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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit Überrollschutzsystem, wie es üblicherweise in Cabriolets Anwendung findet. Diese Fahrzeuge zeichnen sich dadurch aus, dass anstelle eines festen Dachrahmens und einer sich bis zum Dachrahmen erstreckenden Mittelsäule nur ein ausstellbares oder ausfahrbares Dach in die Fahrzeugstruktur integriert ist, wodurch besondere Vorkehrungen zum Insassenschutz erforderlich werden. Da bei Cabriolets im Gegensatz zu konventionellen Fahrzeugen eine geschlossene Dachfläche und eine obere Querverbindung zwischen den Fahrzeugseitenwänden nicht vorhanden sind, weisen diese Fahrzeuge häufig einen zusätzlichen Querträger im Bereich hinter den Sitzen oder der Rücksitzbank auf. Dadurch werden die Anforderungen an die Quersteifigkeit und Torsionssteifigkeit der Gesamtfahrzeugkarosse ausreichend erfüllt. Im Falle eines Fahrzeugüberschlages jedoch, wenn besondere hohe Belastung auf die Fahrzeugkarosse bzw. auf die Fahrzeugstruktur durch einen Dachschlag oder eine starke Biegebeanspruchung auf die Fahrzeugsäulen in den Seitenwänden erfolgt, ist eine besondere Schutzvorrichtung für die Insassen erforderlich, so dass in diesem Fall nach einem Überschlag der Oberkörper und insbesondere der Kopf der Insassen unversehrt bleiben. Dazu können starre oder über Sensoren auslösbare und ausfahrbare Überollschutzsysteme vorgesehen werden, welche in der hinteren Sitzreihe in der Kopfstütze oder in die Fahrzeugkarosse integriert sind. Vorteile der ausfahrbaren Überrollschutzsysteme sind insbesondere dekorative Kundenanforderungen und Designvorteile.
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Die
EP 1 340 655 A1 offenbart eine Schutzvorrichtung für Kraftfahrzeuginsassen, welches ein zwischen einer Quertraverse und einer Fahrzeugrückwand positioniertes und verfahrbares Stützelement umfasst, das kraftübertragend mit der Quertraverse, der Fahrzeugrückwand und der Fahrzeugkarosse verbindbar ist. Die Quertraverse soll zusätzlich am Fahrzeugboden über ein von oben nach unten im Querschnitt U-förmig konfiguriertes Haltemittel abgestützt sein, wobei das Haltemittel aus Faserverbundkunststoff ausgebildet ist und das Stützelement selbst enthält. Nachteil hierbei ist der hohe Materialbedarf insbesondere des Haltemittels und der Fahrzeugrückwand sowie zur Funktionserfüllung eine hohe Maßhaltigkeit zwischen Haltemittel, Quertraverse und Stützelement.
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Aufgabe der Erfindung ist ausgehend vom beschriebenen Stand der Technik, ein Kraftfahrzeug mit Überrollschutzsystem aufzuzeigen, das ein reduziertes Fahrzeuggewicht bei gleichzeitig verringertem Material- und Montageaufwand erlaubt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Kraftfahrzeug nach Patentanspruch 1. Weiterbildungen und besondere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welches mindestens ein Überrollschutzsystem und eine Fahrzeugkarosse umfasst, an welche das Überrollschutzsystem festgelegt ist, sowie eine Detektoreinheit, die ein Unfallereignis ermittelt. Das Überrollschutzsystem umfasst ein Haltemittel und ein von der Fahrzeugkarosse weg ausfahrbar oder ausschwenkbar ausgeführtes Stützelement, wobei das Stützelement im Ausgangszustand innerhalb der Fahrzeugkarosse angeordnet ist und in seiner Längserstreckung verlaufende Seitenwände aufweist. Das Kraftfahrzeug ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stützelement an genau einer Seitenwand durch das Haltemittel im Ausgangszustand relativ zur Fahrzeugkarosse abgestützt ist, wobei das Haltemittel dazu ortsfest an der Fahrzeugkarosse festgelegt ist. Diese Gestaltung ermöglicht es in besonders vorteilhaftem Maße, ein kompaktes leichtgewichtiges Überrollschutzsystemsystem bereitzustellen, welches durch die kompakte Bauweise auch in eine ebenfalls kompaktere Fahrzeugkarosse eingebaut werden kann, und gleichzeitig deren strukturellen Eigenschaften synergetisch ausnutzt. Dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Stützelement wenigstens im Ausgangszustand durch das Haltemittel in einer in Fahrzeug-Z-Richtung und in einer senkrecht dieser Ebene ebenfalls in Fahrzeug-Z-Richtung verlaufenden Ebene durch die Fahrzeugkarosse festgelegt wird.
