nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das die zweite Stoßvorrichtung bildende elastomere Material (60) sich von der Schale (20) in Richtung auf die Befestigungsvorrichtung (12) erstreckt.

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9. Stoßstange nach Anspruch 8, dadurch gekennz e i c h η et, daß das elastomere Material (60) der zweiten Stoßvorrichtung im unterschiedlichen Abstand von der Befestigungsvorrichtung (12) entfernt liegt.
10. Stoßstange nach Anspruch 3, dadurch gekennz e i c h ne t, daß die erste Stoßvorrichtung erste (22) und zweite Blöcke (24) aus elastomerem Material umfaßt, die in Längsrichtung der Schale (20) im Abstand angeordnet sind.
11. Stoßstange nach einem der Ansprüche .1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steganordnung einen waagerechten Steg (32) umfaßt, der sich in Längsrichtung der Schale (20) erstreckt.
12. Stoßstange nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerechte Steg (32) einen ersten Abschnitt (34) in Anschluß an die Befestigungsvorrichtung (12) an dem ersten Block (22) umfaßt.
13. Stoßstange nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Block (22) an einem ersten Ende der Schale (20) sitzt.

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14. Stoßstange nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) eine Frontseite (28) umfaßt und das erste Ende der Schale (20) gekrümmt (bei 30) ist und sich von der Frorfeeite (28) aus um den ersten Block (22) herum in Anschluß an diesen nach hinten erstreckt.
15. Stoßstange nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichn et, daß der waagerechte Steg (32) einen zweiten Abschnitt (36) umfaßt, der im Abstand von der Befestigungsvorrichtung (12) an dem zweiten Block (24) angeordnet ist.
16. Stoßstange nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerechte Steg (32) an der Befestigungsvorrichtung (12) längs des ersten Abschnitts (34) desselben angreift.
17. Stoßstange nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Abschnitt (36) des waagerechten Stegs (32) sich von dem ersten Abschnitt

(34) in Richtung auf den zweiten Block (24) mit größer werdendem Abstand in bezug auf die Befestigungsvorrichtung (12) erstreckt.

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18. Stoßstange nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) ein aus Kunststoff gefertigter einstückiger Teil ist.
19. Stoßstange nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) eine Frontseite (28) und einen Flansch (40) umfaßt, der sich von der Frontseite (28) aus/nach hinten erstreckt und von der Befestigungsvorrichtung (12) getragen ist.
20. Stoßstange nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerechte Steg (32) unter dem Flansch (40) im Abstand dazu angeordnet ist.
21. Stoßstange nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steganordnung im wesentlichen vertikal angeordnete Stege (42) umfaßt, die sich zwischen dem waagerechten Steg (32) und dem Flansch (40) erstrecken.
22. Stoßstange nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) eine Abdeckung (44) umfaßt, die sich von der Frontseite (28) aus über den Flansch (40) nach hinten erstreckt.

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23. Stoßstange nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) einen Boden (46) umfaßt, der sich von der Frontseite aus an deren unterem Ende nach hinten erstreckt.
24. Stoßstange nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Schale (20) ein zweites Ende umfaßt und in Anschluß daran ein weiterer der ersten Blöcke (22) vorgesehen ist.
25. Stoßstange nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Block (24) auf einer Seite der mittleren Längslinie der Schale (20) sitzt und ein weiterer der zweiten Blöcke (24) auf der anderen Seite der Mittellinie sitzt.
26. Stoßstange nach Anspruch 25, dadurch gekennz e i c h η et, daß die Schale (20) mindestens eine Tasche umfaßt und daß mindestens einer der Blöcke (22, 24) in der Tasche sitzt.
27. Stoßstange nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Blöcke durch die Befestigungsvorrichtung (12) gehalten sind.

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28. Stoßstange nach Anspruch 27, dadurch gekennze i c hne t, daß die Enden der Schale (20) nach hinten gekrümmt sind (bei 30) und sich von der Frontseite (28) aus um die angrenzenden ersten Blöcke (22) herum nach hinten erstrecken.
29. Stoßstange nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß der waagerechte Steg (32) einen dritten Abschnitt (38) umfaßt, der sich durch die Mittellinie hindurch zwischen den zweiten Blöcken (24) erstreckt.
30. Stoßstange nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Abschnitt (38) des waagerechten Stegs (32) im Abstand von der Befestigungsvorrichtung (12) angeordnet ist.
31. Stoßstange nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (12) eine Metallplatte (14) aufweist.
32. Stoßstange nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsvorrichtung (12) einen oberen (16) und einen unteren Flansch (18) umfaßt, die sich von der Platte (14) aus nach hinten erstrecken.

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33. "Energieabsorbierende Stoßstange mit einer Befestigungsvorrichtung zur Befestigung an einem Fahrzeug, g e kennzeichnet, durch eine langgestreckte Schale (20) an der Befestigungsvorrichtung (12), eine erste Stoßvorrichtung (22, 24) zwischen der Befestigungsvorrichtung (12) und der Schale (20) zum Absorbieren von Energie, die von bestimmten Aufprallsituationen herrührt, und eine Steganordnung (32, 34, 36, 38, 42), die sich von der Schale (20) aus in Richtung auf die Befestigungsvorrichtung (12) erstreckt und zum Reagieren mit der Befestigungsvorrichtung (12) zum Absorbieren von Energie eingereichtet ist, die von anderen Aufprallsituationen als die bestimmten AufprallSituationen herrührt.
34. Stoßstange nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Steganordnung im unterschiedlichen Abstand von der Befestigungsvorrichtung (12) in Längsrichtung der Schale (20) angeordnet ist.
35. Stoßstange nach Anspruch 34, dadurch g e kennzeichnet, daß die erste Stoßvorrichtung (22, 24) mehrere Blöcke aus elastomerem Material umfaßt, die in Längsrichtung der Schale (20) im Abstand angeordnet sind und zwisehen denen die Steganordnung (32, 34, 36, 38, 42) angeordnet ist.

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