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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug
mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Bei
Fahrzeugen mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach
ist im Falle eines Aufpralls der Kopfbereich der Passagiere besonders
gefährdet.
Beispielsweise im Falle eines Überschlages
kann es zu Verletzungen des Kopfes eines oder mehrerer Passagiere kommen.
Um dies zu verhindern, ist es bekannt, entsprechende Fahrzeugteile
besonders steif auszulegen und/oder Überrollbügel vorzusehen. Insbesondere
im geschlossenen Zustand geht von einzelnen Bauteilen des öffnungsfähigen Fahrzeugdaches
ein vergleichsweise großes
Gefahrenpotenzial aus. Die einzelnen Dachteile sind konstruktionsbedingt
nicht steif miteinander verbunden bzw. als integrales Bauteil ausgeführt, sondern
beweglich über
entsprechende Kinematiken miteinander gekoppelt. Folglich kann es
im Falle eines Aufpralls, beispielsweise eines Frontal- oder Offsetaufpralls,
zu einer unerwünschten,
die Fahrzeugpassagiere gefährdenden
Verlagerung von Bauteilen des Fahrzeugdaches in den Fahrgastraum
hinein kommen. Insbesondere können durch
die wirkenden Crashkräfte
Dachteile so weit in das Fahrzeuginnere eingedrückt werden, dass diese unterhalb
der für
die Sicherheit der Fahrzeugpassagiere freizuhaltenden Kopffreiheitskurve
liegen. Mithin kann es im Falle eines solchen Aufpralles zu Kollisionen
des Kopfes eines oder mehrerer Fahrzeugpassagiere mit Bauteilen
des Fahrzeugdachs kommen. Insbesondere kann im Falle eines Aufpralls
ein hinteres Dachteil und/oder eine separat montierte Heckscheibe
gefährdend
eingedrückt
werden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitssystem
für Fahrzeuge
mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach
bereitzustellen, das eine Gefährdung
der Fahrzeugpassagiere im Falle eines Crashes reduziert, insbesondere
ein Eindrücken
von Bauteilen in den Fahrgastraum hinein reduziert und/oder verhindert.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem
Sicherheitssystem, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist, gelöst.
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Die
Aufgabe wird außerdem
mit einem öffnungsfähigem Fahrzeugdach
nach Anspruch 17 gelöst,
der sich durch ein Sicherheitssystem nach einem der Ansprüche 1 bis
16 auszeichnet.
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Das
erfindungsgemäße Sicherheitssystem für ein Fahrzeug
mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach zeichnet
sich dadurch aus, dass das Sicherheitssystem einer Verkleinerung
des Überlebensraumes
im Crashfall aktiv entgegenwirkt. Die Verkleinerung des Überlebensraumes
kann von eindrückbaren
Bauteilen des Fahrzeugs herrühren.
Vorteilhafterweise wirkt das Sicherheitssystem diesem Eindrücken gefährdender
Bauteile des Fahrzeugs, insbesondere Bauteile des Fahrzeugdachs,
vorzugsweise Bauteile des geschlossenen oder nur teilweise geöffneten Fahrzeugdachs,
in den Fahrgastraum hinein aktiv entgegen. Je nach Schwere des Aufpralls
kann das Sicherheitssystem ein Eindrücken der Bauteile soweit verhindern,
dass jegliche Überschneidung
mit der Kopffreiheitskurve vermieden werden kann. Unter Kopffreiheitskurve
wird eine Hüllkurve
bzw. Hüllfläche verstanden,
innerhalb der sich der Kopf eines normierten Fahrzeugpassagiers
im Falle eines Crashs bewegt. Von Bauteilen außerhalb dieser Kopffreiheitskurve
kann also im Crashfall keine Gefährdung
für den
Kopf des Fahrzeugpassagiers ausgehen. Das Sicherheitssystem wirkt
einer Verkleinerung des Überlebensraums
im Falle eines Aufpralls entgegen.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass im Crashfall aktive Kräfte auf die eindrückbaren
Bauteile ausübbar sind.
