DE102005025342B4

DE102005025342B4 - Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102005025342B4
Application number: DE200510025342
Authority: DE
Inventors: Jochem Fischer
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2025-06-01
Also published as: DE102005025342A1

Abstract

Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge, insbesondere Cabriolets, – mit einem Überrollkörper, der in einer Ausgangsposition über eine Ausfahrfeder (6) vorgespannt angeordnet ist, – mit einem dem Überrollkörper zugeordneten Sensor (1) zur Erkennung einer Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer Neigungsänderung des Fahrzeugs, – mit einer mechanischen Stelleinheit (2), die ein mit dem Sensor (1) wirkverbundenes erstes Stellelement (19), die ein mit der Ausfahrfeder (6) wirkverbundenes zweites Stellelement (22) umfasst, wobei das erste Stellelement (19) und das zweite Stellelement (22) in der Ausgangsposition durch eine Verrastung miteinander gekoppelt sind, und die ein Entriegelungselement (15) umfasst, mittels dessen das zweite Stellelement (22) und das erste Stellelement (19) in eine Entriegelungsposition bringbar sind, so dass unter Mitwirkung einer Druckfeder (29) die Ausfahrbewegung des Überrollkörpers ausgelöst wird, – dass der Sensor (1) über ein Kopplungsglied (3) mit dem Entriegelungselement (15) der mechanischen Stelleinheit (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 199 62 950 C1 ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge bekannt, bei der ein Überrollkörper jederzeit von einer einem Fahrzeugsitz zugeordneten Kopfstütze umgeben ist. Der Überrollkörper wird mittels einer Ausfahrfeder aus einer Ausgangsposition in eine Stützposition verbracht. Zur Entriegelung der Ausfahrfeder ist nach der bekannten Vorrichtung ein elektromechanisches Stellglied vorgesehen. Das elektromechanische Stellglied wird von einem Mikrocomputer angesteuert, der von einem Sensor Informationen über die Fahrzeugbeschleunigung (in Längs- und Querrichtung des Fahrzeugs) und über die Fahrzeugneigung erhält. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, dass die Auslösung des Überrollkörpers abhängig von elektrisch betriebenen Bauteilen, wie Sensor, Mikrocomputer und elektromechanischer Stelleinheit, ist. Ein Auslösen des Überrollkörpers bei einem Ausfall des Bordnetzes ist daher nicht möglich.
Aus der DE 43 07 087 C1 ist eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge bekannt, bei der ein über eine Ausfahrfeder vorgespannter Überrollkörper mittels einer mechanischen Stelleinheit aus einer Ausgangsposition in eine Stützposition verbringbar ist. Die mechanische Stelleinheit umfasst ein mit einem Sensor wirkverbundenes erstes Stellelement und ein mit der Ausfahrfeder wirkverbundenes zweites Stellelement. Zum Verbringen des ersten Stellelementes und des zweiten Stellelementes in eine Entriegelungsposition sind ein bolzenförmiges Entriegelungselement sowie mindestens zwei kugelförmige Entriegelungselemente erforderlich. Der Sensor, der einen Permanentmagneten umfasst, ist unmittelbar mit dem bolzenförmigen Entriegelungselement verbunden, wobei eine Druckfeder unter Abstützung an dem ersten Stellelement das bolzenförmige Entriegelungselement in der Verriegelungsposition hält. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, dass zur Entriegelung zwischen dem ersten Stellelement und dem zweiten Stellelement mehrere Entriegelungsteile erforderlich sind, die die Entriegelungssicherheit beeinträchtigen. Zwar weist die bekannte Vorrichtung durch die Einfassung des Sensors in das erste Stellelement bzw. durch die direkte Ankopplung des Sensors an das Entriegelungselement eine kompakte Bauweise auf. Eine Integration der Vorrichtung in eine Kopfstütze des Fahrzeugs ist allerdings nicht möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass betriebssicher, langzeitstabil und mit geringem Aufwand eine Auslösung des Überrollkörpers gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe weist die Erfindung die Merkmale des Patentanspruchs 1 auf.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, dass durch eine rein mechanische Auslösung eines einem Fahrzeug zugeordneten Überrollkörpers ein autarkes Auslösesystem geschaffen wird, das von elektrischen und/oder magnetischen Eigenschaften oder Funktionen anderer Bauteile unabhängig ist. Dadurch, dass der Sensor über ein Kopplungsglied mit der mechanischen Stelleinheit verbunden ist, wird eine definierte Schnittstelle zwischen dem Sensor und der mechanischen Stelleinheit geschaffen, so dass die Funktionsfähigkeit des Sensors unabhängig von der mechanischen Stelleinheit gegeben ist und vice versa. Durch die Entkopplung zwischen dem Sensor und der mechanischen Stelleinheit können der Sensor und die