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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Überrollschutzsystem
für Kraftfahrzeuge,
mit einem Überrollbügel, bestehend
aus einem hohlen Bügelkopf
und zwei damit verbundenen, am anderen Ende offenen Schenkelrohren
sowie mit einem im Bügelkopf
integrierten Kopf-Airbag, bestehend aus einem in der Ruhelage gefalteten,
mit einer Kunststoffverkleidung umhüllten Luftsack in Verbindung
mit mindestens einem sensorgesteuert auslösbaren pyrotechnischen Gasgenerator
zum Aufblasen des Luftsackes bei einem drohenden Überschlag.
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Derartige Überrollschutzsysteme
dienen zum Schutz der Insassen in Kraftfahrzeugen ohne schützendes
Dach, typischerweise in Cabriolets oder Sportwagen, indem sie bei
einem Überschlag
einen Überlebensraum
für die
Insassen aufspannen.
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Es
ist dabei bekannt, einen die gesamte Fahrzeugbreite überspannenden,
fest installierten Überrollbügel vorzusehen
(
EP 0 233 777 ) oder
jedem Fahrzeugsitz einen höhenunveränderlich
fest installierten Überrollbügel (
DE 196 04 423 ) zuzuordnen. Diese
fest installierten Überrollbügel werden
auch als starre Überrollbügel bezeichnet.
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Es
sind auch zahlreiche konstruktive Lösungen für sogenannte aktive Überrollbügel bekannt,
bei denen der Überrollbügel im Normalzustand
abgelegt ist, und im Gefahrenfall, also bei einem drohenden Überschlag,
sensorgesteuert schnell in eine schützende Position aufgestellt
wird, um zu verhindern, daß die
Fahrzeuginsassen durch das sich überschlagende
Fahrzeug erdrückt
werden.
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Diese
Lösungen
weisen typischerweise für jeden
Sitz einen in einem fahrzeugfesten Kassetten-Gehäuse oder einem fahrzeugbreiten
Querträger meist
linear geführten
U-förmigen
oder aus einem Profilkörper
gebildeten Überrollbügel, auf,
der im Normalzustand gegen die Vorspannkraft einer Antriebs-Druckfeder
durch eine Haltevorrichtung in einer unteren Ruhelage gehalten wird,
und im Überschlagfall
sensorgesteuert unter Lösen
der Haltevorrichtung, durch die Federkraft in eine obere, stützende Stellung
bringbar ist, wobei eine dann in Wirkeingriff tretende Verriegelungseinrichtung
ein Eindrücken
des Überrollbügels in
die Kassette oder dem Querträger
verhindert.
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Eine
Kassetten-Konstruktion eines Überrollbügelschutzsystems
mit linear aufstellendem Überrollbügel zeigt
beispielsweise die
DE
100 40 642 C1 .
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Es
sind auch andere Kontruktionen von aufstellbaren Überrollbügeln bekannt,
beispielsweise gemäß der
DE 39 25 513 A1 ,
sogenannte Drehbügel, die
sitzbezogen um die Fahrzeuglängsachse
aufschwenkbar sind, oder der die Fahrzeugbreite überspannende Schwenkbügel gemäß der
DE 37 32 562 C1 ,
der rückwärtig im
Bereich hinter den Fondsitzen brüstungsbündig ablegbar
und im Gefahrenfall drehbar um eine Fahrzeug-Querachse hochschwenkbar ist.
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Der Überrollkörper ist
kopfseitig je nach Fahrzeugtyp unterschiedlich ausgestaltet.
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Bei
Sportwagen beispielsweise, die bevorzugt einen starren, rohrförmigen metallischen Überrollbügel besitzen,
bleibt bei einigen Fahrzeugtypen der Überrollbügel zur Unterstreichung eines
sportlichen Aussehens unverkleidet. Bei anderen Sportwagen-Typen
und insbesondere auch bei Cabriolets, wird zumindest der Überrollkörper kopfseitig
mit einem Kunststoffschaum umschäumt.
Diese Umschäumung
dient einmal designerischen Zwecken hinsichtlich der ästhetischen
Anpassung des sichtbaren Teiles des Überrollkörpers an die Fahrzeug-Innenausstattung,
sie dient jedoch auch als Polsterung im Sinne eines Kopfaufprallschutzes,
da bestimmungsgemäß der Kopf
der Fahrzeuginsassen im Bereich des zugehörigen Bügelkopfes liegt.