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Das Haltemittel dient dabei dazu, dass Stützelement bei einer mechanischen äußeren Beanspruchung, insbesondere bei einer Biegebeanspruchung auf das Stützelement abzustützen.
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Bevorzugt erfolgt die Abstützung durch das Haltemittel in Fahrzeug-X-Richtung. Im Rahmen der Erfindung ist unter Fahrzeug-X-Richtung eine parallel zur Längserstreckung des Fahrzeugs verlaufende Achse zu verstehen, während die Fahrzeug-Y-Richtung parallel zur Fahrzeugquerachse ist, also von Seitenwand zu Seitenwand verläuft, und die Fahrzeug-Z-Richtung die Erstreckung vom Fahrzeugboden bis zum Fahrzeugdach parallel zur Fahrzeughochachse darstellt. Es ist auch möglich, dass das Haltemittel das Stützelement in Fahrzeug-Y-Richtung abstützt, wobei es in diesem Fall benachbart einer nach innen zur Fahrzeugmitte zeigenden Seitenwand des Stützelementes angeordnet ist. Ebenso ist es denkbar, dass das Stützelement keine rechteckige Querschnittsform aufweist, oder dass die Seitenwände nicht genau parallel zur Fahrzeug-X-Richtung und Fahrzeug-Y-Richtung verlaufen. So ist auch denkbar, dass das Haltemittel eine Abstützung unter einem Winkel zwischen 0° und 90° in der durch die Fahrzeug X- und Y-Richtung aufgespannten Ebene gewährleistet, wenn es entsprechend zu einer in dieser Ebene winkelig ausgerichteten Seitenwand korrespondierend angeordnet ist.
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Ein weiterer besonderer Vorteil dieser Gestaltung des Kraftfahrzeuges ist es, dass das Überrollschutzsystem mit dem Haltemittel direkt an der Fahrzeugkarosse angebracht werden kann, und zwar derart, dass eine einseitige Zugänglichkeit für sämtliche Montageprozesse ausreichend ist.
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Weiterhin bevorzugt weist das Kraftfahrzeug ein Überrollschutzsystem mit Stützelement auf, dem ein wenigstens teilweise zu seinen weiten Seitenwänden korrespondierend verlaufender Stützkörper der Fahrzeugkarosse zugeordnet ist, welcher dafür vorgesehen ist, das Stützelement in seinem ausgefahrenen Zustand zusätzlich zum Haltemittel zu stützen. Dadurch wird erreicht, dass die Stützfunktion, welche im Stand der Technik stets und in erster Linie vom Überrollschutzsystem selbst gewährleistet ist, teilweise auf die Fahrzeugkarosse, insbesondere auf den Stützkörper der Fahrzeugkarosse übertragen wird.
