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Die
Erfindung betrifft ein Überrollschutzsystem
für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere für
ein Cabriolet-Fahrzeug, nach der im Oberbegriff des Patentanspruches
1 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 geführten 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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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Überrollschutzsystem für ein Kraftfahrzeug,
insbesondere ein Cabriolet-Fahrzeug, zu schaffen, welches im Hinblick
auf eine möglichst
kompakte Bauweise, eine geringe Bauteilezahl und einen geringen Bauraumbedarf
verbessert ist.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Überrollschutzsystem
gemäß den Merkmalen
des Patentanspruches 1 gelöst.
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Es
ist somit ein Überrollschutzsystem
vorgesehen, welches aus wenigstens einer Überrollschutzvorrichtung für wenigstens
einen Fahrzeugsitz besteht. Die Überrollschutzvorrichtung
ist mit einem karosseriefest angeordneten ersten Modul mit Führungseinrichtungen
für ein
hierin zwischen einer abgesenkten Ruhelage und einer erhöhten Stützlage verfahrbares zweites
Modul mit einer lösbaren
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 selbsttätig 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, wobei das zweite Modul mit wenigstens einer einen Überrollkörper bildenden
Blattfeder ausgebildet ist.
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Mit
der erfindungsgemäßen Verwendung
einer Blattfeder als Überrollkörper des
zweiten ausfahrbaren Moduls ergibt sich vorteilhafterweise eine besonders
einfache und gewichtsersparende Kompaktbauweise mit wenigen Bauelementen.
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Bei
einer zweckmäßigen Ausgestaltung
ist die einen Überrollkörper bildende
Blattfeder U-förmig gebogen,
so dass sie zwei parallele U-Schenkel und eine diese verbindende
U-Traverse an einem
Ende aufweist und somit einer Kassette ähnlich ist. Eine solchermaßen ausgestaltete
U-förmige
Blattfeder kann auch analog einer Kassette an dem fahrzeugfesten
ersten Modul geführt
werden.
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Wenn
die Blattfeder derart angeordnet ist, dass ihr in Ausfahrrichtung
liegendes Ende durch die U-Traverse gebildet ist, kann der gebogene
Bereich der U-Travese vorteilhafterweise als Prallfläche des Überrollkörpers dienen.
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Zur
Verstärkung
der Stützwirkung
des Überrollkörpers ist
es vorteilhaft, wenn zwischen den U-Schenkeln der Blattfeder wenigstens
ein Verbindungselement angeordnet ist. Im Bereich der U-Traverse
kann in einfacher Weise ein rohrförmiges Verbindungselement zwischen
den U-Schenkeln angeordnet sein, welches beispielsweise durch Schweißen mit
den U-Schenkeln verbunden ist.
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Je
nach zu erwartender Beanspruchung im Überschlagsfall können mehrere
einen Überrollkörper bildende
Blattfedern durch ein solches Rohr als Verbindungselement in ihrem
oberen Bereich verbunden sein.
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Der
obere, gebogte Bereich der U-Traverse der Blattfeder kann durch
eine entsprechende Radienvergrößerung oder
durch einen festen Aufsatz auch eine größere Prallfläche erhalten.
So wird bei einem Aufschlag auf einen weicheren Untergrund die Wirksamkeit
des Überrollschutzsystems
erhöht.
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Weiterhin
kann zwischen den U-Schenkeln wenigstens ein plattenförmiges Verbindungselement vorgesehen
sein, das durch Schweißen
fest mit den U-Schenkeln verbunden ist, wodurch eine Stützverbindung
zwischen den U-Schenkeln hergestellt wird, welche zur Vermeidung
einer Spreizung der Blattfederschenkel infolge einer vertikalen
Belastung dient.
