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Die
Erfindung betrifft ein Überrollschutzsystem
für ein
Cabriolet-Fahrzeug nach der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 bzw. 2 näher
definierten Art.
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Bei
Personenkraftwagen oder auch bei Traktoren ist es bekannt, zur Schaffung
eines Überlebensraumes
für Insassen
im Falle eines Fahrzeugüberschlags Überrollschutzsysteme
bereitzustellen, welche einen Überrollkörper, wie
z. B. einen Überrollbügel aufweisen,
welcher einem einzelnen Fahrzeugsitz oder mehreren Fahrzeugsitzen
zugeordnet ist und der in seiner Ruhelage in einer fahrzeugfesten Kassette
verborgen ist, aus der er bei Erkennen einer Verunfallung des Fahrzeugs
schlagartig in eine obere Stützlage
verlagerbar und in dieser Stützlage
verriegelbar ist.
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In
der Praxis allgemein verwendete Überrollbügel bestehen
typischerweise aus einem U-förmigen
Bügel,
dessen rohrförmige
Schenkel in Standrohren eines fahrzeugfesten Moduls vertikal geführt sind.
Im Inneren jedes Schenkels ist eine Spiralfeder angeordnet, welche
durch eine Haltevorrichtung unter Vorspannung gehalten wird, die
in Abhängigkeit eines
Crash-Signals der Fahrzeugsensorik lösbar ist, wodurch der Überrollbügel unter
der Wirkung der Feder in Zehntelsekunden ausgefahren und in seiner Stützlage durch
eine geeignete Verriegelungsvorrichtung arretiert wird. Die beiden
rohrförmigen
Schenkel sind dabei durch ein Querjoch miteinander verbunden, über das
meist ein gepolstertes Prallelement geschoben ist.
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In
der
DE 195 40 819
C2 und der
DE
197 12 955 A1 sind Beispiele für einen sich über die
gesamte Fahrzeugbreite erstreckenden, im Crash-Fall ausfahr- oder
ausschwenkbaren Überrollbügel beschrieben.
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Als
Beispiel für
eine nur einem Fahrzeugsitz zugeordnete Überrollschutz-Vorrichtung mit
einem Überrollkörper, welcher
unabhängig
von einem einem anderen Fahrzeugsitz zugeordneten Überrollkörper ausfahrbar
ist, wird exemplarisch auf die
DE 198 38 989 C1 verwiesen. Darin ist eine
einem jeden Fahrzeugsitz zugeordnete Überrollschutz-Vorrichtung offenbart,
bestehend aus einer fahrzeugfest angeordneten Kassette, einem in
der Kassette ausfahrbar in Führungen
gehaltenen und geführtem Überrollkörper in
Form eines sich über
die gesamte Kassettenbreite erstreckenden Profilbügelkörpers, einer Verriegelungsvorrichtung
zur Selbstverriegelung der Ausfahrbewegung und einem Federantriebssystem zum
Ausfahren des Profil-Bügelkörpers und
mit einer mechanischen Haltevorrichtung zum Halten des Überrollkörpers in
einem Ruhezustand und gegen der Vorspannkraft einer Druckfeder des
Federantriebssystems.
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Aus
der
DE 39 27 265 C3 ist
eine Insassenschutzeinrichtung für
Kraftfahrzeuge mit einem Überrollbügel bekannt,
welcher zur Erzielung einer kompakten, raumsparenden Bauweise in
den jeweiligen Fahrzeugsitz integriert ist, wobei der Überrollbügel eine
Kopfstütze
trägt und
zur Integration in den Fahrzeugsitz einer gebogenen Rückenlehne
des Fahrzeugsitzes angepasst in Fahrzeuglängsrichtung gebogen ist.
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Die
Führung
und Mechanik des jeweils mittig an einem Fahrzeugsitz angeordneten Überrollbügels kann
jedoch nachteilhafterweise eine Baubreite erfordern, welche nur
kleindimensionierte Durchladen zwischen einem Insassenraum und einem
fahrzeugheckseitigen Stauraum erlauben, da für die Durchlade nur der geringe
Abstandsbereich zwischen den Überrollschutz-Vorrichtungen der
jeweiligen Sitze zur Verfügung
steht.
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Die
DE 103 57 398 B3 offenbart
einen Überrollkörper in
einer bis zur Dachkante hochgezogenen, starren B-Säule, welche
bis oberhalb der Kopfhöhe
reicht. Der Überrollkörper kann
hier lediglich zur geringfügigen
weiteren Erhöhung
der B-Säule
im Crash-Fall ausgefahren werden, wobei die Führung des Überrollkörpers gerade ist.
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Die
DE 103 18 076 A1 beschreibt
eine B-Säule,
die zur ergänzenden
Abstützung
des geschlossenen Daches mittels Stellantrieb und Steigekabel bis
zur Dachkante ausfahrbar ist. Bei einem Unfall wird die B-Säule zusätzlich etwas
ausgefahren, um das Dach nach außen vorzuspannen.
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Die
WO2006/008352 A2 und
FR 2 871 758 B1 offenbaren
einen als Bügel
ausgebildeten Überrollkörper, welcher
in einer Schwenkbewegung um eine Anlenkung in Fahrzeugmitte nach
oben ausfahrbar ist. Die Funktionselemente wie Auslöse-/Verriegelungseinrichtung
sind dabei in der Fahrzeugmitte angeordnet.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Überrollschutzsystem für ein Cabriolet-Fahrzeug zu
schaffen, welches im Hinblick auf einen möglichst weit versenkbaren Überrollkörper, einen
einfachen Aufbau und einen geringen Bauraumbedarf verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Überrollschutzsystem
gemäß den Merkmalen
des Patentanspruches 1 oder 2 gelöst.