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Weiterhin vorteilhaft ist zwischen einer Seitenwand des Stützelementes und dem Stützkörper an der Fahrzeugkarosse ein Spalt ausgebildet, welcher dazu dient, ein störungsfreies Ausfahren aus der Ausgangsposition in eine dem Insassen schützende Schutzposition zu ermöglichen. Der Spalt kann dabei als Führungsspalt vorgesehen werden und insbesondere eine Spaltbreite von weniger als 1 mm aufweisen. Zur Gewährleistung der Stützfunktion ist allerdings auch eine Spaltbreite von mehr als 1 mm insbesondere zwischen 1 mm und 5 mm umlaufend möglich. Um sicherzustellen, dass das Stützelement bei einer Ausführung mit relativ großer Spaltbreite nicht Störgeräusche produziert, kann zudem eine Zentrierung oder Führung vorgesehen sein, welche insbesondere im Innern des Stützelements angeordnet ist und entweder direkt mit der Fahrzeugkarosse selbst oder aber mit wenigstens indirekt mit dem Haltemittel verbunden ist.
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Weiterhin bevorzugt wird der Strukturkörper der Fahrzeugkarosse des Kraftfahrzeuges im Wesentlichen aus einer in Fahrzeug-Y-Richtung verlaufenden Quertraverse und einem dazu parallelen Querträger sowie zwei davon im Wesentlichen senkrecht abstehenden Vertikalstützen gebildet, wobei sich das Stützelement des Überrollschutzsystems im nicht ausgefahrenen oder nicht ausgeschwenkten Zustand im Wesentlichen innerhalb der Vertikalstützen befindet. Diese Anordnung des Stützelementes erlaubt es, den Bauraumbedarf für das Überrollschutzsystem auf ein Minimum zu beschränken, gleichzeitig aber auch, die hohe mechanische Beanspruchbarkeit der Fahrzeugkarosse insbesondere des oder der Stützkörper im Falle eines Ereignisses mit Überschlag zu nutzen.
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Ganz besonders bevorzugt kann vorgesehen werden, dass sich die Quertraverse zwischen den Vertikalstützen erstreckt und eine Oberseite der Vertikalstütze mit der Stirnseite der Vertikalstütze im Wesentlichen bündig abschließt. Bei dieser Anordnung der Quertraverse ist es besonders einfach möglich, das Überrollschutzsystem mit seinem Stützelement und Haltemittel innerhalb der nach oben offenen Vertikalstütze anzuordnen und ein besonders einfaches Ausfahren oder Ausschwenken des Stützelement aus der Vertikalstütze auszuführen. Ein nach oben hin bündiger Abschluss von Vertikalstütze und Quertraverse oder gar von Vertikalstütze, Quertraverse und Stützelement erlaubt es zudem besonders einfach, dekorative Abdeckungen oder sonstige Funktionsteile für den Innenraum oder für die Unterbringung des Dachverdeck vorzusehen, und gleichzeitig eine Verletzungsgefahr bei der Montage durch überstehende Kanten auszuschließen.
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Weiterhin bevorzugt kann vorgesehen werden, dass das Überrollschutzsystem mit seinem Haltemittel direkt an einer Innenwand der Vertikalstütze festgelegt oder über Distanzelemente einer Innenwand der Vertikalstütze festgelegt ist. Wiederum ergibt sich daraus eine besonders einfache Montagemöglichkeit des Überrollschutzsystems an der Fahrzeugkarosse. Im Falle einer im Wesentlichen flachen Ausgestaltung des Haltemittels kann bevorzugt ein Distanzelement Anwendung finden, welches einen eventuell vorhandenen Spalt zwischen Stützelement und Vertikalstütze ausgleicht. Im Falle eines dreidimensional geformten Haltemittels ist es dagegen sinnvoll, die Gestaltung des Haltemittels derart zu wählen, das sich ergebende Spalträume überbrückt werden können, die zwischen Stützelement und Vertikalstütze vorhanden sind.
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Erfindungsgemäß kann vorgesehen werden, den Strukturkörper als integraler Bestandteil einer der Fahrzeugkarosserie zugeordneten Rückwand auszubilden, wie sie sehr häufig in Cabriolets Verwendung findet. Die Rückwand ist dabei im Wesentlichen in der Ebene der Fahrzeug-Y-Richtung und Fahrzeug-Z-Richtung verlaufend ausgebildet. Die Rückwand insgesamt, zumindest aber der Strukturkörper kann dabei aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ausgebildet sein.