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Ein
solches als Stützplatte
ausgebildetes Verbindungselement, welches vorzugsweise aus Metall
gebildet ist, kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überrollschutzsystems
beabstandet zu der U-Traverse angeordnet sein, womit eine erhöhte Biegewirkung
im darüber liegenden
Teil der Blattfeder gegeben ist. Eine solche Biegewirkung im oberen
Teil der Blattfeder ermöglicht
es, einen ersten Aufschlag des Überrollkörpers bzw.
der Biegefeder auf einen Untergrund mit einer höheren Elastizität zu begegnen,
so dass bei einem weiteren Aufschlag nahezu der Ausgangszustand wieder
erreicht ist und dieselbe Abfederwirkung gegeben ist.
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Die
Auslegung der wenigstens einen Blattfeder und der Stützverbindungen
ergibt sich je nach gewünschter
Ausfahrlänge
der Blattfedern und deren Anzahl sowie Anordnung.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Überrollschutzsystems nach der
Erfindung ist die wenigstens eine Blattfeder im Bereich einer eine
vordere Wandung und eine hintere Wandung aufweisenden Fahrzeugquerwand
angeordnet. Dabei können die
freien Enden der U-Schenkel der wenigstens einen Blattfeder in der
Fahrzeugquerwand in einem Systemkasten geführt und darin mit einer mit
dem fahrzeugfesten ersten Modul verbundenen Zugfeder oder einer
Druckfeder eines Antriebssystems verbunden sein.
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Die
vordere Wandung und/oder die hintere Wandung der Fahrzeugquerwand
können
damit jeweils eine Wandung des fahrzeugfesten ersten Moduls bilden.
Mit der Einbindung der Fahrzeugquerwand in das Überrollschutzsystem als Teil
einer Führungskassette
für das
zweite ausfahrbare Modul mit der wenigstens einen Blattfeder als Überrollkörper ergibt
sich vorteilhafterweise eine einfache, auf die notwendigsten Elemente
begrenzte Kompaktbauweise des ersten Moduls. Dabei werden die im
Falle eines Fahrzeugüberschlags
auf das Überrollschutzsystem
und somit die Fahrzeugquerwand wirkenden Kräfte optimal in die tragende
Fahrzeugstruktur eingeleitet.
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In
besonders einfacher Weise kann die Fahrzeugquerwand zwischen einer
oberen Begrenzung der vorderen Wandung und der hinteren Wandung eine
Führungseinrichtung
für das
zweite Modul bzw. die wenigstens eine Blattfeder aufweisen, wobei
diese Führungseinrichtung
eine Austrittsöffnung
im Bereich einer im Wesentlichen horizontalen oberen Begrenzungswand
der Fahrzeugquerwand darstellen kann.
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Unterhalb
dieser Austrittsöffnung
können
in der Fahrzeugquerwand direkt oder in einer separaten Kassette
das Antriebssystem mit einer Druckfeder oder Zugfeder sowie die
lösbare
Halteeinrichtung und die Verriegelungsvorrichtung für die Blattfeder angeordnet
sein.
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Der
Federkraftspeicher kann prinzipiell als eine Druckfeder ausgebildet
sein, welcher an dem karosseriefesten ersten Modul und der wenigstens einen
Biegefeder abgestützt
ist. Abweichend hiervon kann jedoch auch eine Zugfeder als Federkraftspeicher
vorgesehen sein, bei der die Biegefeder nach einer Freigabe durch
die lösbare
Halteeinrichtung aufgrund der Zugkraft der Feder in eine obere Stützlage überführt wird.
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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 bei einer vorteilhaften Ausführung scheibenartig
ausgebildet sein und neben einem Klinkenabschnitt und einer umfangsseitige
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 Verriege lungs-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 Überrollkörpers 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 kann es vorgesehen sein, 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.
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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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Eine
Ausgestaltung für
eine derartige Halteeinrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2005 028 960 der Anmelderin detailliert beschrieben, welche
vollumfänglich
zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung zu zählen ist.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann das Verriegelungselement
in der Ruhelage auch in einer Anschlagposition gehalten sein, aus
der es im Crash-Fall durch einen Aktuator mit einem pyrotechnischen
Treibsatz in eine Rotationsposition überführbar ist.