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Es
ist somit ein Überrollschutzsystem
für ein Kraftfahrzeug
vorgesehen, bestehend aus wenigstens einer Überrollschutz-Vorrichtung für wenigstens einen
Fahrzeugsitz mit einem karosseriefesten ersten Modul mit Führungseinrichtungen
für ein
zwischen einer abgesenkten Ruhelage und einer erhöhten Stütz lage verfahrbares
zweites Modul mit einem Überrollkörper, wobei
der Überrollkörper und
seine Bewegungsbahn in Fahrzeugquerrichtung zum Fahrzeuginneren
hin gekrümmt
sind und der Überrollkörper mit
der lösbaren
Halteeinrichtung, der Verriegelungsvorrichtung und einem Antriebssystem
außermittig
zu einem zugeordneten Fahrzeugsitz in Richtung Fahrzeugseite hin
angeordnet ist. Weiterhin ist das Überrollschutzsystem mit einer
lösbare
Halteeinrichtung zum Halten des zweiten Moduls in seiner Ruhelage,
mit einer Verriegelungsvorrichtung, mittels der das zweite Modul
in einer von seiner Ruhelage abweichenden Position gegen einen in
Richtung der Ruhelage wirkenden Kraftangriff abstützbar ist
und mit einem Antriebssystem, mittels dem das zweite Modul in seiner
Ruheposition vorgespannt und im Bedarfsfall in Richtung seiner Stützlage verlagerbar ist,
ausgebildet.
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Erfindungsgemäß ist der Überrollkörper mit seinem
oberen Ende von der Ruheposition unterhalb eines Insassen-Kopfbereichs
in seine Stützlage oberhalb
des Insassen-Kopfbereichs geführt
von einer in Fahrzeugquerrichtung gekrümmten Führungseinrichtung verlagerbar,
wobei der Überrollkörper in seinem
Inneren einen Aufnahmekanal für
einen Federkraftspeicher des Antriebssystems, welcher in seiner
Ruheposition vorgespannt ist, aufweist.
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Dabei
ist nach Anspruch 1 die Führungseinrichtung
gegenüber
einem Fahrzeugboden beabstandet angeordnet.
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Alternativ
hierzu ist nach Anspruch 2 der Überrollkörper durch
die Führungseinrichtung
derart durchgeführt,
dass die Führungseinrichtung
in Ruhelage des Überrollkörpers einen
oberen Endbereich des Überrollkörpers umgreift
und in Stützlage
des Überrollkörpers den
unteren Endbereich des Überrollkörpers aufnimmt.
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Durch
die gekrümmte
Form des Überrollkörpers ergibt
sich der Vorteil, dass der Überrollkörper und
seine Bewegungsbahn der Außenkontur
des Fahrzeugs angepasst werden können,
womit die Überrollschutzvorrichtung
außermittig
zu einem zugeordneten Fahrzeugsitz zur Fahrzeugseite hin angeordnet
werden kann.
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Diese
Anordnungsmöglichkeit
und die Kompaktbauweise ermöglicht
z. B. zwischen Fondsitzen die Bereitstellung einer großen Durchlademöglichkeit für sperrige
Güter zwischen
einem fahrzeugheckseitigen Stauraum und dem Fahrzeuginnenraum.
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Gleichzeitig
wird mit dem erfindungsgemäßen Überrollschutzsystem
eine hohe Sicherheit für die
Insassen bei einem Fahrzeugüberschlag
gewährleistet,
da der Überrollkörper nach
seiner Aktivierung schräg
zur Fahrzeugmitte hin nach oben bis über den Kopf eines Insassen
ausfahren kann und somit den Schutz für die Insassen insbesondere
im Kopfbereich sicherstellt.
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Indem
der Überrollkörper in
seinem Inneren einen Aufnahmekanal für den als Druckfeder oder Zugfeder
ausgebildeten Federkraftspeicher des Antriebssystems, welcher in
seiner Ruheposition vorgespannt ist, aufweist, ergibt sich der Vorteil,
dass der Federkraftspeicher in den Überrollkörper integriert ist, wobei
durch die Formgebung der Innenkontur des Überrollkörpers entsprechend der Geometrie
des Federdruckspeichers auf eine zusätzliche Federführung verzichtet
werden kann.
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In
einfacher Ausgestaltung der Erfindung kann der Federkraftspeicher
mit seinem der Ausfahrrichtung des Überrollkörpers abgewandten Ende an einem
an dem Führungsprofil
angeordneten Lagerelement gehalten sein, welches beispielsweise
als ein Bolzen ausgebildet ist, der sich vor zugsweise durch ein
Langloch des Überrollkörpers in
den Aufnahmeraum für
den Federkraftspeicher erstreckt.
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Die
vollständige
Führung
des Federkraftspeichers durch den Überrollkörper und die einfache Lagerung
des Federkraftspeichers an dem Führungsprofil
tragen weiterhin zu einer schlanken und kompakten Bauweise der jeweiligen Überrollschutz-Vorrichtung
bei.
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Da
sich die Führungseinrichtung,
z. B. ein kassettenartiges Führungsprofil,
nicht bis zum Fahrzeugboden erstreckt, sondern mit ihrem unteren Rand
gegenüber
einem Fußelement
des ersten Moduls bzw. dem Fahrzeugboden beabstandet angeordnet
ist, kann eine weitere Bauraum- und Gewichtsreduzierung erzielt
werden. Beispielsweise kann über
mehr als die Hälfte
der Höhenerstreckung zwischen
dem Fahrzeugboden und einem oberen Rand der Führungseinrichtung ein vielfach
schmäleres
Verbindungsprofil vorgesehen sein, welches die Führungseinrichtung bzw. das
kassettenartige Führungsprofil
mit dem Fahrzeugboden verbindet.