mechanische Stelleinheit Platz sparend an dem Fahrzeug bzw. innerhalb einer Kopfstütze eines Fahrzeugsitzes angeordnet sein. Erfindungsgemäß weist ein erstes Stellelement der mechanischen Stelleinheit eine Rastnase auf, über die es in der Ausgangsposition mit einem Rasthaken eines zweiten Stellelementes der mechanischen Stelleinheit verriegelnd angeordnet ist. Zum Entriegeln wirkt ein Entriegelungselement direkt auf das erste Stellelement ein, so dass das erste Stellelement in radialer Richtung aufgespreizt wird und somit der Rasthaken des zweiten Stellelementes in Außereingriff mit der Rastnase des ersten Stellelementes verbracht wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bildet der Sensor eine erste Baueinheit, während die mechanische Stelleinheit mit dem ersten Stellelement, dem zweiten Stellelement, mit dem Entriegelungselement und der Druckfeder eine zweite Baueinheit bildet. Die Entriegelung des ersten Stellelementes bzw. des zweiten Stellelementes der mechanischen Stelleinheit erfolgt in definierter Weise mittels eines Entriegelungselementes, das ausschließlich durch das Kopplungsglied beaufschlagt ist. Durch die definierte Schnittstelle zwischen dem Sensor und der mechanischen Stelleinheit mittels des Kopplungsgliedes können der Sensor einerseits und die mechanische Stelleinheit andererseits bauraumabhängig an unterschiedlichen Stellen Platz sparend positioniert werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Entriegelungselement in Entriegelungsrichtung verjüngend ausgebildet, wobei es eine durch einen als Kopplungsglied ausgebildeten Bowdenzug eingeprägte Längsbewegung in eine Bewegung zumindest mit einer Querkomponente umwandelt. Hierdurch erfolgt eine Aufspreizbewegung des ersten Stellelementes, so dass mittels der Druckfeder das zweite Stellelement frei gegeben wird zum Auslösen des Überrollkörpers. Das erfindungsgemäße Entriegelungselement dient als mechanischer Verstärker, der mit zunehmendem Verstellweg die zum Entriegeln erforderliche Entriegelungskraft auf das erste Stellelement erhöht.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Sensor und die mechanische Stelleinheit in einer ausfahrbaren Kopfstütze integriert angeordnet. Der Sensor und die mechanische Stelleinheit können Platz sparend innerhalb der Kopfstütze angeordnet sein.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Vorderansicht eines Überrollkörpers, der in einer Kopfstütze integriert angeordnet ist und dem ein mechanischer Sensor und eine mechanische Stelleinheit zugeordnet sind,
2 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Sensor und
3 eine schematische Darstellung der mechanischen Stelleinheit.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge, insbesondere Cabriolets, besteht im Wesentlichen aus einem mechanischen Sensor 1 und einer mechanischen Stelleinheit 2, die über ein Kopplungsglied 3 miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist innerhalb einer ausfahrbaren Kopfstütze 4, innerhalb der sich auch der als Überrollbügel 5 ausgebildete Überrollkörper befindet, angeordnet.
Der Überrollbügel 5 ist in seiner in 1 dargestellten Ausgangsposition über eine Ausfahrfeder 6 federvorgespannt angeordnet. Die Ausfahrfeder 6 zum Ausfahren des Überrollbügels 5 ist in nicht dargestellter Weise in der Ausgangsposition arretiert. Die Arretierung der Ausfahrfeder 6 ist mit der mechanischen Stelleinheit 2 beaufschlagt, so dass nach Entriegelung der mechanischen Stelleinheit 2 die Ausfahrfeder 6 gelöst wird, so dass der Überrollbügel 5 aus der Ausgangsposition in die ausgefahrene Stützposition bewegt wird. In der Stützposition wird der Überrollbügel 5 in üblicher Weise mechanisch verriegelt.
Der Sensor 1 bildet eine erste Baueinheit, die in einem scheitelnahen Bereich des Überrollbügels 5 angeordnet ist. Der Sensor 1 umfasst einen über eine Justierfeder 7 aufgehängten Sensorkegel 8, der in vertikaler und horizontaler Richtung beweglich angeordnet ist. Über ein Justiergewinde 9 ist die Ausgangslage des Sensorkegels 8 einstellbar. Durch die federnde Aufhängung des Sensorkegels 8, der in vertikaler Richtung nach unten verjüngend ausgebildet ist, wird eine Detektion der Beschleunigung des Fahrzeugs in Fahrzeuglängs- und Fahrzeugquerrichtung einerseits und der Fahrzeugneigung andererseits ermöglicht. Einer Mantelfläche 10 sind eine Mehrzahl von Drucktasten 11 zugeordnet, die sich in Umfangsrichtung um die Mantelfläche 10 in einer vorgegebenen Höhe erstrecken. Überschreitet die Auslenkung des Sensorkegels 8 einen Schwellenwert, wird mindestens eine Drucktaste 11 beaufschlagt, die ein Auslesesignal an das Kopplungsglied 3 weitergibt. Die Drucktasten 11 sind in der Nähe der Mantelflächen 10 über Blattfedern 13 an einem Gehäuse 14 des Sensors 1 angebracht.