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Im Falle einer Rückwand aus Aluminium bietet sich ebenfalls für das Stützelement und für das Haltemittel eine artgleiche Materialwahl an, insbesondere um ein Korrosionsprozess zwischen den Kraftfahrzeugteilen zu unterbinden. In diesem Fall können also auch das Stützelement und das Haltemittel aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere durch Halbwarmumformen oder aber im Falle des Stützelements auch durch Extrusion hergestellt werden.
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Besonders bevorzugt ist es aber erfindungsgemäß, das Stützelement und/oder das Haltemittel und/oder die Vertikalstütze als Stahlbauteile auszuführen, wobei dazu kaltumgeformte oder warmumgeformte Stähle Anwendung finden können. Insbesondere und bevorzugt sei an dieser Stelle auf den Einsatz von Stahlblechen zur Herstellung von schalenförmigen Bauteilen hingewiesen, wobei jeweils wenigstens zwei Blechschalen in Teilbereichen sich gegenseitig überlappen und an diesen Stellen, den so genannten Flanschbereichen, gefügt werden können.
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Besonders bevorzugt ist das Stützelement aus Stahl insbesondere aus Stahlblechschalen gebildet, welche einen Hohlkörper bilden, wobei die Stahlblechschalen in Flanschbereichen überlappend gefügt sind. In diesem Fall bietet es sich natürlich auch an, das Haltemittel aus Stahl auszuführen, wobei sich dafür insbesondere ein dreidimensional umgeformtes, beispielsweise tiefgezogenes Blech eignet, weil während der Umformung oder aber auch davor oder danach das Einbringen von Öffnungen, Abschrägungen, Einprägungen, Aussparungen oder Ähnliches möglich ist.
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Im Falle der Positionierung des Haltemittels in Fahrzeug-X-Richtung vor oder hinter dem Stützelement wird durch das Haltemittel und den Strukturkörper das Stützelement in Fahrzeug-X-Richtung abgestützt, während die Abstützung in Fahrzeug-Y-Richtung allein durch die Strukturkörper sichergestellt ist. Eine Abstützung in Fahrzeug-Z-Richtung entgegen der Ausfahrbewegung des Stützelementes erfolgt dagegen wiederum durch das Haltemittel, welches dabei mit einem ersten Arretiermittel und einem zweiten Arretiermittel zusammenwirkt.
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Im Alternativfall der Positionierung des Haltemittels in Fahrzeug-Y-Richtung vor rechts oder links neben dem Stützelement wird das Haltemittel und den Strukturkörper wird das Stützelement in Fahrzeug-X-Richtung abgestützt, während die Abstützung in Fahrzeug-X-Richtung allein durch die Strukturkörper sichergestellt ist. Eine Abstützung in Fahrzeug-Z-Richtung entgegen der Ausfahrbewegung des Stützelementes erfolgt dagegen wiederum durch das Haltemittel, welches dabei mit einem ersten Arretiermittel und einem zweiten Arretiermittel zusammenwirkt.