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Während das
kassettenartige Führungsprofil entsprechend
der Krümmung
des Überrollkörpers zweckmäßigerweise
ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung gekrümmt ausgeführt werden kann, kann das Verbindungsprofil
ein einfaches gerades Profil sein.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überrollschutzsystems
ist das ausfahrbare Modul bzw. der Überrollkörper und auch die Führungseinrichtung
des fahrzeugfesten Moduls im Wesentlichen aus einem kostengünstigen
Strangpressprofil, insbesondere einem leichten Aluminium-Strangpressprofil,
hergestellt.
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Eine
Herstellung der gebogenen kassettenartigen Körper des Überrollkörpers und des Führungsprofils
durch Kaltverformung ist dahingehend vorteilhaft, dass das Profil
direkt in Bogenform aus dem Umformwerkzeug herausgedrückt werden
kann.
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Insbesondere
vorteilhaft ist es, wenn der Überrollkörper gemäß der deutschen
Patentanmeldung
DE 10 2005
028 879 hergestellt ist. Nach dem darin vorgeschlagenen
Verfahren kann ein gekrümmtes
Strangpressprofil hergestellt werden, indem das einem Aufnehmer
zugeführte
Grundmaterial in einen die Kurvenform des zu formenden Strangpressprofils aufweisenden,
in der Matrize ausgebildeten Kanal gepresst wird. Dies hat den Vorteil,
dass die Formgebung des Strangpressprofils in der Matrize erfolgt, wobei
eine hohe Präzision
bei der Formgebung erzielbar ist und eine Weiterverwendung des aus
der Matrize austretenden Strangpressprofils ohne Nachbearbeitungsmaßnahmen
wie Schmieden oder Pressen möglich
ist.
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Wenn
das Strangpressprofil als ein Hohlkörper mit wenigstens einem Hohlraum
ausgebildet werden soll, kann das Grundmaterial in dem kurvenförmigen Kanal
der Matrize zwischen wenigstens einem Matrizenkern und einer Wandung
des Kanals gepresst werden.
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Falls
das Strangpressprofil an wenigstens einer Außenfläche mit einem Oberflächenprofil
ausgebildet werden soll, kann das Oberflächenprofil bei Austritt des
Strangpressprofils aus der Matrize durch ein Prägewerkzeug, insbesondere durch
Abrollen des Prägewerkzeugs
auf dem Strangpressprofil, ausgebildet werden. Auf diese Weise erfolgt
in nur einem Arbeitsschritt und an nur einer Arbeitsstation das Pressen
des gekrümmten
Strangpressprofils und die Aufbringung des Oberflächenprofils,
womit die Herstellung eines solchen Strangpressprofils wesentlich vereinfacht
und sehr kostengünstig
ist. Da bei der Aufbringung des Oberflächenprofils unmittelbar am Austritt
des Strangpressprofils aus der Matrize die Fließneigung des Grundmaterials
des Strangpressprofils ge nutzt werden kann, besteht zudem eine wesentlich
geringere Zerquetschungsgefahr als dies bei konventionellen Kaltverformungen
von Strangpressprofilen der Fall ist. Dieser Vorteil ist insbesondere
bei Strangpressprofilen, welche wie bei dem Führungsprofil oder dem Überrollkörper als
Hohlkörper
ausgeformt werden, von Bedeutung.
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Das
beschriebene Herstellungsverfahren eignet sich grundsätzlich zur
Aufbringung jeglicher Art von Oberflächenprofilen auf eine Außenfläche des
Strangpressprofils, wobei insbesondere in Querrichtung zur Förderrichtung
bzw. in Radialrichtung des Strangpressprofils verlaufende Vertiefungen
an der Oberfläche
des Strangpressprofils ausgebildet werden können. Ein mit Vertiefungen
in Längsrichtung
oder Umfangsrichtung des Strangpressprofils ausgebildetes Oberflächenprofil
kann beispielsweise ein Wellenprofil oder ein häufig benötigtes Zahnprofil darstellen.
Auch sind Vertiefungen schräg
zur Förderrichtung
des Strangpressprofils realisierbar, welche beispielsweise ein Rautenprofil
oder ein Wabenprofil ergeben können.
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Zur
Vermeidung von Quetschungen des Querschnitts eines als Hohlkörper ausgebildeten Strangpressprofils
ist es bei dem vorgeschlagenen Herstellungsverfahren vorteilhaft,
wenn das Prägewerkzeug
das Oberflächenprofil
an dem Strangpressprofil in einem Bereich aufbringt, in dem ein
Kern in einen Hohlraum des Strangpressprofils eingeführt ist, wobei
der Kern ein Widerlager für
den Druck des Prägewerkzeugs
bildet. Ein solcher Kern kann beispielsweise ein verlängerter
Matrizenkern sein, welcher ohnehin zur Ausbildung des wenigstens
einen Hohlraumes des Strangpressprofils erforderlich ist.
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Weiterhin
kann vorgesehen sein, dass das Führungsprofil
in einfacher Weise mit weiteren Funktionselementen kombiniert wird,
wie z. B. mit einer Rasteinrichtung der Verriegelungs einrichtung,
welche an dem Führungsprofil
abgestützt
sein kann.