Das Kopplungsglied 3 weist eine Mehrzahl von Bowdenzugenden 12, die jeweils direkt mit den Drucktasten 11 verbunden sind. Im Crash- bzw. Überschlagsfall gibt mindestens ein Bowdenzug des Kopplungsgliedes 3 die von dem Sensorkegel 8 beaufschlagte Druckkraft der entsprechenden Drucktaste 11 weiter an die mechanische Stelleinheit 2.
Die mechanische Stelleinheit 2 bildet eine zweite Baueinheit, die über das Kopplungsglied 3 mit dem Sensor 1 verbunden ist und in einem scheitelfernen Bereich des Überrollbügels 5 angeordnet ist. Vorzugsweise sind der Sensor 1 und die mechanische Stelleinheit 2 in vertikaler Richtung hintereinander angeordnet. Der mechanische Sensor 1, das Kupplungsglied 3 und die mechanische Stelleinheit 2 ermöglichen eine rein mechanische Auslösung des Überrollbügels 5.
Die Druckkraft des Kopplungsgliedes 3 wird auf ein Entriegelungselement 15 der mechanischen Stelleinheit 2 übertragen, das als ein Entriegelungskegel ausgebildet ist. Der Entriegelungskegel 15 ist in Entriegelungsrichtung 16, in der die Druckkraft des Kopplungsgliedes 3 wirkt, verjüngend ausgebildet. Das Kopplungsglied 3 ist an einer Grundfläche 17 des Entriegelungskegels 15 befestigt. Der Entriegelungskegel 15 ist in einer stirnseitigen Aufnahme 18 eines ersten Stellelementes 19 der mechanischen Stelleinheit 2 angeordnet, wobei abgeschrägte Führungsflächen 20 der Aufnahme 18 an Mantelflächen 21 des Entriegelungskegels 15 anliegen. Das erste Stellelement 19 ist koaxial zu dem Entriegelungselement 15 sowie zu einem zweiten Stellelement 22 angeordnet. Das erste Stellelement 19 verfügt über Rastnasen 23, die in der Ausgangsposition des ersten Stellelementes 19 in Eingriff stehen mit Rasthaken 24 des zweiten Stellelementes 22. Das erste Stellelement 19 wird mittels einer auf eine Umfangsfläche drückenden Blattfeder 25 in der axialen Verrastposition (Ausgangsposition) gehalten, wobei das erste Stellelement 19 auf einer der stirnseitigen Aufnahme 18 abgewandten Stirnseite 31 in einem Gehäuse 26 der mechanischen Stelleinheit 2 befestigt ist.
Das zweite Stellelement 22 weist auf einer den Rasthaken 24 abgewandten Seite eine Basisfläche 28 auf, an der sich eine Druckfeder 29 abstützt. Zwischen der Basisfläche 28 und der dem Entriegelungskegel 15 abgewandten Stirnseite 31 des ersten Stellelementes 19 ist ein Anschlagkreisring 30 des Gehäuses 26 vorgesehen, an dem sich die Druckfeder 29 abstützt. Die Druckfeder 29 ist in der Ausgangsposition vorgespannt und ermöglicht nach Entriegeln des zweiten Stellelementes 23, dass die Arretierung der Ausfahrfeder 6 gelöst wird.
Zum Verbringen des ersten Stellelementes 19 bzw. des zweiten Stellelementes 22 aus der in 3 dargestellten Verriegelungsposition in eine Entriegelungsposition wird nach Auslösen des Sensors 1 und Übertragen der Druckkraft mittels des Bowdenzuges 3 der Entriegelungskegel 15 in Entriegelungsrichtung 16 bewegt. Der Entriegelungskegel 15 wandelt die Längsbewegung bzw. axiale Bewegung in eine kombinierte Bewegung mit einer radialen und einer axialen Bewegungskomponente um, so dass das hülsenförmige erste Stellelement 19 in radialer Richtung aufgespreizt wird und der Rasthaken 24 des zweiten Stellelementes 22 in Außereingriff mit der Rastnase 23 des ersten Stellelementes 19 verbracht wird. Der Entriegelungskegel 15 dient dabei zur Verstärkung der durch den Bowdenzug übertragenen Druckkraft. Das zweite Stellelement 22 kann nun vermittels der Druckfeder 29 aus dem ersten Stellelement 19 bewegt werden und mit seiner Basisfläche 28 die Entriegelung der Ausfahrfeder 6 bewirken.
