DE102006002941A1

DE102006002941A1 - Überrollschutzsystem für Kraftfahrzeuge mit einem Überrollbügel

Info

Publication number: DE102006002941A1
Application number: DE200610002941
Authority: DE
Inventors: Reinhard Nowack; Michael Dipl.-Ing. Naß; Manuela Zupancic
Original assignee: Automotive Group ISE Innomotive Systems Europe GmbH
Current assignee: Metalsa Automotive GmbH
Priority date: 2006-01-21
Filing date: 2006-01-21
Publication date: 2007-08-02

Abstract

Die Erfindung wendet sich an einen Überrollbügel für ein Überrollschutzsystem in Kraftfahrzeugen, der als Hohlkörper ausgebildet ist und mindestens eine partiell den Bügelquerschnitt verändernde Umformung aufweist. Um einen Überrollbügel mit Umformungen zu schaffen, die auch einen hohen Umformgrad aufweisen können, sieht die Erfindung vor, dass die Umformung nach dem Prinzip der Hydroumformung mit der zusätzlichen Bedingung, dass der umzuformende Überrollbügel während der Umformung im Bereich der hohen Umformgrade eine höhere Temperatur aufweist als im Bereich geringerer Umformgrade, erstellt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überrollbügel für ein Überrollschutzsystem in Kraftfahrzeugen, der als Hohlkörper ausgebildet ist und der partiell den Bügelquerschnitt verändernde Umformungen aufweist.
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.

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. Neben diesen sogenannten starren Überrollbügeln sind auch weitverbreitet konstruktive Lösungen für sogenannte aktive Überrollbügelsysteme im Markt, bei denen der Überrollbügel im Normalzustand abgelegt ist, und im Gefahrenfall, also bei einem drohenden Überschlag, sensorgesteuert mittels eines Energiespeichers schnell in eine schützende verriegelte Position aufgestellt wird, um zu verhindern, daß die Fahrzeuginsassen durch das sich überschlagende Fahrzeug erdrückt werden.

Diese sogenannten „aktiven" Überrollschutzsysteme weisen typischerweise für jeden Sitz einen in einem fahrzeugfesten Kassetten-Gehäuse mit seinen Bügelschenkeln meist linear geführten U-förmigen 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 verhindert.

Eine derartige Kassetten-Konstruktion eines Überrollbügelschutzsystems mit linear aufstellendem Überrollbügel und mit einer Sperrklinke in der Verriegelungseinrichtung zeigt beispielsweise die DE 100 40 642 C1 .

Neben den Kassetten-Konstruktionen sind auch aktive Überrollschutzsysteme nach einem Konstruktionsprinzip mit einer Rückwand-Baueinheit bekannt, wie es beispielsweise in der DE 103 44 446 B3 beschrieben wird. Ein derartiges System weist eine zwischen Fond und Gepäckraum angebrachte Rahmenkonstruktion auf, bestehend einmal aus einem sich über die Innenbreite des Fahrzeuges erstreckenden, karosseriefest angebrachten Profil-Querträger, der Führungsmittel für die Bügelschenkel von zwei nebeneinander angeordneten U-förmigen Überrollbügeln aufweist sowie bestehend zum anderen aus sich vertikal nach unten erstreckenden Profil-Trägerelementen mit einem Bodenteil für die Aufnahme der üblichen Komponenten des ausfahrbaren Überrollschutzsystems, wie z.B. den Auslösemagneten für das sensorgesteuerte Auslösen der Ausfahrbewegung der Überrollbügel sowie die Antriebs-Druckfedern.

Sowohl die Kassetten-Konstruktionen als auch die Querträger-Konstruktionen sind in vielfältigen Ausführungsformen, angepasst an den jeweiligen Fahrzeugtyp, auf dem Markt eingeführt und in Betrieb.

Es sind jedoch auch Überrollschutzsysteme mit einem annähernd die gesamte Fahrzeugbreite überspannenden, aktiv aufstellbaren Überrollbügel bekannt. Dabei kann der Bügelkopf als durchgehende Bügelschale ausgebildet sein ( DE 195 40 819 A1 ), oder kann im Bereich der Fahrzeugsitze bügelkopfartige Ausformungen aufweisen ( DE 100 44 930 C1 ).

Die Überrollbügel vorgenannter Konstruktionen haben unterschiedliche Konfigurationen. Im einfachsten Fall besteht ein U-förmiger Überrollbügel aus einem durchgehenden Rohr, das U-förmig gebogen ist. Es ist auch bekannt, den Überrollbügel aus drei Teilen zusammenzusetzen, einem die Stützfläche vorgebenden Überrollkopf, auch Querjoch genannt, und den beiden Bügelschenkeln, die typischerweise rohrförmig sind aber auch durch Profilkörper gebildet werden können. Auch das Querjoch wird dabei typischerweise durch einen gebogenen Rohrabschnitt gebildet, kann aber auch durch ein Schmiedeteil oder dergleichen gebildet sein.