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Bei
einer sehr kostengünstigen
Ausführung kann
das Führungsprofil
z. B. eine umfangsseitige Ausnehmung zur Aufnahme der hieran abgestützten Rasteinrichtung
der Verriegelungseinrichtung aufweisen, wobei die Rasteinrichtung
in Abstützrichtung des Überrollkörpers formschlüssig an
dem Führungsprofil
gehalten und nicht weiter mit dem Führungsprofil verbunden sein
kann.
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Die
lösbare
Halteeinrichtung zum Halten des zweiten Moduls mit dem Überrollkörper in
seiner Ruheposition kann bei einer vorteilhaften Ausführung ein
um eine feste Drehachse schwenkbar gelagertes Verriegelungselement
umfassen, welches einen Klinkenabschnitt zur Wirkverbindung mit
einem an dem Überrollkörper angeordneten
Verriegelungselement-Gegenkörper
in Ruheposition des Überrollkörpers aufweist,
wobei das Verriegelungselement in Ruheposition durch ein Sperrglied
eines Aktuators gegen eine die Halteeinrichtung lösende Rotation
gesichert ist.
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Das
Verriegelungselement kann scheibenartig ausgebildet sein und neben
einem Klinkenabschnitt und einer umfangsseitigen Ausnehmung, in die
das Sperrglied des Aktuators in Ruheposition eingreift, einen umfangsseitigen
Anschlag aufweisen, an dem das zur Überführung des zweiten Moduls in. dessen
Stützposition
durch den Aktuator aus der Ausnehmung zurückgenommene Sperrglied nach
einer den Klinkenabschnitt aus Eingriff mit dem Verriegelungs-Gegenkörper bringenden
Rotation des Verriegelungselementes anliegt.
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Eine
solche Ausgestaltung der lösbaren
Halteeinrichtung und der hiermit ausgestatteten Überrollschutz-Vorrichtung ermöglicht eine
sichere und kostengünstige
Verriegelung des Über rollkörpers in seiner
Ruheposition, wobei die Halteeinrichtung vorteilhafterweise mit
wenigen ohne großen
Präzisionsaufwand
zu fertigenden Bauteilen realisiert werden kann. Das scheibenartige
Verriegelungselement ersetzt dabei die Hebel eines bekannten Doppelhebelsystems
und kann ohne Federeinrichtung gegenüber dem Sperrglied des Aktuators
gelagert werden.
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In
einfacher Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass das Sperrglied durch
den Aktuator in Axialrichtung linear bewegbar ist, womit eine Ausgestaltung
des Aktuators z. B. als elektromagnetischer oder piezoelektrischer
Aktuator, welcher das Sperrglied in dessen Axialrichtung zur Auslösung des Überrollkörpers zurückzieht,
möglich
ist. Das Sperrglied kann dabei ein mittels einer Feder entgegen
dem Verriegelungselement vorgespannter Stift oder ein Blechelement
einfacher Bauart sein.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführung
der Erfindung kann auch vorsehen, dass das schwenkbare Verriegelungselement,
welches mit einem Verriegelungselement-Gegenkörper des zweiten Moduls in Ruheposition
des Überrollkörpers in
Eingriff steht und im Crash-Fall den Überrollkörper zur Überführung in dessen Stützposition
freigibt, in Ruheposition durch einen im Crash-Fall aufschmelzbaren
Schmelzeinsatz des Aktuators gehalten ist. Die Verwendung eines
Schmelzeinsatzes zum Halten des Verriegelungselementes und zum Aufheben
der Verriegelungsstellung im Crash-Fall gewährleistet auf einfache und
kostengünstige
Art und Weise eine zuverlässige
und schnelle Auslösung
des Überrollkörpers. Der
Schmelzeinsatz kann dabei prinzipiell eine beliebige Form haben
und z. B. plattenförmig
oder stab- bzw. drahtförmig
ausgebildet sein.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Verriegelungselement
in der Ruhelage auch in einer An schlagposition gehalten sein, aus
der es im Crash-Fall durch einen Aktuator mit einem pyrotechnischen
Treibsatz in eine Rotationsposition überführbar ist.
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Abweichend
hiervon kann jedoch auch eine geeignete bekannte Halteeinrichtung
und Verriegelungsvorrichtung bei dem erfindungsgemäßen Überrollschutzsystem
Anwendung finden.
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Insgesamt
stellt das Überrollschutzsystem im
Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Überrollschutzsystemen
eine konstruktiv einfache und kostengünstige, einfach zu montierende
und hinsichtlich des Gesamtgewichts leichte Ausführung dar, wobei zur Realisierung
des Überrollschutzsystems
bzw. dessen Verriegelungsvorrichtung keine Präzisionskomponenten erforderlich
sind und somit wesentlich vereinfachte Fertigungsprozesse durchzuführen sind.
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Das Überrollschutzsystem
gemäß der Erfindung
weist vorzugsweise für
jeden Fahrzeugsitz eine Überrollschutz-Vorrichtung
auf, welche unabhängig von
der Überrollschutz-Vorrichtung
eines anderen Sitzes angetrieben wird, so dass eine Verkantung des
ausfahrbaren Moduls bei dessen Ausfahrbewegung und somit eine Beeinträchtigung
der Funktionssicherheit oder gegebenenfalls zusätzliche erforderliche Synchronisationseinrichtungen
vermieden werden können.