Nach dem Auslösen des Überrollbügels 5 kann dieser wieder in seine Ausgangsposition zurückgeschoben werden, wodurch das zweite Stellelement 22 wieder in seine Eingriffstellung mit dem ersten Stellelement 19 verbracht wird. Der Entriegelungskegel 15 kann selbsttätig bereits durch das Zurückschnellen der Führungsflächen 20 wieder in die Ausgangsposition gebracht werden. Der Sensor 1 bzw. die mechanische Stelleinheit 2 sind damit wieder für die Entriegelung betriebsbereit.
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann das Entriegelungselement 15 auch als Entriegelungskeil ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass das Entriegelungselement 15 in Entriegelungsrichtung 16 sich verjüngende Anlageflächen für das erste Stellelement 19 aufweist.

Claims

Vorrichtung zum selbsttätigen Ausfahren eines Überrollkörpers für Fahrzeuge, insbesondere Cabriolets, – mit einem Überrollkörper, der in einer Ausgangsposition über eine Ausfahrfeder (6) vorgespannt angeordnet ist, – mit einem dem Überrollkörper zugeordneten Sensor (1) zur Erkennung einer Fahrzeugbeschleunigung und/oder einer Neigungsänderung des Fahrzeugs, – mit einer mechanischen Stelleinheit (2), die ein mit dem Sensor (1) wirkverbundenes erstes Stellelement (19), die ein mit der Ausfahrfeder (6) wirkverbundenes zweites Stellelement (22) umfasst, wobei das erste Stellelement (19) und das zweite Stellelement (22) in der Ausgangsposition durch eine Verrastung miteinander gekoppelt sind, und die ein Entriegelungselement (15) umfasst, mittels dessen das zweite Stellelement (22) und das erste Stellelement (19) in eine Entriegelungsposition bringbar sind, so dass unter Mitwirkung einer Druckfeder (29) die Ausfahrbewegung des Überrollkörpers ausgelöst wird, – dass der Sensor (1) über ein Kopplungsglied (3) mit dem Entriegelungselement (15) der mechanischen Stelleinheit (2) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (19) über eine Rastnase (23) verfügt, die in der Ausgangsposition des ersten Stellelementes (19) in Eingriff steht mit einem Rasthaken (24) des zweiten Stellelementes (22), und dass das Entriegelungselement (15) zum Verbringen des ersten Stellelementes in die Entriegelungsposition direkt auf das erste Stellelement (19) einwirkt, derart, dass das erste Stellelement (19) in radialer Richtung aufgespreizt wird, so dass der Rasthaken (24) des zweiten Stellelementes (22) in Außereingriff mit der Rastnase (23) des ersten Stellelementes (19) verbracht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Stelleinheit (2) lediglich über das Kopplungsglied (3) mit dem Sensor verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (3) durch mindestens einen Bowdenzug gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Entriegelungselement (15) derart ausgebildet ist, dass es bei Betätigung desselben eine Längsbewegung in eine Bewegung mit zumindest einer Querkomponente umwandelt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Entriegelungselement (15) in Entriegelungsrichtung (16) verjüngend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Entriegelungselement (15) als ein in Entriegelungsrichtung (16) spitz zulaufender Entriegelungskegel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (19) eine stirnseitige Aufnahme (18) für das Entriegelungselement (15) aufweist und dass die Aufnahme (18) eine sich entgegen der Entriegelungsrichtung (16) öffnende abgeschrägte Führungsfläche (20) aufweist, an die Mantelflächen (21) des Entriegelungselementes (15) anliegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Stellelement (19) mindestens eine Rastnase (23) aufweist, die mindestens einen Rasthaken (24) des zweiten Stellelementes (22) in einer Ausgangsposition hintergreifen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Stellelement (22) mittels der Druckfeder (29) in der Ausgangsposition vorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) einen über eine Justierfeder (7) aufgehängten Justierkegel (8) aufweist, wobei einer Mantelfläche (10) des Sensorkegels (8) mindestens eine Drucktaste (11) zugeordnet ist, die mit dem Bowdenzug des Kopplungsgliedes (3) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (1) und die mechanische Stelleinheit (2) in einer ausfahrbaren Kopfstütze (4) integriert angeordnet sind.