Es ist dabei bekannt, den Überrollbügel mit konventionellen Kaltumformverfahren partiell zu verformen, z.B. zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit. Die Verformungen beschränken sich dabei auf solche mit geringen Umformgraden, wie Prägungen, Sicken und dergleichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Überrollbügel mit Umformungen zu schaffen, die auch einen hohen Umformgrad aufweisen können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Überrollbügel für ein Überrollschutzsystem in Kraftfahrzeugen, der als Hohlkörper ausgebildet ist und mindestens eine partiell den Bügelquerschnitt verändernde Umformung aufweist, gemäß der Erfindung dadurch, dass die Umformung nach dem Prinzip der Hydroumformung mit der zusätzlichen Bedingung, dass der umzuformende Überrollbügel während der Umformung im Bereich der hohen Umformgrade eine höhere Temperatur aufweist als im Bereich geringerer Umformgrade erstellt ist.

Das Prinzip der Hydroumformung ist an sich bekannt ( DE 29 41 972 A1 ). Es dient generell zur Herstellung von hohlen Metallkörpern mit sich in Längsrichtung ändernder Querschnittsform, wobei der rohrförmige Rohling, endseitig abgedichtet, in eine der Sollkontur entsprechenden Form eines Werkzeuges gelegt und durch ein Druckmittel von innen mit hohem Druck beaufschlagt wird, sowie an seinen beiden Enden während des Verformungsvorganges axial aufeinander zugeschoben, d.h. gestaucht, wird.

Gemäß der DE 199 44 679 C2 läßt sich dieses Prinzip der Hydroumformung hinsichtlich der erzielbaren Umformgrade noch verbessern, wenn der Rohling während der Umformung in den Bereichen mit hohen Umformgraden eine höhere Temperatur als im Bereich geringer Umformgrade aufweist.

Weitere Schriften, die sich auf das Prinzip der Hydroumformung beziehen, sind:
DE 199 15 383 B4 , EP 0 930 109 B1 und DE 102 20 429 A1 .

Der Inhalt sämtlicher vorgenannter Schriften soll durch Bezugnahme mit zum Offenbarungsinhalt der vorliegenden Anmeldung gemacht werden.

Durch die Anwendung dieses Prinzipes bei Überrollbügeln ist es mit großem Vorteil möglich, den Überrollbügel einstückig mit Verformungen zu versehen, welche damit bestimmte Funktionen des Überrollschutzsystems übernehmen, die bislang durch gesonderte Teile usw. erreicht wurden. Einige Beispiele hierzu werden später im Rahmen der Figurenbeschreibung erläutert.

Der Überrollbügel, an welchem die Verformungen anzubringen sind, ist vorzugsweise ein aktiver, d.h. ein sensorgesteuert aufstellbarer Überrollbügel, weil dann die Umformungen wegabhängig wirksam werden und auch mehr Komponenten für einen Ersatz durch Verformungen vorhanden sind. Prinzipiell kann der Überrollbügel jedoch auch ein starrer Überrollbügel sein.

Der partiell mit Verformungen zu versehene Überrollbügel kann sitzbezogen oder wagenbreit ausgebildet sein.

Die Verformungen können am ganzen Bügel, d.h. auch am Querjoch oder nur an den Bügelschenkeln ausgebildet sein.

Besonders geeignet für das Anbringen oder Umformungen nach dem Prinzip der Hydroumformung sind dabei rohrförmige Überrollbügel.

Entsprechende Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet und ergeben sich auch aus der folgenden Figurenbeschreibung.