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Zur
Realisierung einer möglichst
großen Durchladeöffnung ist
es vorteilhaft, wenn die Überrollschutz-Vorrichtungen
zweier Fahrzeugsitze einer Sitzreihe jeweils in entgegengesetzter
Richtung im Wesentlichen außermittig
zu dem zugeordneten Fahrzeugsitz angeordnet sind, das heißt, dass
deren Komponenten überwiegend
im Bereich einer einer Fahrzeugseite zugewandten Seite des betreffenden Fahrzeugsitzes
angeordnet sind.
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Im
Rahmen der vorliegenden Erfindung können die Komponenten des Überrollschutzsystems, insbesondere
die Führungsprofile,
z. B. durch Schraubverbindungen an einer Fahrzeugquerwand befestigt
sein, wobei die Fahrzeugquerwand sowohl eine an der Rohkarosserie
des Fahrzeugs ausgebildete Wand als auch eine außerhalb des Fahrzeugs mit dem Überrollschutzsystem
vorkonfektionierte Baueinheit bilden kann, die an dem Fahrzeugaufbau festlegbar
ist. Die Befestigung dieser Baueinheit an dem Fahrzeugaufbau kann
beispielsweise mittels Verschraubung an Aufnahmen an der Fahrzeugseite erfolgen.
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Bei
einer Weiterführung
der Erfindung kann in die Fahrzeugquerwand bzw. in das Überrollschutzsystem
auch ein Rückhaltegurtsystem
mit Sicherheitsgurtführungen
für wenigstens
einen Sicherheitsgurt integriert sein. Die Komponenten eines Sicherheitsgurtsystems,
wie z. B. ein Gurtaufroller und eine obere Sicherheitsgurtführung, können über entsprechende
Aufnahmen problemlos in die Fahrzeugquerwand und in die Bauteile
des Überrollschutzsystems integriert
werden. Das Rückhaltegurtsystem
kann dabei nicht nur Sicherheitsgurte zum Angurten von erwachsenen
Personen umfassen, sondern auch Kindersitzhaltegurte, wobei bei
einer besonders vorteilhaften Ausführung auch ein oberer Verankerungspunkt
für einen
Kindersitzhaltegurt, welcher auch als Toptether-Befestigung bezeichnet
wird, an einem fahrzeugfesten Bauteil des Überrollschutzsystems bzw. der
Fahrzeugquerwand angeordnet ist.
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Des
Weiteren kann die Baueinheit aus Fahrzeugquerwand und Überrollschutzsystem
zusätzlich auch
Sitzkomponenten, wie z. B. ein oberes und unteres Sitzlehnenlager,
umfassen.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen eines Überrollschutzsystems gemäß der Erfindung
sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäß ausgestalteten Überrollschutzsystems
für ein Cabriolet-Fahrzeug
ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird
in der nachfolgenden Zeichnung näher
erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
schematisierte Vorderansicht eines Überrollschutzsystems, bei dem
jeweils einem Fahrzeugsitz eine Überrollschutz-Vorrichtung
zugeordnet ist, wobei eine Überrollschutz-Vorrichtung
in Ruhezustand und die andere Überrollschutz-Vorrichtung
in aktiviertem Zustand dargestellt ist;
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2 eine
vereinfachte dreidimensionale Ansicht einer Überrollschutz-Vorrichtung der 1 in Alleinstellung;
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3 eine
Explosionsdarstellung mit einem Überrollkörper und
Komponenten eines Antriebssystems und einer Verriegelungsvorrichtung
einer Überrollschutz-Vorrichtung des Überrollschutzsystems gemäß 1;
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4 eine
Vorderansicht einer Haltevorrichtung für den Überrollkörper in einem verriegelten
Ruhezustand;
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5 eine
dreidimensionale Darstellung der Halteeinrichtung der 4 in
Ruheposition des Überrollkörpers; und
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6 eine
teilweise geschnittene Seitenansicht der Halteeinrichtung gemäß 4 und 5 nach
einer Auslösung
und Verlagerung des Überrollkörpers in
dessen ausgefahrene Stützposition.
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Die
Figuren der Zeichnung zeigen in vereinfachter Darstellung ein Überrollschutzsystem 1 eines Cabriolet-Fahrzeugs,
wobei zwei im Fond angeordneten, nicht näher dargestellten Fahrzeugsitzen
jeweils eine Überrollschutz-Vorrichtung 2 bzw. 3 zugeordnet
ist. Die Überrollschutz-Vorrichtung 2 bzw. 3 weist
jeweils ein karosseriefestes erstes Modul 4 und ein zwischen
einer abgesenkten Ruhelage und einer erhöhten Stützlage verfahrbares zweites
Modul 5 mit einem Überrollkörper 6 auf,
wobei das zweite Modul 5 bei einer Verlagerungsbewegung
an dem ersten Modul 4 geführt ist.
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Des
Weiteren weist jede Überrollschutz-Vorrichtung 2, 3 eine
lösbare
Halteeinrichtung 210 zum Halten des zweiten Moduls 5 mit
dem Überrollkörper 6 in
seiner Ruhelage, eine Verriegelungsvorrichtung 500, mittels
der das zweite Modul 5 in einer von seiner Ruhelage abweichenden
Position gegen einen in Richtung der Ruhelage wirkenden Kraftangriff
selbsttätig
abstützbar
ist, und ein Antriebssystem 50 mit einem Federkraftspeicher 52,
mittels dem das zweite Modul 5 in seiner Ruheposition vorgespannt
und im Bedarfsfall in Richtung seiner Stützlage verlagerbar ist, auf.
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Der Überrollkörper 6 der
jeweiligen Überrollschutz-Vorrichtung 2, 3 und
seine Bewegungsbahn sind in Fahrzeugquerrichtung zum Fahrzeuginneren hin
gekrümmt,
wobei die Krümmung
der Fahrzeugaußenkontur
angepasst ist.