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Es
sind auch konstruktive Lösungen
bekannt, bei denen die vorgeschriebene Kopfstütze mit dem Überrollbügel integrativ
kombiniert ist, d.h. insoweit „gepolstert" ist, um so auch
gleichzeitig einen Kopfaufprallschutz hinsichtlich des Überrollbügels vorzugeben.
Solche Überrollbügel mit
integrierter Kopfstütze
sind beispielsweise bekannt aus
DE 100 26 978 C1 und
DE 103 46 402 B3 (dort
mit weiteren Nachweisen).
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Um
schwere Kopfverletzungen bei einem besonders harten Aufprall auf
den Überrollbügel, auch wenn
er eine Polsterung besitzt, gering zu halten, ist es durch die
DE 103 60 273 A1 (Absatz
[0020] bekannt geworden, in den Überrollbügel kopfseitig
zumindest ein Airbag-Modul zu integrieren, wobei bevorzugt ein Überrollbügel mit
integrierter Kopfstütze in
Betracht kommt. Für
die Auslösung
dieses Kopf-Airbags kommt dabei vorzugsweise Pyrotechnik zum Einsatz.
Der dabei entstehende Gasdruck kann auch für die Aktivierung des Aktors
zum schnellen Aufstellen des Überrollbügels im
Crashfall verwendet werden.
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Konkrete
Ausführungen
zur konkreten konstruktiven Umsetzung dieses Prinzipes finden sich
in dieser Schrift nicht, noch sind entsprechende Hinweise entnehmbar.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs bezeichneten Überrollschutzsystem
in einfacher Weise in den Überrollkörper einen Kopf-Airbag
zu integrieren.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe gelingt bei einem Überrollschutzsystem für Kraftfahrzeuge,
mit einem Überrollbügel, bestehend
aus einem hohlen Bügelkopf
und zwei damit verbundenen, am anderen Ende offenen Schenkelrohren
sowie mit einem im Bügelkopf
integrierten Kopf-Airbag, bestehend aus einem in der Ruhelage gefalteten,
mit einer Kunststoffverkleidung umhüllten Luftsack in Verbindung
mit mindestens einem sensorgesteuert auslösbaren pyrotechnischen Gasgenerator
zum Aufblasen des Luftsackes bei einem drohenden Überschlag
gemäß der Erfindung
dadurch, dass der Gasgenerator in Strömungsverbindung mit dem Innern
mindestens einer der beiden Schenkelrohre angeordnet ist und im
Bügelkopf
mindestens eine Ausströmöffnung im
Bereich des gefalteten Luftsackes ausgebildet ist.
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Durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen der
Gaszuführung über das
Innere des Überrollbügels ist
es auf sehr einfache und dennoch wirksame Weise und in sehr kompakter
Bauart möglich,
einen Kopf-Airbag
in den Überrollbügel zu integrieren.
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Durch
die
DE 298 16 470
U1 ist es zwar bei Überrollschutzsystemen
bekannt, dass in der geometrischen Konfiguration des Überrollbügels wenigstens
ein der Schutzfunktion fremdes, zumindest einer Auto-Betriebsfunktion
zugeordnetes Funktionselement baulich eingegliedert ist, jedoch
gibt diese Schrift dem Fachmann keinen Hinweis auf die Eingliederung
eines Kopf-Airbags, da man einen Airbag zu den Bauteilen mit Schutzfunktion
und weniger zu den Bauteilen mit Betriebsfunktionen zählen muß.
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Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet sowie
ergeben sich aus der Figurenbeschreibung.