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Weiterhin kann vorgesehen werden, dass das Haltemittel eine Ausbauchung aufweist, welche sich in dessen Längsrichtung erstreckt, und in welche ein erstes Arretiermittel festgelegt ist, dass mit einem zweiten, am Strukturkörper festgelegten oder stoffeinheitlich am Strukturkörper integrierten Arretiermittel derart zusammenwirkt, dass der Strukturkörper im ausgefahren Zustand gegen eine Einfahrbewegung gesichert ist. Das erste Arretiermittel kann dabei ein vorgespannter Schwenkhebel sein, welcher nicht oder nur partiell über die Oberfläche des Haltemittels übersteht und nach Auslösung der Ausfahrbewegung des Stützelementes mit dem zweiten Arretiermittel derart zusammenwirkt, dass ein formschlüssiger Kontakt zwischen den beiden Arretiermitteln entsteht, der das Stützelement gegen einer Wiedereinfahrbewegung absichert. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich auch möglich, das die Vorspannung eines Arretiermittels auch an oder auf dem beweglichen Stützelement erfolgt, während das Arretiermittel des Haltemittels bewegungsstarr daran festgelegt ist. Das bedeutet, dass das Überrollschutzsystem in diesem Fall ein erstes Arretiermittel aufweist, welches als Zackenleiste ausgebildet ist, sowie ein zweites Arretiermittel, das als vorgespannter Schwenkhebel ausgebildet ist. Wichtig ist nur, dass die Arretiermittel gegenseitig in Wirkverbindung treten können, und ein Durchrutschen des Stützelements ausgeschlossen ist. Im Falle eines bewegungsstarren Arretiermittels am Haltemittel ist dieses bevorzugt derart festgelegt, dass es über im Haltemittel ausgebildete Aussparungen stoffschlüssig mit dem Haltemittel verbunden ist. So ist besonders einfach eine Verschweißung dieses Arretiermittel mit dem Haltemittel auch bei nur einseitiger Zugänglichkeit möglich, wobei vorteilhafterweise dazu beide Bauteile aus dem gleichen Werkstoff, zumindest aber aus zwei miteinander schweißbaren Werkstoffen gebildet sind.
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Natürlich kann auch vorgesehen sein, dass im Fall eines zum Schweißen ungünstigen Materialmixes, beispielsweise einem Arretiermittel aus Stahl und einem Haltemittel aus Aluminium, eine andere stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Klebeverbindung gewählt wird.
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Eine weitere Ausführungsvariante des Überrollschutzsystems sieht vor, dass das erste Arretiermittel als Keilsegment ausgebildet ist, und ein zweites Arretiermittel als federbeaufschlagter Gegenkeil ausgebildet ist. Auch ist es möglich, dass mehrere Keilsegmente und/oder mehrere federbeaufschlagte Gegenkeile zusammenwirken. Wiederum ist es entscheiden, dass die Arretiermittel so zusammenwirken, dass ein zuverlässiges Sichern der Stützelementes gegen eine Wiedereinfahrbewegung gewährleistet ist. Das oder die Keilsegmente sind dabei bevorzugt am Strukturkörper befestigt, und der wenigstens eine Gegenkeil ist federvorgespannt und drehgelenkig am Haltemittel angeordnet, so dass während der Ausfahrbewegung des Stützelementes beide Arretiermittel aneinander gleiten und dabei der federbeaufschlagte Gegenkeil soweit zurückweicht, dass das das wenigstens eine Keilsegment vorbeigleiten kann. Im Falle einer durch den Überschlag initiierten Lasteinleitung in negative Fahrzeug-Z-Richtung bewegt sich das Stützelement nur soweit zurück, bis das Keilsegment und der Gegenkeil flächig aneinander liegen und eine weitere Rückbewegung damit unterbunden wird.
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In einer Weiterbildung der Erfindung ist das Haltemittel formschlüssig und relativ beweglich mit dem Stützelement gekoppelt. Dabei kann vorgesehen werden, dass das Haltemittel als Schiene ausgeführt ist, welche in einer Vertiefung der Seitenwand des Stützelements positioniert ist. Dabei kann sowohl das Stützelement als auch die Schiene zusätzlich ein erstes Arretiermittel und ein zweites Arretiermittel enthalten. Die Schiene dient dazu, die Relativbewegung zwischen Haltemittel und Stützelement in Fahrzeug-Y-Richtung und in Fahrzeug-X-Richtung zu minimieren und dabei eine Abstützung des Stützelementes im ausgefahrenen Zustand in diesen Richtungen sicherzustellen.