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Des
Weiteren weist der kassettenartige Überrollkörper 6 in seinem Inneren
einen Aufnahmekanal 8 für
den Federkraftspeicher 52 des Antriebssystems 50 auf,
welcher in seiner Ruheposition vorgespannt ist.
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Bei
der gezeigten Ausführung
ist die nur prinzipmäßig angedeutete,
als Federkraftspeicher dienende Druckfeder 52 in dem Aufnahmekanal 8 des Überrollkörpers 6 nicht
sichtbar einge fasst und durch ein fahrzeugfestes Lagerelement 12 gesichert.
Das Lagerelement 12 kann als ein Bolzen oder ein vergleichbares
Lagerelement ausgeführt
sein, welches vorliegend mit seinem der Ausfahrrichtung des Überrollkörpers 6 abgewandten
Ende mit einem als Führungseinrichtung
des Überrollkörpers 6 dienenden kassettenartigen
Führungsprofil 30 des
fahrzeugfesten ersten Moduls 4 verbunden ist.
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Ein
sich über
die Verschiebestrecke des Überrollkörpers 6 erstreckendes,
schlitzartiges Langloch 14 in der Außenwandung des Überrollkörpers 6 für den Bolzen 12 stellt
dabei die Verschiebbarkeit des Überrollkörpers 6 sicher.
Durch das z. B. durch Fräsen
eingebrachte Langloch 14 im Überrollkörper 6 kann sich der
Sperrbolzen 12 in den Aufnahmeraum 8 für den Federkraftspeicher
erstrecken und die Druckfeder 52 beim Ausfahren und Absenken
des Überrollkörpers 6 halten.
Durch dieses Prinzip entfällt eine
zusätzliche
Federführung
und ein zusätzlicher Höhenanschlag,
da diese Funktion von der Kontur des Überrollkörpers 6 und dem Bolzen 12 übernommen
wird.
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Wie
darin beschrieben, könnte
sich der Aufnahmekanal für
den Federkraftspeicher in dem Überrollkörper auch
nur über
einen kürzeren
Längsabschnitt
des Überrollkörpers erstrecken
und eine Abstützung
des Federdruckspeichers an einem Fußteil des ersten Moduls, beispielsweise
auf einer in Fahrzeughöhenrichtung
verlaufenden Stange, vorgesehen sein.
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Es
ist ebenfalls möglich,
den Federkraftspeicher des Antriebssystems als Zugfeder auszubilden, wie
es in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2005 028 964 der Anmelderin
detailliert beschrieben ist.
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Bei
der gezeigten Ausführung
ist das als Führungseinrichtung
des Überrollkörpers 6 dienende Führungsprofil 30 mit
seinem unteren Rand gegenüber
einem Fußelement 10 des
ersten Moduls 4 an einem Fahrzeugboden 7 beabstandet
angeordnet, wobei das Führungsprofil 30 in
Ruhelage des Überrollkörpers 6,
welche in 1 anhand der rechts dargestellten Überrollschutz-Vorrichtung 2 gezeigt
ist, einen oberen Endbereich des Überrollkörpers 6 umgreift und
in Stützlage
des Überrollkörpers 6,
welche in 1 links anhand der Überrollschutz-Vorrichtung 3 gezeigt
ist, den unteren Endbereich des ein Innenprofil bildenden Überrollkörpers 6 aufnimmt.
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Die
Verbindung des Führungsprofils 30 mit dem
Fußelement 10 des
karosseriefesten Moduls 4 erfolgt bei den gezeigten Ausführungen
jeweils über ein
Verbindungsprofil 16.
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Wie
in 1 und 2 deutlich ersichtlich ist,
ist auch das Führungsprofil 30 analog
dem Überrollkörper 6 in
Fahrzeugquerrichtung zur Fahrzeugmitte hin gekrümmt.
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Der Überrollkörper 6 ist
wie das Führungsprofil 30 als
ein kostengünstiges
Strangpressprofil hergestellt, wobei der Profilkörper des Überrollkörpers 6 an seinem
oberen Ende mit einem Prallprofil 9 mit einer gerundeten
Prallfläche
zur besseren Aufnahme der bei einem Fahrzeugüberschlag auftretenden Kräfte verbunden
ist.
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Die Überrollschutz-Vorrichtung 2 bzw. 3 ist mit
einer nicht näher
dargestellten, in üblicher
Art und Weise ausgeführten
Crash-Sensorik des Fahrzeugs verbunden, wobei hierdurch die Halteeinrichtung 210 angesteuert
wird, mittels der der Überrollkörper 6 entgegen
der Kraft des Federkraftspeichers 52 in Ruhelage gehalten
wird.
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Bei
Vorliegen eines Crash-Signals gibt die betreffende Halteeinrichtung 210 den Überrollkörper 6 frei,
so dass der Überrollkörper 6 durch
die Kraft des Federkraftspeichers 52 in seine ausgefahrene obere
Stützposition
verlagert wird, in der er durch die Verriegelungseinrichtung 500 gegen
ein Wiedereinfahren gesichert wird.
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Die 4, 5 und 6 zeigen
in vergrößertem Maßstab die
bei der vorgestellten Ausführung verwendete
Halteeinrichtung 210 zum Halten des Überrollkörpers 6. Die Halteeinrichtung 210 umfasst ein
um eine feste Drehachse 212 schwenkbar gelagertes Verriegelungselement 214,
welches im Wesentlichen scheibenartig ausgebildet ist und an seinem
Umfang einen Klinkenabschnitt 216 aufweist, welcher bei
der gezeigten Ausführung
als U-Ausnehmung ausgebildet ist und zum Zusammenwirken mit einem
Verriegelungselement-Gegenkörper 218 an dem Überrollkörper 6 ausgelegt
ist.
