DE10160715A1

DE10160715A1 - Fahrzeug mit einer Sicherheitseinrichtung für die Fahrgastzelle

Info

Publication number: DE10160715A1
Application number: DE10160715A
Authority: DE
Inventors: Arnold Schroetter
Original assignee: Webasto Vehicle Systems International GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2003-06-26
Anticipated expiration: 2021-12-12
Also published as: DE10160715B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer die Fahrgastzelle oberhalb einer Gürtellinie umgebenden Rahmenstruktur (2) und mit einer versenkt angeordneten, ausfahrbaren Sicherheitseinrichtung (10-15) zum Erhöhen der Festigkeit der Rahmenstruktur (2), wobei zumindest ein Teil der Rahmenstruktur (2) mit an verminderte Überschlagsfestigkeit angepaßtem Querschnitt gebildet ist und die im Crashfall ausfahrbare Sicherheitseinrichtung (10-15) die Festigkeit der Rahmenstruktur (2) auf ein definiertes Maß anhebt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer die Fahrgastzelle oberhalb einer Gürtellinie umgebenden Rahmenstruktur und mit einer versenkt angeordneten, ausfahrbaren Sicherheitseinrichtung zum Erhöhen der Festigkeit der Rahmenstruktur.
Üblicherweise enthalten die Fahrgastzellen geschlossener Fahrzeuge Rahmenstrukturen, die im Bereich der A-, B- und C-Säulen sowie im Dachrahmenbereich aus Hohlprofilen gebildete Stützen sowie Querstreben aufweisen. Im Falle eines crashbedingten Überschlags des Fahrzeugs bieten sie einen relativen Schutz der Insassen. Diese steife und kräftig dimensionierte Rahmenstruktur hat jedoch Nachteile aufgrund eines hohen Fahrzeugschwerpunkts und damit eingeschränkter Fahrdynamik, aufgrund eingeschränkter Sichtverhältnisse für die Fahrzeuginsassen sowie eingeschränkter Integration anderer Fahrzeugkomponenten in den Dachbereich durch hohen Platzbedarf der Rahmenstruktur. Auch sind mit den beschriebenen Maßnahmen Einschränkungen für das Fahrzeugstyling verbunden.
Aus der DE 42 41 054 A1 ist ein Fahrzeug mit einer die Fahrgastzelle oberhalb einer Gürtellinie umgebenden Rahmenstruktur bekannt geworden, bei der eine Mittelsäule in Höhe der Gürtellinie geteilt ist und der obere Teil der Mittelsäule in den unteren Teil versenkbar ist und aus diesem in eine obere, mit einem Dachrahmenbereich und dem unteren Teil verriegelte Wirkstellung ausfahrbar ist. Bei abgesenkter Mittelsäule sind die Sichtverhältnisse der Fahrzeuginsassen nicht beeinträchtigt, wohingegen bei ausgefahrener Mittelsäule die Festigkeit des Dachbereichs des Fahrzeugaufbaus gewährleistet ist. Ein derartiges Absenken und Entfernen eines Teil des Säule wird für die Mittelsäule vorgeschlagen, ist aber z. B. bei einer vorderen Säule neben der Windschutzscheibe nicht praktikabel.
In der DE 195 14 551 A1 ist ein Cabriolet beschrieben, das einen Überrollschutz mit Stützelementen aufweist, die sensorgesteuert im Crashfall nach oben bewegt werden und auf diese Weise einem Einknicken des Windschutzscheibenrahmens entgegenwirken.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein eingangs genanntes Fahrzeug zu schaffen, das eine im Hinblick auf Gestaltungsfreiheit und Gewichtsreduzierung verbesserte Rahmenstruktur bei dennoch hoher Unfallsicherheit aufweist.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Fahrzeug erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil der Rahmenstruktur mit an verminderte Überschlagsfestigkeit angepaßtem Querschnitt gebildet ist und die im Crashfall ausfahrbare Sicherheitseinrichtung die Festigkeit der Rahmenstruktur auf ein definiertes Maße anhebt. Die bekannte Rahmenstruktur bleibt zwar in ihrer grundsätzlichen Konfiguration mit Säulen, Dachrahmen und Querstreben erhalten, jedoch ist der Querschnitt zumindest eines oder mehrerer Teile der Rahmenstruktur reduziert, so daß durch Gewichtseinsparung bei dünnerer Bauweise der Fahrzeugschwerpunkt reduziert wird. Die dabei reduzierte Festigkeit wird jedoch durch die bedarfsweise im Crashfall ausfahrbare Sicherheitseinrichtung auf das erforderliche Maß erhöht, so daß die nötige Überschlagsfestigkeit und -stabilität der Karosserie erreicht wird.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Zweckmäßigerweise enthält die Rahmenstruktur Säulen wie die A-, B- und C- Säulen, gegebenenfalls D-Säulen bei einem Kombi, wobei zumindest eine der Säulen der Rahmenstruktur mit reduziertem Querschnitt gebildet ist. Bevorzugt ist jedoch die gesamte oder nahezu die gesamte Rahmenstruktur entsprechend einer erforderlichen Mindestfestigkeit mit reduzierten Querschnitten gebildet, um eine möglichst große Gewichtseinsparung zu erzielen.
Vorzugsweise enthält die Sicherheitseinrichtung am Fahrzeug versenkt angeordnete Stützeinheiten, die beim Ausfahren in Stützeingriff an der Rahmenstruktur gebracht werden. Durch die versenkte Anordnung treten sie nicht in Erscheinung, bis sie im Bedarfsfall ausgefahren werden. Zweckmäßigerweise sind sie hinter Verkleidungsteilen angeordnet, so daß sie beim Ausfahren die Insassen nicht verletzen können. Bevorzugte Anordnungen der Stützeinheiten sind im Bereich der vorderen Sitze oder des Armaturenbrettes zur Unterstützung der A-Säulen und/oder zur Unterstützung der B-Säulen und/oder im Bereich der hinteren Sitze oder im Heckbereich zur Unterstützung der C-Säulen und ggfs. der D-Säulen.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt in perspektivischer Draufsicht in schematischer Darstellung ein Fahrzeug mit einer ein Fahrzeugdach tragenden Rahmenstruktur und einer Sicherheitseinrichtung gemäß der Erfindung.