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Zum Zwecke der Gewichtseinsparung erstreckt sich das Haltemittel weiterhin nur über einen begrenzten Teil der Länge des Stützelementes, insbesondere nur über weniger als zwei Drittel der Länge des Stützelements, ganz besondere nur über weniger als die Hälfte der Länge des Stützelements. Es ist sogar möglich, das das Haltemittel nur über weniger als ein Drittel der Länge des Stützelementes verläuft, wodurch ein Maximum an Gewichtsersparnis erreichbar ist, aber die Zahl der Rückfallpositionen des Stützelementes im ausgefahren Zustand reduziert ist.
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Dies ist möglich, weil die Stützfunktion bei in das Stützelement eingeleiteter Last im Wesentlichen nur lokal in einem relativ kleinen Bereich erforderlich ist, und auch die Arretierung des Stützelements in der ausgefahrenen Position nur eine geringe Baugröße des Haltemittels erfordert.
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Dem Haltemittel ist dabei bevorzugt ein Verlängerungsstück zugeordnet, welches dazu dient, eine Verbindung zwischen Haltemittel und wenigstens einem Ausfahrorgan herzustellen. Somit ist es möglich, das Überrollschutzsystem als einteiliges Modul bereitzustellen, welches die Funktionen Auslösung, Arretierung und Abstützung sowie Lasteinleitung in die Fahrzeugkarosse in sich vereinigt.
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Weiterhin kann vorgesehen werden, dass das Haltemittel Aussparungen aufweist und/oder dass das Haltemittel partiell Bereiche geringerer Wandstärke aufweist. Damit wird dem Leichtbaugedanken ebenfalls Rechnung getragen, wobei weniger belastete Bereiche bevorzugt im unteren Teil des Haltemittels dünner ausgeführt oder mit Aussparungen versehen sind. Besonders bevorzugt ist der Bereich größter Wandstärke am oberen Ende des Haltemittels ausgebildet, sodass dieser Bereich der durch das Stützelement eingeleiteten maximalen Biegespannung standhält.
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Zudem kann alternativ oder ergänzend vorgesehen werden, dass zumindest die dem Haltemittel zugewandte Seitenwand des Strukturkörpers beziehungsweise der Vertikalstütze in Fahrzeug-Y-Richtung verlaufend eine uneinheitliche Wandstärke aufweist, wobei die Wandstärke im oberen Abschnitt der Vertikalstütze größer, ganz besonders um mindestens ein Drittel größer ist als in restlichen Abschnitten der Vertikalstütze. Dabei ist sowohl eine Gestaltung als Doppelblechlage möglich als auch eine Gestaltung von dickwandigen und dünnwandigen Abschnitten des Strukturkörpers unter Verwendung so genannter Tailor Blanks. Möglich ist aber auch, dass die Vertikalstütze im Abschnitt des oberen Endes dicker ausgeführt ist als in einem benachbarten mittleren Abschnitt, während die Dicke in einem unteren Abschnitt wieder größer ist, insbesondere in einem Anbindungspunkt zum Querträger und/oder zum Fahrzeugboden.
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Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiel anhand der schematischen Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden soweit möglich der Übersichtlichkeit wegen auch die gleichen Bezugszeichen verwendet.
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Dabei zeigen:
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1a bis 1c: eine erste Ausführungsvariante des Überrollschutzsystems für erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug
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2a bis 2b: eine zweite Ausführungsvariante des Überrollschutzsystems für erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug
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3a und 3b: Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer Front- und Seitenansicht auf einen Teil der Fahrzeugkarosse
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4 bis 7: weitere Ausführungsvarianten des Überrollschutzsystems für erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug im Querschnitt
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1 zeigt eine erste Ausführungsvariante eines Überrollschutzsystems 10 für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. 1a stellt dabei eine Seitenansicht dar entgegen der Kraftfahrzeug-X-Richtung. Die 1b zeigt eine leicht perspektivische Seitenansicht in Kraftfahrzeug-Y-Richtung, und 1c eine perspektivische Ansicht schräg von oben auf das Überrollschutzsystem 10.