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Die
Verriegelungsvorrichtung der Überrollschutz-Vorrichtung
kann wenigstens eine erste Rasteinrichtung aufweisen, die zum Abstützen des
zweiten Moduls mit einer zweiten Rasteinrichtung in Wirkverbindung
bringbar ist und die eine Bewegung des zweiten Moduls ausgehend
von seiner Ruhelage in Richtung seiner Stützlage zulässt. Vorzugsweise weist die
erste Rasteinrichtung eine an dem ersten Modul oder dem zweiten
Modul drehbar gelagerte Sperrklinke mit wenigstens einer Rastklaue
auf, die mit einem Rastelement der an dem jeweils anderen Modul
angeordneten zweiten Rasteinrichtung zusammenwirkt.
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Die
zweite Rasteinrichtung kann mit einem aus einem Strangpressprofil
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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Das
Rastelement mit den wabenartigen Aussparungen kann in einem günstigen
Fertigungsprozess aus einem Strangpressprofil mit kanalartigen, mittels
entsprechend geformter Kerne festgelegten Aussparungen derart hergestellt
sein, dass ein scheibenartiger Bereich mit vordefinierter Breite
unter einem in Bezug auf eine Längsachse
der Aussparungen vordefinierten Ablängungswinkel, d. h. schräg, vom Strangpressprofil
vorzugsweise mittels Sägen abgetrennt
wird.
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Ein
derart hergestelltes Rastelement ist im Vergleich zu mit einem Zahnprofil
ausgeführten
Rastleisten einfacher und kostengünstiger herzustellen.
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Zudem
ist das vorgeschlagene Überrollschutzsystem
im Bereich der Verriegelungsvorrichtung an verschiedene jeweils
vorliegende Lastfälle auf
einfache Art und Weise durch Veränderung
der Dimensionierung der einzelnen Bauteile der Verriegelungsvorrichtung
anpassbar, was bei herkömmlichen Überrollschutzsystemen
aufgrund des komplexeren konstruktiven Aufbaus nur mit erheblich
höherem
Aufwand umsetzbar ist.
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So
besteht beispielsweise die Möglichkeit, das
leistenförmige
Rastelement der zweiten Rasteinrichtung mit mehreren nebeneinander
angeordneten Aussparungsreihen auszuführen, in welche wiederum mehrere
nebeneinander und untereinander angeordnete Rastklauen der Sperrklinke
in Wirkposition der Verriegelungseinrichtung gleichzeitig in mehrere Aussparungen
des Rastelementes eingreifen, wodurch im Bereich der Verriegelungsvorrichtung
höhere
bei einer Verunfallung des Fahrzeugs auf das Überrollschutzsystem einwirkende
Kräfte
abstützbar sind.
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Insgesamt
stellt das Überrollschutzsystem im
Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Überrollschutzsystemen
eine konstruktiv einfachere und kostengünstigere Ausführung dar,
da 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 kann die Fahrzeugquerwand sowohl
eine an der Rohkarosserie des Fahrzeugs ausgebildete Wand als auch eine
außerhalb
des Fahrzeugs mit dem Überrollschutzsystem
vorkonfektionierte Baueinheit bilden, 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.
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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 dreidimensionale Ansicht eines Ausschnitts einer
Fahrzeugquerwand eines Cabriolet- Fahrzeugs
mit einer aktivierten Überrollschutzvorrichtung
eines Überrollschutzsystems, bei
dem ein Überrollkörper durch
zwei Blattfedern gebildet wird;
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2 eine
weitere dreidimensionale Ansicht des Überrollschutzsystems der 1;
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3 eine
Vorderansicht des Überrollschutzsystems
der 1 und 2;
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4 eine
Vorderansicht einer Halteeinrichtung für den Überrollkörper der Überrollschutzvorrichtung der 1 bis 3 in
einem verriegelten Ruhezustand;
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5 eine
dreidimensionale Darstellung der Halteeinrichtung der 4 in
Ruheposition des Überrollkörpers;
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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;
und
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7 eine
Explosionsdarstellung einzelner Komponenten einer Verriegelungsvorrichtung
für den Überrollkörper und
eines Antriebssystems des Überrollschutzsystems
der 1 bis 3.