Die Richtung der aktiven Kräfte
ist dabei so gewählt,
dass sie Verlagerungen der Bauteile in Richtung Kopffreiheitskurve
bzw. Fahrzeuginneres entgegenwirken.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass die Kräfte
zwischen karosseriefesten Teilen und den gefährdenden Bauteilen ausübbar sind.
Mithin können
im Falle eines Crashes die Bauteile an der Karosserie gestützt werden,
wodurch die Bewegungsfreiheit in Richtung Fahrzeuginneres der Bauteile
idealerweise so weit eingeschränkt
wird, dass von diesen keine Gefahr für Fahrzeugpassagiere ausgehen
kann.
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Ein überdies
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
sieht vor, dass das Sicherheitsmodul des Sicherheitssystems ein
Airbagmodul aufweist. Das Airbagmodul kann im Fall eines Crashes
und/oder Überschlages
rechtzeitig gezündet
werden. Der sich aufbauende Airbag des Airbagmoduls kann so dimensioniert
werden, dass dieser Teile des Fahrzeugdaches einschließlich der
Heckscheibe des Fahrzeugs abstützen
kann. Eine von den Dachteilen und/oder der Heckscheibe ausgehende
Gefahr für
Fahrzeugpassagiere kann dadurch minimiert werden.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass der Airbag zusätzlich den Kopf, insbesondere
den Kopf eines Fondpassagiers, abstützt. Hierzu kann das Airbagmodul beispielsweise
hinter einer Kopfstütze und/oder
einem Überrollbügel angebracht
werden. Vorteilhafterweise kann der sich aufbauende Airbag so dimensioniert
werden, dass der Airbag die Kopfstütze bzw. den Überrollbügel U-förmig umfasst
und so zusätzlich
zwei seitliche Polster für
den Kopf des Passagiers bildet. Der hinter der Kopfstütze und/oder des Überrollbügels liegende
Teil des Airbags kann sich beispielsweise auf einer fest montierten
Hutablage und/oder einer entsprechenden Karosserieverstrebung abstützen und
so ein Luftpolster für
eine darüber
liegende Heckscheibe und/oder Dachteile des Fahrzeugs bilden. Der
Kopf des Passagiers ist also mithilfe des Airbags gegen seitliche
Verlagerungen geschützt.
Zusätzlich
wird durch den Aufprall des Airbags, der sich an den karosseriefesten
Teilen abstützt,
eine Verlagerung von Dachteilen bzw. der Heckscheibe in Richtung
Kopf des Fahrzeugpassagiers verhindert.
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Ein
weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel
sieht vor, dass das Sicherheitsmodul des Sicherheitssystems im hinteren
Bereich des Fahrzeugdaches angebracht ist. Besonders vorteilhaft
kann das Sicherheitsmodul an einer C-Säule und/oder einem hinteren
Dachteil und/oder an einem Heckscheibenrahmen des Fahrzeugs angebracht
sein. Im hinteren Bereich können
insbesondere bewegliche Dachteile und/oder eine sich möglicherweise
im Crashfall verlagernde Heckscheibe des Fahrzeugs abgestützt werden.
Vorteilhaft ist auch, dass es sich bei der C-Säule bzw. dem Heckscheibenrahmen
um karosseriefeste Teile handeln kann, die im Falle eines Crashes
zusätzlich
Kräfte
aufnehmen können.
Ferner ist das Sicherheitsmodul unabhängig von der Öffnungsstellung
des Fahrzeugdachs in Bezug zu den Passagieren in der Weise positioniert,
dass die Schutzfunktion gewährleistet
ist. Das Sicherheitsmodul kann seine positive Wirkungsweise auch
bei teilgeöffnetem
Dach bzw. vollständig
geöffnetem
Fahrzeugdach voll entfalten.