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Zu erkennen ist in 1b das Stützelement 11, welches sich in Fahrzeug-Z-Richtung erstreckt und sich von einer hier dargestellten Ausgangsposition in eine Schutzposition überführen lässt. Das Haltemittel 20 erstreckt sich parallel zum Stützelement 11 über einen Teil der Länge L1 des Stützelementes 11, und weist dabei eine Länge L2 auf, welche geringfügig kleiner als die Hälfte der Länge L1 ist. Das Haltemittel 20 weist zudem Montageöffnungen 21 zur Befestigung an die nicht dargestellte Fahrzeugkarosse 2 auf, beispielsweise mittels Schrauben oder Nieten. Ebenfalls sind in das Haltemittel 20 Aussparungen 25 integriert, welche dazu vorgesehen sind, eine stoffschlüssige Verbindung mittels einer in 1c erkennbaren Schweißnaht 24 zwischen einem ersten Arretiermittel 22 und dem Haltemittel 20 selbst herzustellen. Weiterhin ist ein zweites Arretiermittel 18 mit dem Stützelement 11 in dessen unteren Bereich gekoppelt, was durch einen nicht dargestellten Bolzen gelenkig und mit einer vorgespannten Feder beaufschlagt mit dem Stützelement verbunden ist. Das zweite Arretiermittel 18 ist dabei als Schwenkhebel mit einer vom Stützelement weg wesenden zackenartigen Gestaltung ausgebildet, wobei die Schwenkbewegung derart ausführbar ist, dass der Hebel in Richtung Stützelement unter Federbelastung zurück geschwenkt wird.
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Außerdem sind in den 1a bis 1c Verlängerungsstücke 23 dargestellt, welche ebenfalls parallel zum Stützelement 11 verlaufen und das Haltemittel 20 über ein Winkelstück 29 mit einem Ausfahrorgan 30 koppelt. Das Ausfahrorgan 30 dient dazu, das Stützelement 11 von der Ausgangsposition in die Schutzposition zu bewegen, und kann pyrotechnisch, gasgeneratorisch oder durch federmechanisch wirken. Die Kopplung zwischen Ausfahrorgan 30 und Winkelstück 29, Winkelstück und Verlängerungsstück sowie Verlängerungsstück 23 und Haltemittel 20 erfolgt jeweils stoffschlüssig, kann aber auch zusätzlich oder alternativ durch handelsübliche Verbindungselemente kraftschlüssig oder formschlüssig ausgebildet sein. Zudem ist in 1c zu erkennen, dass das Haltemittel eine in Fahrzeug-Z-Richtung verlaufende randseitige Abschrägung 27 aufweist, welche genauso vom Stützelement 1 weg weist wie die im Haltemittel 20 integrierte Ausbauchung 26. Die Ausbauchung 26 umgreift teilweise das erste Arretiermittel 22, was in Form einer Zackenleiste ausgebildet ist und in Schutzposition mit dem zweiten Arretiermittel 18 formschlüssig verrastet. Das Arretiermittel 22 befindet sich teilweise innerhalb einer Vertiefung 16 des Stützelementes 11, so dass ein kompakterer Aufbau des Überrollschutzsystems gewährleistet ist gegenüber einer flachwandigeren Gestaltung des Stützelementes 11.
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Die Abschrägung 27 und Ausbauchung 26 dienen unter anderem der Versteifung des Haltemittels in Fahrzeug-X-Richtung. Am oberen Ende des Stützelementes 11 ist ein Deckel 28 angeordnet, welcher vor dem Eindringen von Medien aus der Umgebung dient und zugleich eine dämpfende Wirkung in Schutzposition und/oder eine zentrierende Wirkung in der Ausgangsposition haben kann. Zu erkennen ist in 1c ferner eine steuerungstechnische Kopplung einer Detektoreinheit 40 mit dem Auslöseorgan 30 des Überrollschutzsystems 10.