Ein Fahrzeug 1, z. B. ein Personenkraftwagen, enthält eine Rahmenstruktur 2, die eine Fahrgastzelle oberhalb einer Gürtellinie des Fahrzeugs umgibt und ein Fahrzeugdach trägt. Die Rahmenstruktur 2 enthält beidseits des Fahrzeugs jeweils eine A-Säule 3, eine B-Säule 4 und eine C-Säule 5, eine rechten und einen linken Dachholm 6 sowie eine vordere Querstrebe 7 (Windlauf) oberhalb einer Windschutzscheibe, eine mittlere Querstrebe 8 und eine hintere Querstrebe 9 als Versteifung der Rahmenstruktur 2. Im Gegensatz zu herkömmlichen Fahrzeugen, deren Rahmenstruktur auf hohe Festigkeit gegen Deformation bei einem Unfall z. B. mit Überschlag ausgelegt ist und auch die Festigkeit und Steifigkeit der gesamten Karosserie erhöht, um die Insassen bestmöglichst zu schützen, ist die erfindungsgemäße Rahmenstruktur 2 mit einer gegenüber der herkömmlichen Auslegung verminderten Überschlagsfestigkeit ausgelegt. Dies wird durch reduzierte Querschnitte der Rahmenstruktur 2 erreicht, wobei neben der Reduzierung der Querschnitte der Dachholme 6 insbesondere die Querschnitte der Säulen 3, 4, und 5 reduziert sind.
Das z. B. dünner bzw. mit geringerem Durchmesser hergestellte Profil der ansonsten in bekannter Anordnung gebildeten Rahmenstruktur 2 schafft zusammen mit den Fahrzeugscheiben und dem Dach eine geschlossene Fahrgastzelle, die einen üblichen Wetterschutz bietet, wobei die dünneren Profile der Rahmenstruktur aufgrund der Gewichtsreduzierung einen tieferen Schwerpunkt des Fahrzeugs ermöglichen, wodurch das Fahrverhalten des Fahrzeugs verbessert wird. Des weiteren werden durch die dünneren Profile die Sichtverhältnisse der Fahrzeuginsassen verbessert.
Zum Ausgleich der reduzierten Festigkeit der Rahmenstruktur 2 enthält das Fahrzeug eine Sicherheitseinrichtung mit mehreren Stützeinheiten 10 bis 15, die im Crashfall ausfahrbar sind und die vorhandene Rahmenstruktur 2 versteifen. Zwei vordere Stützeinheiten 10 und 11 sind beispielsweise zum Abstützen des Vorderbereichs der Rahmenstruktur 2 vorgesehen und im Bereich des Armaturenbretts oder der Vordersitze versenkt angeordnet und teleskopartig nach oben ausfahrbar, so daß sie die Festigkeit der beiden A-Säulen 3 erhöhen. Zwei mittlere Stützeinheiten 12 und 13 sind zum Abstützen des Mittelbereichs der Rahmenstruktur 2 vorgesehen und an oder neben der jeweiligen B-Säule 4 angeordnet. Schließlich sind zwei hintere Stützeinheiten 14 und 15 Säulen zum Abstützen des Hinterbereichs der Rahmenstruktur 2 vorgesehen und den C-Säulen 5 zugeordnet, wobei sie z. B. im Bereich einer Hutablage an der Karosserie gelagert sind. Die ausfahrbaren Stützeinheiten 10 bis 15 enthalten eine fahrzeugfeste Lagerung, z. B. ein Lagerrohr 16, in dem das z. B. teleskopartig ausfahrbare Stützteil 17 aufgenommen ist. Das Stützteil 17 enthält ein Kopfteil 18, das an der Rahmenstruktur 2 bei ausgefahrenem Stützteil 17 in einen definierten Stützeingriff gebracht ist und insbesondere mit der Rahmenstruktur 1 gekoppelt ist, so daß eine hohe Festigkeit geschaffen wird. Die beiden hinteren Stützeinheiten 14 und 15 können eine Verbindungsstange 19 zwischen ihren beiden Kopfteilen 18 enthalten, so daß sie sich gegenseitig abstützen und die Festigkeit in Querrichtung erhöht ist.
Das Ausfahren der Stützteile 17 der Stützeinheiten 10 bis 15 erfolgt aufgrund eines Signals eines Crashsensors, wobei in Abhängigkeit des Unfallverlaufs die Stützeinheiten 10 bis 15 einzeln, paarweise oder in anderen Kombinationen bedarfsweise ausgefahren werden können. Das Ausfahren der Stützteile 17 kann z. B. mittels hydraulischer, elektrischer oder pneumatischer Antriebe erfolgen. Die Stützteile 17 können auch unter Vorspannung, z. B. unter Federkraftvorspannung, gehalten sein und nach Entfernen eines Riegelteils ausgefahren werden.
Das Dach des Fahrzeuges kann ganz oder auch nur teilweise geschlossen sein, beispielsweise kann es ein Schiebedach, ein Schiebehebedach oder ein Lamellendach sein oder es kann ein Glasdach enthalten.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau werden die Sichtverhältnisse im Fahrzeug verbessert. Außerdem können sich für den Fahrzeugkonstrukteur zusätzliche Gestaltungsmöglichkeiten ergeben, beispielsweise kann das Fahrzeugoberteil kuppelartig gestaltet sein. Bezugszeichenliste 1 Fahrzeug
2 Rahmenstruktur
3 A-Säule
4 B-Säule
5 C-Säule
6 Dachholm
7 vordere Querstrebe
8 mittlere Querstrebe
9 hintere Querstrebe
10 vordere Stützeinheit
11 vordere Stützeinheit
12 mittlere Stützeinheit
13 mittlere Stützeinheit
14 hintere Stützeinheit
15 hintere Stützeinheit
16 Lagerrohr
17 ausfahrbares Stützteil
18 Kopfteil
19 Verbindungsstange