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Der
Verriegelungselement-Gegenkörper 218 ist
hier in einfacher Weise als Haltelasche unterhalb einer Ausnehmung 40 an
dem Überrollkörper 6 ausgebildet.
In alternativen Ausführungen
kann statt der hier vorgesehenen Haltelasche aber auch ein Bolzen,
ein Absatz an dem Überrollkörper oder
ein geeignetes Hakenelement als Verriegelungselement-Gegenköper vorgesehen
sein.
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In
der abgesenkten Ruheposition des Überrollkörpers 6 ist das Verriegelungselement 214 durch ein
Sperrglied 222, welches mit einem Aktuator 224 zusammenwirkt,
gegen eine die Halteeinrichtung 210 lösende Rotation gesichert. Das
Sperrglied 222 ist vorliegend als ein auf einem zylindrischen,
durch den Aktuator 224 axial beweglichen Kolben befestigtes, flaches,
zungenartiges Blechelement ausgebildet.
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In
Ruheposition des Überrollkörpers 6 greift das
Sperrglied 222 in eine umfangsseitige Ausnehmung 228 des
scheibenartigen Verriegelungselements 214 ein, womit die
Ausnehmung 228 eine Verriegelungsraste bildet, welche vorliegend
in Ruheposition des Überrollkörpers 6 koaxial
zu einer Längsachse
des Sperr gliedes 222 und der Wirkrichtung des Aktuators 224,
welche der Bewegungsrichtung des Überrollkörpers 6 entspricht,
ausgerichtet ist und sich in Richtung eines die Drehachse 212 des
Verriegelungselements 214 bildenden, exzentrisch angeordneten
Bolzens 230 im Wesentlichen rechtwinklig zur Ausrichtung
der U-förmigen
Ausnehmung des Klinkenabschnitts 216 erstreckt.
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Der
Aktuator 224 wird bei einer von einer Sicherheitssensorik
des Cabriolet-Fahrzeugs erkannten Unfallsituation von einem zugeordneten
Steuergerät
angesteuert, wobei der Aktuator 224 im Crash-Fall eine
Zustandsänderung
erfährt,
welche eine translatorische Verschiebung des Sperrglieds 222 entgegen
der Kraft einer Druckfeder 232 in Richtung des Aktuators 224 zur
Folge hat. Das Sperrglied 222 wird durch diese translatorische
Bewegung in Richtung des Aktuators 224 aus der umfangsseitigen Ausnehmung 228 an
dem scheibenartigen Verriegelungselement 214 bis zu einem
vordefinierten, beispielsweise als Anschlag vorgegeben Punkt herausgezogen,
womit dieses in Folge der über
die Haltelasche 218 des Überrollkörpers 6 ausgeübten Zugkraft eine
Rotationsbewegung ausführt.
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Zur
Begrenzung dieser Rotationsbewegung ist am Umfang des scheibenartigen
Verriegelungselementes 214 ein Anschlag 234 ausgebildet,
an dem das bei Auslösung
der Halteeinrichtung aus der Ausnehmung 228 zurückgezogene
Sperrglied 222 nach einer den Klinkenabschnitt 216 aus
Eingriff mit der Haltelasche 218 bringenden Rotation des
Verriegelungselementes 214 zur Anlage kommt.
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Bei
der gezeigten Ausführung
ist eine Verschwenkung des Verriegelungselements 214 um
die Drehachse 212 um ca. 30° zur Auslösung der Halteeinrichtung 210 ausreichend.
Folglich ist die Umfangskontur des Verriegelungselements 214 in
einem Bereich von annähernd
30° in einem
Bereich anschließend
an die umfangsseitige Ausnehmung 228 entgegen der auslösesinnigen
Drehrichtung des Verriegelungselements 214 radial zurückgenommen
bis zu dem umfangsseitigen Anschlag 234.
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Die
Reversierung erfolgt auf einfache Weise durch eine Verdrehung des
Verriegelungselementes 214 in sperrendem Sinne, bis der
Klinkenabschnitt 216 wieder in Eingriff mit der Haltelasche 218 des
in seine Ruheposition zurückverlagerten Überrollkörpers 6 gelangt.
In dieser Position fluchtet die umfangsseitige Ausnehmung 228 mit
dem Sperrglied 222, welches unter dem Druck der Druckfeder 232 in die
umfangsseitige Ausnehmung 228 einrastet und das Verriegelungselement 214 gegen
Rotation sichert.
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In
abweichenden Ausführungen
kann z. B. die Ausgestaltung des Anschlags für das Sperrglied oder der Rotationswinkel
des Verriegelungselementes zwischen der verriegelten und entriegelten
Stellung und die Ausgestaltung des Stellglieds dem jeweiligen Anwendungsfall
entsprechend gewählt
werden.
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Wie
den 4 bis 6 weiter zu entnehmen ist, ist
seitlich des Sperrglieds 222 ein Widerlager 236 in
Form eines Bolzens vorgesehen, welcher zur Aufnahme von Kräften dient,
welche im gelösten Zustand
der Halteeinrichtung 210 seitens des Verriegelungselements 214 und
des Anschlags 234 auf das Sperrglied 222 seitlich
ausgeübt
werden. Mit Hilfe des Widerlagers 236 kann ein Verkippen
des Sperrglieds 222 im gelösten Zustand der Halteeinrichtung 210 auch
bei einer sehr langen Ausführung
des Sperrglieds 222 vermieden werden. Das Widerlager 236 ist
wie der die Drehachse 212 bildende Bolzen 230 an
einem ein Gehäuseelement
darstellenden Grundkörper 238 der
Halteeinrichtung 210 gelagert, wobei der Grundkörper 238 gegenüberliegende
Seiten 240, 242 aufweist, zwischen denen der Bolzen 230 und
das Widerlager 236 gelagert sind.