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Anhand
von in den Zeichnungen in verschiedenen Ansichten dargestellten
Ausführungsbeispielen
wird die Erfindung näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einer Längsschnitt-Darstellung
ein Überrollschutzsystem
für Kraftfahrzeuge
mit einem aufstellbaren U-förmigen Überrollbügel im Grundzustand,
welcher einen erfindungsgemäß integrierten Kopf-Airbag
aufweist, dem nach einer ersten Ausführungsform zwei pyrotechnische
Gasgeneratoren zugeordnet sind,
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2 in
einer Längsschnitt-Darstellung
entsprechend 1 den erfindungsgemäß integrierten Kopf-Airbag,
dem nach einer zweiten Ausführungsform
nur ein zentraler pyrotechnischer Gasgenerator zugeordnet ist,
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3 die
zweite Ausführungsform
nach 2 mit aufgestelltem Überrollbügel und aufgeblasenem Kopf-Airbag,
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4 in drei Figurenteilen A, B, C eine dritte Ausführungsform
mit einem indirekten Antrieb zum Aufstellen des Überrollbügels mittels des Luftsackes des
Kopf-Airbags, wobei der Figurenteil A eine Frontansicht des Systems
im abgelegten Zustand (Grundzustand) des Überrollbügels, der Figurenteil B eine entsprechende
Ansicht mit aufgestelltem Überrollbügel und
aufgeblasenem Luftsack und der Figurenteil C eine Schnittansicht
durch das System im Zustand des Figurenteiles B zeigt,
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5 in
einer Schnittansicht einen aufgestellten Überrollbügel ohne aktivierten Kopf-Airbag,
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6 in
einer querschnittlichen Darstellung genommen auf Höhe des Führungsblockes
eine erste teilkreisringförmige
Ausführungsform
der Konfiguration des aufgeblasenen Luftsackes des Kopf-Airbags,
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7 in
einer Darstellung analog 6 eine zweite, im Querschnitt
mondsichelartige Ausführungsform
der Konfiguration des aufgeblasenen Luftsackes,
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8 in
einer isometrischen Darstellung einen vor dem Überrollbügel angebrachten Luftsack des
Kopf-Airbags, und
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9 in vier Figurenteilen A, B, C und D
ein schutzhelmartig aufgeblasener Luftsack eines Kopf-Airbags, bei
aufgestelltem Überrollbügel mit
einer Seitenansicht im Figurenteil A, mit einer horizontalen Querschnittansicht
im Figurenteil B, einer Vorderansicht im Figurenteil C und einer
isometrischen Darstellung im Figurenteil D.
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Die 1 zeigt
in einer Längsschnitt-Darstellung
ein Überrollschutzsystem
für Kraftfahrzeuge nach
dem Kassetten-System im eingefahrenen Grundzustand, mit einem U-förmigen Überrollbügel 1,
der ein Kopfteil 1a, den sogenannten Bügelkopf, und zwei langgestreckte
Schenkel 1b, die über
eine Traverse 2 versteifend miteinander verbunden sind, aufweist,
und in einer fahrzeugfest anbringbaren Kassette 3 vertikal
verfahrbar geführt
aufgenommen ist. Im oberen Teil der Kassette ist ein Führungsblock 4 angebracht,
der Führungsöffnungen 4a mit
eingesetzten ersten Kunststoff-Führungsbuchsen 5 aufweist,
die von den Schenkeln 1b durchdrungen werden und zur oberen äußeren Führung des Überrollbügels dienen.
Im Boden 3a der Kassette 3 sind Standrohre 6 verankert,
die im dargestellten Grundzustand vollständig von den Schenkelrohren 1b,
an deren unteren Enden zweite Führungsbuchsen 7 eingesetzt
sind, umgriffen sind. Diese Standrohre 6 in Verbindung
mit den zweiten Führungsbuchsen 7 dienen
der unteren, inneren Führung
des Überrollbügels. Zur
Verbesserung der Führung
und der inneren Stabilität
des Überrollbügels dienen
ferner Führungs-Fortsätze 2a an
der Traverse 2, die in komplementären Führungen in den Seitenteilen 3b der
Kassette aufgenommen sind, sowie ein Führungs-Überzug 11 an einer
trompetenartigen Erweiterung 6a am oberen Ende der Standrohre.
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Auf
der Traverse 2 ist ein Rastdorn 8 angebracht,
der in Verbindung mit einer drehbar im Führungsblock 4 angelenkten,
durch zwei Federn 9 im sperrenden Sinne vorgespannten Sperrklinke 10 in bekannter
Weise die Verriegelungseinrichtung (Wiedereinfahrsperre) für den aufgestellten Überrollbügel bildet.
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Bei
der Ausführungsform
nach 1 ist innerhalb jedes Standrohres 6 ein
pyrotechnischer Gasgenerator 12 angeordnet, der patronenartig
ausgebildet und auswechselbar am Kassettenboden 3a angebracht
ist, z.B. verschraubbar mittels einer Überwurfmutter 12a.
Am Bügelkopf 1a sind
im zugehörigen
Bügelrohr
symbolisch angedeutete, radiale Ausströmöffnungen 13 in Form
von Bohrungen angebracht, aus denen das Treibgas nach Zündung der Gasgeneratoren
ausströmt.