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Die
Figuren der Zeichnung zeigen in vereinfachter Darstellung einen
Bereich einer Fahrzeugquerwand 10 eines an sich in üblicher
Weise aufgebauten Cabriolet-Fahrzeugs, welches ein Überrollschutzsystem
aufweist, welches mit jeweils einer einem Fahrzeugsitz zugeordneten Überrollschutz-Vorrichtung 1 ausgebildet
ist. Die Überrollschutz-Vorrichtung 1 weist
jeweils ein karosseriefestes erstes Modul 4 und ein zwischen
einer abgesenkten Ruhelage und einer erhöhten Stützlage ver fahrbares 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 die Überrollschutz-Vorrichtung 1 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 wird
bei der gezeigten Ausführung
durch zwei Blattfedern 6A, 6B gebildet, welche
U-förmig
gebogen sind und somit jeweils zwei U-Schenkel 7A und 8A bzw. 7B und 8B und
eine diese verbindende U-Traverse 9A bzw. 9B aufweisen. Zur
Verstärkung
der Stützwirkung
des Überrollkörpers 6 ist
im Bereich der U-Traverse 9A, 9B ein rohrförmiges Verbindungselement 11 vorgesehen,
welches vorliegend mit den U-Schenkeln
der jeweiligen Blattfeder 6A bzw. 6B verschweißt ist und
sich parallel zur Fahrzeugquerwand 10 über die gesamte Breite des Überrollkörpers 6 erstreckt,
wobei das rohrförmige
Verbindungselement 11 die Blattfedern 6A, 6B miteinander
verbindet.
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Weiterhin
ist beanstandet zu dem Bereich der U-Traverse 9A bzw. 9B und
dem rohrförmigen Verbindungselement 11 an
jeder Blattfeder 6A, 6B jeweils ein plattenförmiges Verbindungselement 12A, 12B zwischen
den U-Schenkeln 7A und 8A bzw. 7B und 8B eingeschweißt, wobei
die plattenförmigen Verbindungselemente 12A, 12B mit
den Schenkeln der Blattfedern 6A, 6B jeweils einen
H-förmigen Querschnitt
bilden.
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Der
Abstand zwischen dem rohrförmigen Verbindungselement 11 im
Bereich der U-Traverse 9A bzw. 9B und dem eine
Stützplatte
aus Metall darstellenden plattenförmigen Verbindungselement 12A bzw. 12B ist
dabei so gewählt,
dass eine Biegewirkung im oberen Teil des ausgefahrenen Überrollkörpers 6 einer
geforderten Elastizität
des Überrollkörpers bei
einem Aufschlag entspricht. Insofern ist die axiale Erstreckung
der plattenförmigen
Verbindungselemente 12A, 12B in Ausfahrrichtung
des Überrollkörpers 6 bei
der gezeigten Ausführung
nur beispielhaft, so dass es auch denkbar ist, dass sich die plattenförmigen Verbindungselemente 12A, 12B nur
bis zur Mitte der gezeigten Länge
erstrecken.
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Die
Blattfedern 6A, 6B des Überrollkörpers 6 sind vorliegend
an der Fahrzeugquerwand 10 geführt, welche eine vordere, einem
Fahrgastraum zugewandte Wandung 20 und eine hintere, einen
heckseitigen Stauraum des Fahrzeugs zugewandte Wandung 22 aufweist.
Die Fahrzeugquerwand 10 bildet damit kassettenartige Wandungen
des ersten, fahrzeugfesten Moduls 4 und ist hiermit integraler
Bestandteil des Überrollschutzsystems.