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Der
Grundkörper 238,
von dem in 6 nur eine Seite 240 dargestellt
ist, in hier in besonders einfacher Weise im Wesentlichen als ein
U-Profil ausgebildet, welches z. B. ein umgeformtes Flachband sein kann.
Der Grundkörper 238 weist
vorliegend an seinem im Einbauzustand oberen Ende, d. h. an den freien
Enden der Seiten 240, 242, jeweils eine rampenartige
Führung 246 zum
gesicherten Zuführen des Überrollkörpers 6 bzw.
dessen Haltelasche 218 in den Eingriffsbereich mit dem
Klinkenabschnitt 216 des Verriegelungselements 214 auf.
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Zwischen
den die U-Schenkel des U-Profils bildenden Seiten 240, 242 des
Grundkörpers 238 erstreckt
sich eine Traverse 244, welche vorliegend als Sitz des
Aktuators 224 genutzt wird. Der gezeigte Grundkörper 238 bildet
somit eine Art Systemkäfig, welcher
vorteilhafterweise bei wesentlich einfacherer Ausgestaltung die
Aufgaben eines bei bekannten Ausführungen häufig recht aufwändig ausgeführten Gehäuses erfüllt.
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Der
Aktuator 224 ist bei der gezeigten Ausführung als ein elektromagnetischer
Aktuator üblicher
Bauweise ausgebildet, jedoch eignen sich auch nach einem anderen
Wirkprinzip arbeitende Aktuatoren, wie z. B. piezoelektrische und
pyrotechnische Aktuatoren oder mit einem Schmelzeinsatz ausgestattete
Aktuatoren, zur Anwendung bei der Halteeinrichtung 210.
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In
seiner einen Überlebensraum
für die
Fahrzeuginsassen bereitstellenden, ausgefahrenen Stützposition
ist der Überrollkörper 6 durch
die Verriegelungsvorrichtung 500 selbsttätig gesperrt,
wobei die Verriegelungsvorrichtung 500 wenigstens eine erste
Rasteinrichtung 505 aufweist, welche mit einer Sperrklinke 508 ausgebildet
ist, die zum Abstützen des
zweiten Moduls 5 mit einer zweiten Rasteinrichtung 506 in
Wirkverbindung bringbar ist und eine Bewegung des Überrollkörpers 6 aus
seiner Ruhelage in Richtung seiner Stützlage zulässt.
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Die
Sperrklinke 508, welche in 3 in Alleinstellung
gezeigt ist, weist vorliegend ein Zahnprofil in Form einer Rastklaue 507 auf
und stellt somit einen Verriegelungshaken dar, dessen Geometrie
so gewählt
ist, dass diese in Stützlage
des Überrollkörpers 6 in
eine Rastleiste 509 der zweiten Rasteinrichtung 506 an
dem Überrollkörper 6 eingreift.
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Die
Sperrklinke 508 ist dabei an dem Führungsprofil 30 und
somit an dem karosseriefesten Modul 4 in axialer Bewegungsrichtung
des Überrollkörpers 6 abgestützt, indem
sie mit einem Gehäuse 510 aus
einem U-Strangpressprofil in eine umfangsseitige, z. B. eingefräste Ausnehmung 31 an
dem Führungsprofil 30 eingesetzt
und hierin formschlüssig
gehalten ist.
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Damit
weist die Verriegelungsvorrichtung bei der gezeigten Ausführung einen
einfachen Käfig
als Gehäuse 510 auf,
welcher einfach auf eine Ausfräsung
der Kassette aufgesetzt werden kann und somit eine sehr einfache
Montage möglich
macht.
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Die
Sperrklinke 508 ist in ihrem Gehäuse 510 schwimmend
gelagert und in Richtung der Rastleiste 509 mittels einer
Blattfeder 511 angefedert. In Verrieglungsstellung sind
das Gehäuse 510,
die Rastklinke 508 und die Rastleiste 509 miteinander
verklemmt, wobei eine Scherkraft der Rastleiste 509 auf die
Rastklinke 508 und somit auch auf die Auflage der Rastklinke 508 auf
dem Führungsprofil 30 wirkt.
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Bei
einer alternativen Ausführung
kann die erste Rasteinrichtung eine an dem ersten oder dem zweiten
Modul drehbar gelagerte Sperrklinke mit wenigstens einer Rastklaue
aufweisen, die mit einem Rastelement der an dem jeweils anderen
Modul angeordneten zweiten Rasteinrichtung zusammenwirkt. Die zweite
Rasteinrichtung kann dabei mit einem aus einem Strang pressprofil
hergestellten und wenigstens annähernd
leistenförmig
ausgeführten
Rastelement mit mehreren in Bewegungsrichtung des zweiten Moduls
hintereinander angeordneten wabenartigen Aussparungen ausgebildet
sein, in welche die Sperrklinke in Abhängigkeit einer Ausfahrstellung
in Richtung ihrer Wirkposition mit ihrer Rastklaue jeweils eingreift.
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Abweichend
hiervon kann jedoch auch eine andere geeignete bekannte Halteeinrichtung
und Verriegelungsvorrichtung hier Anwendung finden.