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Der
Bügelkopf 1a ist
ferner mit einer umhüllenden
Kunststoff-Verkleidung 14 versehen,
in welcher ein Luftsack 15 eines Kopf-Airbags 16 eingebettet
ist, derart, dass er bei normalen Betriebsbedingungen auch als Polsterung
dient.
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Die
Wirkungsweise der Ausführungsform nach 1 stellt
sich wie folgt dar:
Im Fall eines drohenden Überschlages
werden die beiden Gasgeneratoren 12 sensorgesteuert zeitgleich
gezündet.
Die expandierenden Treibgase werden über die Standrohre 6 in
den oberen Teil des Überrollbügels eingeleitet
und stellen diesen mit hoher Beschleunigung auf.
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Durch
die radial im Bügelrohr
eingebrachten Bohrungen 13 strömt das Gas ferner aus dem Bügelrohr
in den Luftsack 15, sprengt dessen Umhüllung 14 auf und füllt den
Luftsack.
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Durch
die Anzahl, die Position und die Größe der Bohrungen 13 wird
der zeitliche Ablauf der Aktivierung von Überrollbügel 1 und Kopf-Airbag 16 gesteuert.
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Die 2 zeigt
eine Variante der Ausführungsform
nach 1, bei welcher anstelle von zwei Gasgeneratoren 12 innerhalb
der Standrohre 6 nur ein einziger zentraler Gasgenerator 17 vorgesehen ist,
der am Kassettenboden 3a, der als „doppelter Boden" mit einem Gaszuführkanal 18 für die Weiterleitung
der Treibgase an die unteren Öffnungen
der Standrohre 6 ausgebildet ist, angebracht ist.
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Im übrigen ist
die Variante nach 2 identisch mit der Konstruktion
nach 1, weswegen der besseren Übersicht halber auch nur wesentliche
Bezugszeichen übernommen
worden sind.
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Die 3 zeigt
die Variante nach 2 im aufgestellten Zustand des Überrollbügels und
entfaltetem Kopf-Airbag 16. Das gleiche Bild ergibt sich
im aufgestellten Zustand der Ausführungsform nach 1.
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Bei
beiden Ausführungsformen
nach den 1 bzw. 2 sind zwei
Gasgeneratoren 12 bzw. ist ein zentraler Gasgenerator 17 als
gemeinsame Komponente sowohl für
den direkten Antrieb des Überrollbügels 1 im
Crashfall durch die Treibgase, d.h. für sein Aufstellen in die Stützstellung
als auch zum Aufblasen, d.h. Entfalten des Luftsackes 15 vorgesehen.
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Es
sind jedoch auch Ausführungen
denkbar, bei denen der Antrieb des Überrollbügels nicht direkt durch die
Treibgase im Innern des Bügels
erfolgt. So zeigt beispielsweise die 4 in
drei verschiedenen Ansichten eine Ausführungsform, bei welcher der Überrollbügel 1 indirekt
durch einen entsprechend gestalteten Luftsack 15 erfolgt,
der, wie im Figurenteil A und B dargestellt, unterhalb des Bügelkopfes 1a, zwischen
Bügel-
und Führungsblock 4 sowie
um den Bügelkopf
herum gefaltet angebracht ist, derart, dass durch das Aufblasen
des Luftsackes 15 der Überrollbügel 1 durch
eine Luftkammer 15a nach oben geschossen wird, unter gleichzeitigem
Aufblasen des kopfstützenähnlichen
Kopfaufprallschutzes des Kopf-Airbaganteiles (Figurenteil C). Die
Gaszufuhr für
den Luftsack 15 erfolgt wie im Fall der Ausführungsformen
nach den 1–3 ebenfalls
erfindungsgemäß durch
das Innere des Überrollbügels 1, der
im Bügelkopf 1a entsprechend
positionierte Gas-Ausströmöffnungen
(nicht dargestellt) besitzt. Die Leistung der Gasgeneratoren ist
entsprechend des geänderten
Antriebssystems angepasst.
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Es
sind auch Systeme denkbar, bei denen allein der Kopf-Airbag durch
einen Gasgenerator aufgeblasen wird und der Antrieb des Überrollbügels selbst
in bekannter Weise elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder mechanisch
mittels eines Federantriebes erfolgt.
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So
ist in 5 ein aufgestellter Überrollbügel 1 ohne ausgelösten Kopf-Airbag 16 dargestellt.