Anhand von in den Patentzeichnungen in verschiedenen Ansichten und Zuständen dargestellten vorteilhaften Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer schematisierten Längsschnitt-Darstellung ein Schenkelrohr eines Überrollbügels mit angeformtem Zahnsegment einer Wiedereinfahrsperre (Verriegelungseinrichtung),
2 in einer schematisierten Längsschnittdarstellung ein Schenkelrohr eines Überrollbügels mit angeformtem Anschlag für ein Verstärkungsrohr,
3 ebenfalls in einer Längsschnittdarstellung einen Überrollbügel im abgelegten und ausgefahrenen Zustand mit angeformter Steuernocke im Querjoch zur Aufhebung der Selbsthaltung der Verriegelungseinrichtung,
4 einen ausgefahrenen Überrollbügel in Vorderansicht mit z.T. weggebrochener Wandung der Bügelschenkel, die Umformungen mit partiellen, gerichteten Querschnittsveränderungen zur gerichteten Erhöhung des Widerstandmomentes ausweisen, wie die zugehörige Ausschnitt-Querschnittansicht zeigt,
5 in einer isometrischen Darstellung einen eingefahrenen Überrollbügel mit kuppelartigen Ausformungen für einen Klapperschutz,
6 in einem Ausschnitt zur 5 einen Teil eines der Schenkelrohre mit den kuppelartigen Ausformungen für den Klapperschutz in Verbindung mit einer umlaufenden Einschnürung (Sicke) zur Bildung eines inneren Anschlages und
7 in einer weiteren Ausschnittdarstellung zur 5 einen Teil des eingefahrenen Schenkelrohres mit der kuppelartigen Ausformung zum Klapperschutz in Verbindung mit einer Führungsbuchse im Führungsblock des Überrollbügels.
Die 1 zeigt ein Beispiel für die partielle Umformung eines Bügelschenkelrohres 1, welche die Form eines Zahnsegmentes hat. Diese axial verlaufende sägezahnartige Verformung 2 ersetzt den üblicherweise verwendeten Rastdorn, der als separate Komponente mit dem Überrollbügel verbunden ist, typischerweise auf der unteren, die Enden der Bügelschenkel verbindenden Traverse aufgeschraubt ist. Dieses Konstruktionsprinzip ist relativ aufwändig. Der Rastdorn muß als separate Komponente hergestellt und bereitgehalten werden (hohe Logistik) und zum anderen ist ein nicht unbeträchtlicher Montageaufwand notwendig.
Zusammen mit einer konventionellen, drehbar angelenkten Sperrklinke 3 bildet die sägezahnartige Verformung 2 auf sehr einfache Weise die eingangs erwähnte Verriegelungseinrichrichtung für den aufgestellten Überrollbügel (Wiedereinfahrsperre), welche sich daher mit großem Vorteil sehr kostengünstig realisieren lässt.
Die sägezahnartige Verformung kann sich peripher nur über einen vorgegebenen Bogen erstrecken. Sie kann allerdings auch umlaufend ausgebildet sein. Es ist daher auch denkbar, mit der Hydroumformung ein Außengewinde anzuformen.
Die 2 zeigt ein weiteres Beispiel für eine partielle, durchmessererweiternde Umformung eines Bügelschenkelrohres 1, um axiale Anschläge bzw. Achsiallagerstellen zu realisieren.
Im Beispiel nach 2 ist das Bügelschenkelrohr 1 von einem Verstärkungsrohr 4 umgeben, das oben an einem ausstülpend angeformten Anschlag 5 anliegt und von unten mittels einer Gewindemutter 6, welche auf einem angeformten Außengewinde 7 sitzt, gegen den Anschlag 5 gedrückt wird.
Das verstärkte Bügelschenkelrohr 1 ist in bekannter Weise in einer Durchgangsbohrung 8 eines karosseriefesten Führungsblockes 9 geführt aufgenommen.
Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Überrollbügel, bei dem im Bügelkopf 10, dem Querjoch, mittig eine Steuernocke 11 angeformt ist. Diese Steuernocke dient dazu, in bekannter Weise einen Entriegelungshebel 12, der in Wirkverbindung mit der Sperrklinke 3 steht, und zum beidhändigen Reversieren des mittels Druckfedern 13 aufgestellten Überrollbügels die Sperrklinke durch eine Übertotpunkt-Stellung selbsthaltend in entriegelter Stellung hält, beim Einschieben des Überrollbügels unter Aufhebung der Übertotpunkt-Stellung und Damit der Selbsthaltung zu betätigen.
Die Druckfedern 13 sind oben in einer im Innern der Schenkelrohre angeordneten Druckbuchse 14 aufgenommen, die ihrerseits durch einen umlaufenden querschnittsverengenden Anschlag 15 in Position gehalten wird.
Die 4 zeigt einen Überrollbügel, dessen Bügelschenkelrohre 1, die In dem Führungsblock 9 geführt aufgenommen sind, durch Verformungen verstärkt sind, und zwar, wie insbesondere die querschnittliche Ausschnitt-Darstellung zeigt, durch gerichtete partielle Querschnittsveränderungen zur Erhöhung des Widerstandsmomentes. Der freie Querschnitt in der Richtung a ist größer als in der Richtung b senkrecht dazu.
Die 5 in Verbindung mit den 6 und 7 zeigt einen Überrollbügel im eingefahrenen Grundzustand und mit einem Klapperschutz in Form von partiellen kuppelartigen Ausformungen 16, die insbesondere aus 6 gut ersichtlich sind. Die kuppelartigen Ausformungen 16, die entweder direkt an der Innenwand der Durchgangsbohrung 8 des Führungsblockes 9 oder, wie in den 5 und 7 dargestellt, an einer in der Durchgangsbohrung teilweise eingeschobenen Kunststoffbuchse 17 anliegen, sollen durch eine spielfreie Lagerung verhindern, dass der abgelegte Überrollbügel im Normalbetrieb klappert.
Die 6 zeigt zudem in Ergänzung zur 3 den angeformten querschnittsverengenden Anschlag 15, welcher die Druckbuchse 14, die das obere Ende der Druckfeder aufnimmt, an ihrer Position hält. In 7 ist dabei der Einfachheit halber die Buchse 14 mit dem Anschlag 15 nicht dargestellt.
Über die dargestellten Ausführungsbeispiele hinaus können auch andere axial ausgerichtete Verformungen angebracht sein, z.B. als Rippen zur Verstärkung der Schenkelrohre in bestimmten Bereichen und/oder als das Führungsspiel im Führungsblock bestimmende Komponenten.
Auch können Halterungen zur Anbringung von weiteren Elementen des Überrollschutzsystems, z.B. das mit dem Überrollbügel verbundene Halteglied der sensorgesteuert auslösbaren Niederhaltevorrichtung, einschließlich der Haltewippe für den auslösenden Aktuator, durch Aus- bzw. Anformungen realisiert werden.
Zur Herstellung der Aus- bzw. Anformungen wird das partiell zu verformende Bügelrohr U-förmig vorgebogen und in ein Werkzeug der Hydroumformtechnik; das Formflächen für die Aus- bzw. Anformungen aufweist, als Rohling eingelegt. Dort wird der Rohling erwärmt, vorzugsweise induktiv, stirnseitig an den beiden Enden mit Druck beaufschlagt und während des Umformprozesses stirnseitig nachgeschoben. Die Erwärmung ist an den Stellen mit hohem Umformgrad größer als an Stellen mit geringer oder ohne Umformung. Damit wird ein gleichmäßiges Fließen des Materials erreicht.
Bei Sicken oder Prägungen, die am fertigen Rohr nach innen gerichtet sind, hat das in das Werkzeug eingelegte, vorgebogene Rohr einen Durchmesser der kleiner ist als der Innendurchmesser der späteren Einschnürung.