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Gegebenenfalls
können
bei geöffnetem Fahrzeugdach
sich mehrere übereinander
geschobene Fahrzeugdachteile im Kopfbereich eines oder mehrerer
Fahrzeugpassagiere befinden. In diesem Fall wirkt das Sicherheitsmodul
auf mehrere Dachteile gleichzeitig. Denkbar ist es auch, dass das
Sicherheitsmodul bzw. der sich im Crashfall entfaltende Airbag eine
positive Wirkung bei vollständig
geöffnetem Dach
entfaltet, also wenn möglicherweise
eine Kollision des Kopfes eines oder mehrerer Fahrzeugpassagiere
mit der Straße
droht.
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Ein
darüber
hinaus bevorzugtes Ausführungsbeispiel
sieht vor, dass das Sicherheitsmodul durch ohnehin im Fahrzeug vorhandene
Crashsensoren auslösbar
ist. Üblicherweise
weisen Fahrzeuge Crashsensoren für
Frontalaufprall, Seitenaufprall und/oder Überschläge auf. Je nach Dimensionierung und
Lage des Sicherheitsmoduls kann dieses entsprechend mit ausgelöst werden.
Besonders vorteilhaft kann das Sicherheitsmodul an eine Crashsensorik
gekoppelt werden, die zur Auslösung
eines ausfahrbaren Überrollbügels dient.
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Bei
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist vorgesehen, dass das Sicherheitssystem über eine eigene Crashsensorik
verfügt.
Vorteilhafterweise kann diese exakt auf die auftretenden Crashsituationen
abgestimmt werden, bei denen mit erhöhter Wahrscheinlichkeit mit
einem Eindringen von Bauteilen des Fahrzeugs in die Kopffreiheitskurve
eines oder mehrerer Passagiere des Fahrzeugs zu rechnen ist.
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Weitere
Vorteile und zweckmäßige Ausführungen
sind den weiteren Ansprüchen,
der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
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1 eine
schematisierte Seitenansicht eines Teiles eines Fahrzeugs mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach
und einem Sicherheitssystem,
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2 der
in 1 dargestellte Teil des Fahrzeugs, jedoch mit
aktiviertem Sicherheitssystem,
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3 und 4,
eine schematisierte Draufsicht auf den in den 1 und 2 dargestellten Teil
des Fahrzeugs mit verschiedenen Ausführungsbeispielen des Sicherheitssystems,
jeweils gezeigt in aktiviertem Zustand,
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5 eine
schematisierte Hinteransicht eines Teiles eines Fahrzeugs mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach
und einem in der C-Säule
untergebrachten Sicherheitssystem,
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6 der
in 5 schematisiert dargestellte Teil des Fahrzeugs,
jedoch mit aktiviertem Sicherheitssystem,
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7 eine
Draufsicht des in 6 schematisiert dargestellten
Teil des Fahrzeugs mit aktiviertem Sicherheitssystem.
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1 zeigt
eine schematisierte Seitenansicht eines Teils eines Fahrzeugs 1 mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach 3 und
einem Sicherheitssystem 5. Das Sicherheitssystem 5 weist
ein Sicherheitsmodul 6 auf und ist an einem Heckscheibenrahmen 7, der
sich oberhalb einer Heckscheibe 9 des Fahrzeugs 1 befindet,
angebracht. Der Heckscheibenrahmen ist bevorzugt karosseriefest
und trägt
die Heckscheibe 9. Schematisiert dargestellt ist ein Kopf 11 eines
Fahrzeugpassagiers 13. Die Heckscheibe 9 des Fahrzeugs 1 befindet
sich oberhalb einer Hutablage 15. Gegebenenfalls kann es
sich bei der Hutablage 15 auch um einen Ver deckkastendeckel
handeln. Hinter dem Kopf 11 des Passagiers 13 befindet
sich eine Kopfstütze 17.