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Zwischen
einer oberen Begrenzung der vorderen Wandung 20 und der
hinteren Wandung 22 der Fahrzeugquerwand 10 erstreckt
sich bei der gezeigten Ausführung
eine im Wesentlichen horizontale obere Begrenzungswand 24 der
Fahrzeugquerwand 10, wobei in der oberen Begrenzungswand 24 eine Austrittsöffnung 25 angeordnet
ist, welche als Führungseinrichtung
des ausfahrbaren zweiten Moduls 5 bzw. des Überrollkörpers 6 dient
und bei der gezeigten Ausführung
eine der Querschnittskontur der Blattfedern 6A, 6B mit
den plattenförmigen
Verbindungselementen 12A, 12B entsprechende H-förmige Kontur
aufweist.
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Neben
dieser eine Ausrittsöffnung
aus der Fahrzeugquerwand 10 darstellenden Führungseinrichtung 25 können im
Inneren der Fahrzeugquerwand 10 weitere Führungseinrichtungen
für das
ausfahrbare zweite Modul 5 vorgesehen sein.
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Der
Federkraftspeicher 52 des Antriebssystems 50,
welches in 7 in Alleinstellung gezeigt ist,
kann in herkömmlicher
Weise als eine Spiralfeder ausgeführt sein, wobei er in der gezeigten
Ausführung
als eine Zugfeder ausgebildet ist, die im Ruhezustand der Überrollschutz-Vorrichtung 1 auf
Zug vorgespannt angeordnet ist.
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Vorliegend
ist die Zugfeder 52 an einer Federführungsstange 53 geführt und
mit ihrem oberen Ende mit einer fahrzeugfesten Federaufhängung 55 verbunden,
welche am oberen Ende der Federführungsstange 53 ausgebildet
ist. Mit ihrem unteren Ende ist die Zugfeder 52 über einen
zugleich als Federteller dienenden Mitnehmer 56, welcher
an einem mittleren Bereich der Federführungsstange 53 verschieblich
gelagert ist, mit dem Überrollkörper 6 wirkverbunden.
Zwischen der Federaufhängung 55 und dem
mit dem Überrollkörpers 6 wirkverbundenen
Federteller 56 ist die Zugfeder 52 in Ruhelage
des Überrollkörpers 6 auf
Zug vorgespannt.
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Die Überrollschutz-Vorrichtung 1 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
bei der gezeigten Ausführung
in einfacher Weise als Haltelasche unterhalb einer Ausnehmung 40 an dem Überrollkörper 6 bzw.
einer der Blattfedern 6A, 6B ausgebildet. Die
Dimensionierung und Formgebung der Haltelasche 218 und
der U-Ausnehmung des Klinkenabschnitts 216 ist derart aufeinander
abgestimmt, dass die Haltelasche 218 bei einer Rotation
des Verriegelungselements 214 um dessen Drehachse 212 problemlos
aus dem Klinkenabschnitt 216 gleiten kann.
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In
alternativen Ausführungen
kann statt der hier vorgesehenen Haltelasche 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 Sperrgliedes 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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Der
Anschlag 234, der nach Auslösung der Halteeinrichtung 210 das
scheibenartige Verriegelungselement 214 im Zusammenwirken
mit dem Sperrglied 222 in Position hält, erleichtert bei einer eventuellen
Fehlauslösung
eine einfache Reversierung des Überrollschutzsystems.
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Die
Reversierung erfolgt dabei 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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Das
Verriegelungselement 214 stellt eine Zweistufenscheibe
dar, bei der die Anordnung und Dimensionierung der Ausnehmung 228 und
des Anschlags 234 je nach Anordnung und Gestaltung des Aktuators 224 und
des Sperrglieds 222 zu wählen sind.
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In
von der gezeigten Ausführung
abweichenden Ausführungsvarianten
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Anschlag für das Sperrglied 222 an
dem Verriegelungselement als ein Vorsprung an der Umfangskontur
des Verriegelungselements ausgebildet ist, wobei der Anschlag auch
als ein separates, an dem Verriegelungselement befestigtes Bauteil
ausgeführt
sein kann.
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Ebenfalls
abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel können der
vorgesehene Rotationswinkel des Verriegelungselementes zwischen der
verriegelten und entriegelten Stellung und die Ausgestaltung des
Stellglieds, welches beispielsweise auch ein Stift anstelle des
gezeigten flachen Blechelementes sein kann, dem jeweiligen Anwendungsfall
entsprechend gewählt
werden.