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Die 6 und 7 zeigen
zwei Varianten einer weiteren Ausführungsform der Ausbildung und Anbringung
des Kopf-Airbags 16 am Bügelrohr des Bügelkopfes 1a.
In beiden Fällen
ist der Luftsack 15 so ausgebildet und in Ruhelage so gefaltet,
dass er im aufgeblasenem Zustand im Querschnitt bei der ersten Variante
die Form eines Nackenhörnchens und
bei der zweiten Variante eine mondsichelartige Konfiguration hat.
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Gemäß 8 kann
der Kopf-Airbag 16 bzw. sein Luftsack 15 auch „vor" dem Überrollbügel 1 angebracht
sein. Der Luftsack ist dabei an dem Bügelkopf 1a und am
Führungsblock 4 befestigt.
In der Ruhelage liegt der Luftsack gefaltet vor dem Bügelkopf 1a.
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Die 9 zeigt in vier Figurenteilen A, B, C und
D die Ausbildung eines Kopf-Airbags am Bügelkopf 1a mit einem
Luftsack, der im aufgeblasenen Zustand den Kopf 19 des
PKW-Insassen 20 seitlich und von oben mit drei „Kammern" 21–23 schutzhelmartig
umfasst, so dass für
die Person in Verbindung mit dem nicht dargestellten Gurtstrammer
eine optimale Halterung des Körpers
auch beim Überschlag gegeben
ist. Ein direkter Kontakt des im Figurenteil D sehr symbolisch dargestellten
Kopfes 19 mit Strasse, Karosse und anderen Personen wird
durch den Kopf-Airbag 16 nach 9 wirksam
verhindert. Durch die Kombination mehrerer Teilbereiche am Luftsack
kann eine maximale Schutzwirkung erreicht werden.
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Der
Kopf-Airbag kann auch so ausgebildet sein, dass beim Einbau des Überrollbügels mit Kopf-Airbag
in die Vordersitze des Cabriolets durch einen nach hinten gerichteten
zusätzlichen
Luftsack die Fondpassagiere geschützt werden (nicht dargestellt).
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In
den Zeichnungen sind ausfahrbare Überrollbügel 1 dargestellt.
Der erfindungsgemäß aufblasbare
Kopf-Airbag kann auch in dem Bügelkopf
eines starren Überrollbügels integriert
sein.
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Im
Grundzustand ist der Überrollbügel 1 durch
eine (nicht dargestellte) Halterung in seiner Position fixiert,
auch wenn kein Federantrieb in Vorspannung gehalten werden muß, um ein
unbeabsichtigtes Bewegen des Überrollbügels während des Fahrbetriebes
zu verhindern. Diese Halterung muß beim Ausfahren des Überrollbügels gelöst werden und
beim Reversieren wieder selbsttätig
in Wirkeingriff treten. Da außer
beim Niederhalten eines Federantriebes nur verhältnismäßig kleine Kräfte zu beherrschen
sind, kommen als Halterung beispielsweise clipartige, federnde Elemente
aus Stahl oder Kunststoff in Betracht. Auch formschlüssige Halterungen
auf der Basis einer Verstemmung oder eines Abscherbolzens kommen
in Betracht, die allerdings bei der Reversierung problematisch sein
können.
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- 1
- Überrollbügel
- 1a
- Kopfteil
(Bügelkopf)
- 1b
- langgestreckte
Schenkel
- 2
- Traverse
- 2a
- Führungs-Fortsätze
- 3
- Kassette
- 3a
- Kassettenboden
- 3b
- Kassettenseitenteile
- 4
- Führungsblock
- 4a
- Führungsöffnungen
- 5
- erste
Führungsbuchsen
- 6
- Standrohre
- 6a
- trompetenartige,
obere Erweiterungen
- 7
- zweite
Führungsbuchsen
- 8
- Rastdorn
- 9
- Federn
- 10
- Sperrklinke
- 11
- Führungsüberzug
- 12
- Gasgenerator
- 12a
- Überwurfmutter
- 13
- Ausströmöffnungen
(Bohrungen)
- 14
- Kunststoff-Verkleidung
(Umhüllung)
- 15
- Luftsack
- 15a
- Luftkammer
(zum Aufstellen)
- 16
- Kopf-Airbag
- 17
- zentraler
Gasgenerator
- 18
- Gaszuführkanal
- 19
- Kopf
des Fahrzeuginsassen
- 20
- PKW-Insasse
- 21–23
- Kammern