Gegebenenfalls kann sich im Bereich der Kopfstütze 17 ein Überrollbügel befinden. Möglich ist
es auch, anstelle der Kopfstütze 17 ein kombiniertes
Bauteil mit der Funktion eines Überrollbügels sowie
einer Kopfstütze
vorzusehen. Gegebenenfalls kann der Überrollbügel ausfahrbar ausgelegt sein,
also im Fall eines Fahrzeugcrashs in Ausrichtung der 1 nach
oben bewegbar ausgelegt sein.
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Das
Sicherheitsmodul 6 des Sicherheitssystems 5 weist
ein Airbagmodul 19 mit einem Airbag 21, einem
Treibsatz 23 und einer den Airbag 21 und den Treibsatz 23 umhüllenden
Abdeckung 25 auf. In 1 ist das
Airbagmodul 19 in nicht aktiviertem Zustand gezeigt. Airbagmodule
sind bekannt, sodass in dieser Anmeldung auf die Funktionsweise
des Airbagmoduls 19 nur insoweit eingegangen wird, als dies
zur Erläuterung
der Erfindung notwendig ist.
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2 zeigt
den schematisierten Teil des Fahrzeugs 1 aus 1,
jedoch mit aktiviertem Airbagmodul 19, also mit voll entfaltetem
Airbag 21. Das Fahrzeugdach 3 ist geschlossen.
Es ist zu erkennen, dass der Airbag 21 einen sich zwischen
der Heckscheibe 9 und der Hutablage 15 oder einer
Querstrebe des Fahrzeugs 1 ergebenden Zwischenraum 27 zumindest
teilweise auffüllt.
Der Airbag 21 des Airbagmoduls 19 des Sicherheitssystems 5 kann
im Falle eines Crashs Kräfte
zwischen der Hutablage 15 und der Heckscheibe 9 des
Fahrzeugs 1 übertragen. Die
Richtung der Kräfte
ist durch einen Doppelpfeil 29 symbolisiert. Der Airbag 21 ist
also so dimensioniert, dass er in gezündetem Zustand, wie in 2 dargestellt,
Kräfte
von karosseriefesten Teilen auf Teile des Fahrzeugdachs 3 bzw.
die Heckscheibe 9 übertragen
kann, also an karosseriefesten und an Teilen des Fahrzeugdachs 3 anliegt.
Für diesen Zweck
kann die Hutablage 15 zusätzlich durch Verstrebungen 31 gegenüber der
Karosserie des Fahrzeugs 1 fixiert werden. Es können also
Kräfte
von der Karosserie des Fahrzeugs 1 über die Verstrebungen 31 über die
Hutablage 9 und schließlich über den
Airbag 21 des Sicherheitssystems 5 auf die Heckscheibe 9 und/oder
andere Teile des Fahrzeugdachs 3 übertragen werden.
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Durch
einen Pfeil 33 sind resultierende Kräfte angedeutet, die im Falle
eines Fahrzeugcrashes auf Teile des Fahrzeugdaches 3 bzw.
auf die Heckscheibe 9 wirken können. Die durch den Pfeil 33 angedeuteten
resultierenden Kräfte
können
zu einer Verlagerung der Heckscheibe 9 und/oder anderer Bauteile
des Fahrzeugdaches 3 unterhalb einer in 2 gestrichelt
angedeuteten Kopffreiheitskurve 35 führen. Die resultierenden Kräfte, wie
durch den Pfeil 33 angedeutet, können beispielsweise durch einen direkten
Kontakt des Fahrzeugdaches mit der Straße im Fall eines Überschlages
oder durch eine Art Faltung einzelner Teile des Fahrzeugdaches 3 des
Fahrzeugs 1 im Fall eines Frontaufpralls auftreten. Vorteilhafterweise
können
die durch den Pfeil 33 angedeuteten resultierenden Kräfte über den
geöffneten
Airbag 21 des Sicherheitssystem 5 an der Karosserie des
Fahrzeugs 1, wie durch den Doppelpfeil 29 angedeutet,
abgestützt
werden. Mithin kann durch das Sicherheitssystem 5 im Falle
eines Crashes eine gefährliche
Verlagerung von Bauteilen des Fahrzeugs 1, insbesondere
von Teilen des Fahrzeugdachs 3 und/oder der Heckscheibe 9,
in Richtung der Kopffreiheitskurve 35 vermieden werden.