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Wie
den 4 bis 6 der Zeichnung 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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Bei
der gezeigten Ausführung
ist der Grundkörper 238,
von dem in 6 nur eine Seite 240 dargestellt
ist, 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 Ein griffsbereich 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 Ausführung nach 4, 5 und 6 als
ein elektromagnetischer Aktuator üblicher Bauweise ausgebildet,
jedoch eignen sich auch nach einem anderen Wirkprinzip arbeitende
Aktuatoren, wie z. B. piezoelektrische Aktuatoren, 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 Verriegelungseinrichtung 500 gemäß der in 7 gezeigten
Ausführung
wenigstens eine erste Rasteinrichtung 505 aufweist, die
zum Abstützen
des zweiten Moduls 5 mit einer zweiten Rasteinrichtung 506 in
Wirkverbindung bringbar ist, eine Bewegung des Überrollkörpers 6 in Richtung
seiner Stützlage zulässt und
eine in Richtung seiner Wirkposition angefederte, bei der gezeigten
Ausführung
an dem fahrzeugfesten ersten Modul 4 drehbar gelagerte Sperrklinke 509 mit
Rastklauen 510 aufweist, die mit einem Rastelement 507 der
hier an dem ausfahrbaren zweiten Modul 4 angeordneten zweiten
Rasteinrichtung 506 zusammenwirkt.
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Das
wenigstens annähernd
leistenförmig ausgeführte Rastelement 507 der
zweiten Rasteinrichtung 506 ist mit mehreren in Bewegungsrichtung des
zweiten Moduls 5 hintereinander angeordneten, wabenartigen
Aussparungen 508 ausgeführt,
in welche die Sperrklinke 509 der ersten Rasteinrichtung 505 in
Abhängigkeit
einer Ausfahrstellung des Überrollkörpers 6 zu
dessen Arretierung mit mehreren Rastklauen 510 eingreift.
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Die
Sperrklinke 509 ist in Richtung der Wirkposition, in der
die Rastklauen 510 in die Aussparungen 508 eingreifen, über eine
Federeinrichtung 511 angefedert und über einen Lagerbolzen 512 karosseriefest
am karosseriefesten Modul 4 drehbar gelagert. Dazu ist
die Federeinrichtung 511 mit einem ersten Endbereich 511A in
Einbaulage in Anlage mit einem karosseriefesten Bauteil des ersten
Moduls 4 und mit einem gegenüberliegenden zweiten Federende 511B in
eine Ausnehmung 514 der Sperrklinke 509 eingreifend
angeordnet.
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Der
Lagerbolzen 512 ist beidendig in einem U-förmig ausgeführten Halteelement 513 angeordnet und
wird über
die vorliegend als Drahtfeder ausgeführte Federeinrichtung 511,
die eine Sicherung für den
Lagerbolzen 512 darstellt, in Einbaulage gesichert bzw.
gehalten. Das eine Art Haltebügel
oder Käfig
darstellende Halteelement 513 ist fest mit dem ersten Modul 4 verbunden
und somit karosserieseitig festgelegt, wodurch in Abstützlage des Überrollkörpers 6 angreifende
Kräfte über das
Halteelement 513 in das erste Modul 4 einleitbar
und von dort in der Fahrzeugkarosserie in gewünschtem Umfang abstützbar sind.
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Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
die Sperrklinke 509 mit zwei zueinander beabstandet parallel
auf dem Lagerbolzen 512 angeordneten Sperrklinkenscheiben 509A, 509B ausgebildet,
die jeweils drei in Bewegungsrichtung hintereinander angeordnete
Rastklauen 510 aufweisen und die in Wirkposition der Sperrklinke 509 jeweils
in eine von mehreren in einer Reihe nebeneinander und in Reihen untereinander
angeordneten Aussparungen 508 des Rastelementes 507 eingreifen.