1: Bügelschenkelrohr
2: Sägezahnartige Verformung
3: Sperrklinke
4: Verstärkungsrohr
5: Ausstülpender Anschlag
6: Gewindemutter
7: Angeformtes Außengewinde
8: Durchgangsbohrung
9: Führungsblock
10: Bügelkopf (Querjoch)
11: Steuernocke
12: Entriegelungshebel
13: Druckfedern
14: Druckbuchse
15: Querschnittsverengender Anschlag
16: Partielle Ausformungen zum Klapperschutz
17: Kunststoffbuchse

Claims

Überrollbügel für ein Überrollschutzsystem in Kraftfahrzeugen, der als Hohlkörper ausgebildet ist und mindestens eine partiell den Bügelquerschnitt verändernde Umformung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung nach dem Prinzip der Hydroumformung mit der zusätzlichen Bedingung, dass der umzuformende Überrollbügel während der Umformung im Bereich der hohen Umformgrade eine höhere Temperatur aufweist als im Bereich geringerer Umformgrade erstellt ist.
Überrollbügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung als partiell axial ausgerichtete Ausformung ausgebildet ist.
Überrollbügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung als Verstärkungs- oder Führungsrippe ausgebildet ist.
Überrollbügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (2) sägezahnartig, das mobile Zahnsegment der Wiedereinfahrsperre bildend, ausgebildet ist.
Überrollbügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung als Außengewinde (7) am Überrollbügel ausgebildet ist.
Überrollbügel nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung als ausstülpend angeformter Anschlag (5) ausgebildet ist.
Überrollbügel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (5) umlaufend am Überrollbügel ausgebildet ist.
Überrollbügel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung als Steuernocke (11) für eine positionsabhängige Betätigung einer Komponente des Überrollschutzsystems ausgebildet ist.
Überrollbügel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung als umlaufende, querschnitssverengende Einschnürung (15) ausgebildet ist.
Überrollbügel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung als partiell gerichtete Querscnittsveränderung (a, b) im Überrollbügel ausgebildet ist.
Überrollbügel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformung als kuppelartige Auswölbung (16) ausgebildet ist.
Überrollbügel nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den Bügelschenkeln (1) des Überrollbügels mindestens zwei Auswölbungen (16) auf gleicher Höhe gegenüberliegend ausgeformt sind.