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3 zeigt
eine schematisierte Draufsicht auf das Sicherheitssystem 5,
wie in 2 dargestellt.
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4 zeigt
eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels des in 2 dargestellten Sicherheitssystems 5 im
aktivierten Zustand.
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In
den 3 und 4 ist zu erkennen, dass der
aufgefaltete Airbag 21 des Sicherheitssystems 5 den
Zwischenraum 27 zwischen der Heckscheibe 9 und
der Hutablage 15 des Fahrzeugs 1 zumindest teilweise
ausgehend von der Kopfstütze 17 in
Richtung Fahrzeugheck ausfüllt.
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In 3 ist
ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel
einer Dimensionierung des Airbags 21 des Airbagmoduls 19 des
Sicherheitssystems 5 dargestellt. Dabei ist der Airbag 21 so
ausgelegt, dass er in geöffnetem
Zustand die Kopfstütze 17 des Fahrzeugs 1 von
hinten in Richtung Fahrzeugfront U-förmig umgreift. Der Airbag 21,
wie in 3 dargestellt, weist also zwei Seitentaschen 37 auf,
die sich in geöffnetem
Zustand links und rechts neben dem Kopf 11 des Passagiers 13 befinden.
Vereinfachend wurde in 3 auf die Darstellung des Passagiers 13 verzichtet.
Die Seitentaschen 37 könnten
im Falle eines Crashs, insbesondere eines Seitencrashs, den Kopf 11 des
Passagiers 13 analog der bekannten Wirkweise eines Sidebags
abstützen
und/oder abfedern, sodass gefährliche
Kollisionen mit Bauteilen des Fahrzeugs 1 reduziert oder
sogar ganz vermieden werden können.
Außerdem
ergibt sich aufgrund der Seitentaschen 37 eine großflächigere
Abstützung der
Bauteile des Fahrzeugdachs, insbesondere der Heckscheibe 9.
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5 zeigt
eine schematische Hinteransicht eines Teils eines Fahrzeugs 39 mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach 41 und
einem in einer C-Säule 43 des Fahrzeugs 39 untergebrachten
Sicherheitssystems 45. Das Sicherheitsmodul 6 des
Sicherheitssystems 45 ist im vorliegenden Falle schräg hinter
dem Kopf 11 des Passagiers 13 befestigt. Je nach
Lage der C-Säule 43 des
Fahrzeugs 39 kann sich jedoch auch eine Einbaulage des
Sicherheitsmoduls 6 des Sicherheitssystems 45 ungefähr neben
dem Kopf 11 des Passagiers 13 ergeben. Der Airbag 21 des
Sicherheitssystems 45 ist analog ausgelegt wie zuvor beschrieben
und kann ebenfalls Kräf te,
wie durch den Pfeil 33 angedeutet, an karosseriefesten
Teilen des Fahrzeugs 1 auf Bauteile des Fahrzeugdachs 3 und/oder
die Heckscheibe 9 des Fahrzeugs 1 übertragen,
wie durch den Doppelpfeil 29 angedeutet.
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In 6 ist
der Airbag 21 des Sicherheitssystems 45 in geöffnetem
Zustand gezeigt. Außerdem
sind durch Konturlinien 47 verschiedene Positionen des
Passagiers 13, insbesondere im Falle eines Seitencrashs,
eingezeichnet. Dabei ist zu erkennen, dass der Kopf 11 des
Passagiers 13 im Falle eines Seitencrashs in den Airbag 21 des
Sicherheitssystems 45 von der Seite her eintauchen kann.
Es kann also durch den Airbag 21 des Sicherheitssystems 45 der
Kopf 11 des Passagiers 13 seitlich abgestützt werden.