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Dazu
sind die Rastklauen 510 der Sperrklinkenscheiben 509A und 509B,
welche jeweils in einer senkrecht zur Bewegungsrichtung des Überrollkörpers 6 verlaufenden
Reihe angeordnet sind, um wenigstens eine Stegbreite zwischen zwei
Aussparungen 508 des Rastelementes 507 einer Reihe,
die quer zur Bewegungsrichtung des Rastelementes 507 verläuft und
mit einer Reihe der Rastklauen 510 korrespondiert, zueinander
beabstandet angeordnet.
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Die
Querschnittsform der Rastklauen 510 ist vorliegend zumindest
im Anlagebereich der Rastklauen 510 an dem Rastelement 507 an
den Querschnitt der Aussparungen 508 des Rastelementes 507 derart
angepasst, dass in Wirkposition der Sperrklinke 509 ein
an der Sperrklinke 509 angreifendes Kippmoment minimal
ist. Dadurch wird erreicht, dass im Bereich zwischen der Sperrklinke 509 und
dem Lagerbolzen 512 auftretende Lagerkräfte in Abstützlage des zweiten Moduls 5 auf
ein Minimum reduziert sind.
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Die
Sperrklinke 509 bzw. deren Sperrklinkenscheibe 509A, 509B sind
vorzugsweise aus einem kostengünstigen
Strangpressprofil gefertigt und bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mit gleich bleibender Scheibenbreite ausgeführt, wobei es auch vorgesehen
sein kann, dass die Sperrklinkenscheiben mit einem gegenüber dem
restlichen Scheibenbereich verbreiterten Lagerhülsenbereich ausgebildet sind.
Dabei kann der Lagerhülsenbereich
jeweils durch eine in einer Bohrung einer Sperrklinkenscheibe angeordnete
Lagerhülse
ausgeführt
sein.
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Die
wabenartigen Aussparungen 508 des Rastelementes 507 verlaufen
von der der Sperrklinke 509 zugewandten Seite des Rastelementes 507 in Richtung
der der Sperrklinke 509 abgewandten Seite des Rastelementes 507 schräg ansteigend
und stellen somit für
die Rastklauen 510 der Sperrklinke 509 eine derartige
Hinterschneidung dar, dass diese in Abstützlage des Überrollkörpers 6 sicher mit
dem Rastelement 507 einrasten, womit der Überrollkörpers 6 in
einer Fahrzeuginsassen eines Fahrzeugs schützenden Stützposition gehalten wird.
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Die
schräge
Ausführung
der kanalförmigen Aussparungen 508 führt zudem
bei einem Ausfahren des Überrollkörpers 6 in
seine Stützposition,
bei dem die Rastklauen 510 aufgrund entsprechend geformter
Oberflächen
gegen die Federkraft der Federeinrichtung 511 an dem Rastelement 507 abgleiten, ohne
dass die Rasteinrichtungen 505 und 506 miteinander
verrasten, zu einer Reduzierung der zwischen der Sperrklinke 509 und
dem Rastelement 507 auftretenden Reibungskräfte.
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Das
Rastelement 507 ist vorliegend aus einem Strangpressprofil
mit kanalartigen in Längsrichtung
des Pressstranges verlaufenden Aussparungen hergestellt und stellt
einen scheibenartigen Bereich dar, der unter einem in Bezug auf
eine Längsachse
L der Aussparungen 508 vordefinierten Ablängungswinkel
schräg
vom Strangpressprofil durch Sägen abgetrennt
ist. Die Breite bzw. Tiefe des Rastelements 507 kann je
nach Anwendungsfall bis hin zu einer quader- oder würfelförmigen Geometrie
des Rastelements 507 variieren.
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Die
Aussparungen 508 des Rastelementes 507 sind vorliegend
im Querschnitt rechteckig, wobei es selbstverständlich im Ermessen des Fachmannes liegt,
den Querschnitt der Aussparungen in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden
Anwendungsfalls mit einer beliebigen anderen Querschnittsform, wie
einem kreisförmigen
oder ovalen Querschnitt, auszuführen.