Claims

1. Fahrzeug mit einer die Fahrgastzelle oberhalb einer Gürtellinie umgebenden Rahmenstruktur und mit einer versenkt angeordneten und ausfahrbaren Sicherheitseinrichtung zum Erhöhen der Festigkeit der Rahmenstruktur, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Rahmenstruktur (2) mit an verminderte Überschlagsfestigkeit angepaßtem Querschnitt gebildet ist und die im Crashfall ausfahrbare Sicherheitseinrichtung (10-15) die Festigkeit der Rahmenstruktur (2) auf ein definiertes Maße anhebt.

2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rahmenstruktur (2) Säulen (3, 4, 5) aufweist und daß zumindest eine der Säulen (3, 4, 5) der Rahmenstruktur (2) mit reduziertem Querschnitt gebildet ist.

3. Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitseinrichtung (10-15) am Fahrzeug versenkt angeordnete Stützeinheiten (10-15) aufweist, die beim Ausfahren in Stützeingriff an der Rahmenstruktur (2) gebracht werden.

4. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stützeinheiten (10, 11) der Sicherheitseinrichtung im Bereich der vorderen Sitze oder des Armaturenbrettes zur Unterstützung der A-Säulen (3) angeordnet sind und/oder daß Stützeinheiten (12, 13) zur Unterstützung der B-Säulen (4) angeordnet sind und/oder daß Stützeinheiten (14, 15) im Bereich der hinteren Sitze oder im Heckbereich zur Unterstützung der C-Säulen (5) angeordnet sind.

5. Fahrzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Stützeinheit (10-15) ein ausfahrbares Stützteil (17) aufweist.

6. Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützteile (17) von zwei benachbarten Stützeinheiten mittels einer Verbindungsstange (19) gekoppelt sind.

7. Fahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützteile (17) mittels elektrischer, hydraulischer oder pneumatischer Antriebe oder mittels Vorspannkraft ausfahrbar sind.