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In 7 ist
eine Draufsicht des in 6 dargestellten Teils des Fahrzeugs 39 dargestellt.
Dabei ist auch zu erkennen, dass der Airbag 21 des Sicherheitssystems 45 so
dimensioniert ist, dass dieser sich ungefähr zur Hälfte ausgehend von der Höhe der Kopfstütze 17 des
Fahrzeugs 1 in Richtung Fahrzeugvorderes neben dem Kopf 11 des
Passagiers 13 entfaltet. Die andere Hälfte des Airbags 21 des
Sicherheitssystems 45 entfaltet sich in Richtung des Zwischenraumes 27,
der sich zwischen der Kopfstütze 17,
der Hutablage 15 sowie der Heckscheibe 9 des Fahrzeugs 1 ergibt.
In der Orientierung von 7 gesehen, wird der Zwischenraum 27 linksseitig teilweise
ausgefüllt.
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Die
Figuren zeigen beispielhaft jeweils nur eine Seite des Fahrzeugs.
Das Sicherheitssystem kann vorteilhaft mehrere Sicherheitsmodule
aufweisen, die beispielsweise an beiden c-Säulen
des Fahrzeugs vorgesehen sind. Die Beschreibung gilt in diesem Fall
analog für
die jeweils spiegelverkehrt gegenüber liegende Seite. Ferner
ist es denkbar, ein Sicherheitssystem mit nur einem Sicherheitsmodul
vorzusehen, das beispielsweise mittig an dem Heckscheibenrahmen
angebracht ist.
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Bei
den in den 1 bis 7 gezeigten Sitzplätzen für den Passagier 13 kann
es sich um die Sitzplätze
eines zweisitzigen Fahrzeugs oder um die Fondsitze eines vier- und/oder
fünfsitzigen
Fahrzeugs mit öffnungsfähigem Fahrzeugdach,
gegebenenfalls auch eines Fahrzeuges mit drei Sitzreihen handeln.
Im Falle eines vier- oder fünfsitzigen
Fahrzeugs oder eines mit drei Sitzreihen schützt das Sicherheitssystem insbesondere
die Fondpassagiere. Aufgrund der vorteilhaften Kraftwirkung im Falle
eines Fahrzeugcrashs auf die Teile des Fahrzeugdachs 3 und/oder
die Heckscheibe 9 erhöht
sich jedoch auch die Sicherheit für die Frontpassagiere. Es wird
ausgehend von dem Heckscheibenrahmen 9 bzw. der C-Säule 43 derartig
eine Kraft in entsprechende Fahrzeugteile eingeleitet, dass sich
auch die Neigung zur Absenkung von Dachteilen, die sich über den
Frontpassagieren befinden, reduziert.
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Das
Sicherheitssystem kann eigene Crashsensoren zur Aktivierung des
Sicherheitsmoduls aufweisen. Es ist jedoch auch möglich, das
Sicherheitssystem an bereits vorhandene Crashsensoren des Fahrzeugs,
insbesondere an Crashsensoren für
einen im Crashfall verlagerbaren Überrollbügel, anzuschließen.
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Überdies
ist es denkbar, Crashsensoren des Sicherheitssystems an dem öffnungsfähigen Fahrzeugdach
vorzusehen. Insbesondere ist es denkbar, entsprechende Sensoren
an einer Kinematik zur Verstellung des öffnungsfähigen Fahrzeugdachs vorzusehen.
Eine Verlagerung des Fahrzeugdachs im Crashfall führt in der
Regel auch zu einer Bewegung der Teile der Kinematik des Fahrzeugdachs.
Mithin könnten
entsprechende Sensoren an Teile der Kinematik des verstellbaren
Fahrzeugdachs dafür
sorgen, dass das Sicherheitssystem nur dann aktiviert wird, wenn
auch tatsäch lich
eine gefährdende
Verlagerung von Teilen des Fahrzeugdachs in Richtung der Kopffreiheitskurve
erfolgt.