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In den 2a bis 2c ist eine zweite Ausführungsvariante des Überollschutzsysteme 10a in Schutzposition dargestellt, die sich von der 1 im Wesentlichen auch dadurch unterscheidet, dass das Haltemittel 20a U-förmig konfiguriert ist mit einer Abschrägung 27a, an die sich ein schmaler Flanschbereich anschließt, dessen Stirnseite vom Stützelement 11 durch einen kleinen Spalt der Spaltbreite Bs beanstandet ist. Bei Lasteinleitung in das Stützelement 11 in Fahrzeug-X-Richtung wird der Spalt überwunden und das Stützelement 11 vom Haltemittel 20a abgestützt. Ebenso erkennbar ist ein Teil des Auslöseorgans 30a, welches hier in Form einer nahezu entspannten Feder vorliegt. In den 2a und 2b sind die oberen und unteren Enden des Überrollschutzsystems 10a nicht dargestellt.
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In 2c ist perspektivisch von oben das Überrollschutzsystem 10 zuzüglich der beiden Enden dargestellt. Das obere Ende wird analog zu 1c vom Deckel 28 geschlossen, während am unteren Ende das Verlängerungsstück 23 mit dem Winkelstück 29 verbunden ist. Am Winkelstück 29 ist ein Ausfahrorgan 30 festgelegt, welches hier einen pyrotechnischer oder elektromagnetischer Aktuator beinhaltet und die zuvor zurückgehaltente vorgespannte Feder 30a zum entspannten freigegeben hat um die Ausfahrbewegung des Stützelementes 11 zu initiieren. Zu erkennen ist ferner eine steuerungstechnische Kopplung einer Detektoreinheit 40 mit dem Auslöseorgan 30 des Überrollschutzsystems 10a.
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3a stellt eine Frontalansicht auf den Strukturkörper und ein darin befindliches Überrollschutzsystem 10 nach der vorliegenden Erfindung dar. Zu erkennen ist der Teil der Fahrzeugkarosse 2, welcher Wesentlichen für die Insassensicherheit bei Unfallereignissen mit Überschlag ist. Vom in Fahrzeug-Y-Richtung verlaufenden Bodenträger 5 erstrecken sich im Wesentlichen lotrecht die Vertikalstützen 6, welche in ihren oberen Abschnitten 9 seitlich von der Quertraverse 4 umgriffen und miteinander verbunden werden. In der 3a links angedeutet ist ein Überrollschutzsystem 10 in Ausgangslage, wobei dabei das Stützelement 11 im Wesentlichen innerhalb der Vertikalstütze 6 positioniert ist, während rechts das Überrollschutzsystem 10a in die Schutzposition ausgefahren ist. Mit dieser Gestaltung ist es möglich, von Stützelement 11 eingeleitete Lasten sowohl in Fahrzeug-X-Richtung als auch in Fahrzeug-Y-Richtung über die nicht dargestellten Haltemittel und Arretiermittel in die Vertikalstütze 6 und von dieser weiter in die Fahrzeugkarosse einzuleiten. Da bei einem Überschlag in der Regel zeitgleich nur eine einseitige Lastbeaufschlagung erfolgt, dient Quertraverse 4 und Bodenträger 5 der Lastweiterleitung auf die jeweils unbelastete Fahrzeugseite.
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Die 4 stellt im Querschnitt eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Überrollschutzsystems dar, wobei das Stützelement 11 im Querschnitt Rechteckig konfiguriert ist und von den Seitenwänden 12, 13, 14, 15, die jeweils über abgerundete Kanten verbunden sind, begrenzt ist. Ebenfalls rechteckig konfiguriert ist der Strukturkörper 3 in Form der Vertikalstütze 6, welcher die Seitenwände 12, 13, 15 des Stützelementes 11 umgreift. Das Haltemittel 20 ist fest an der Vertikalstütze 6 gekoppelt und über am Haltemittel 20 festgelegte oder im Haltemittel 20 integrierte Distanzelemente 18 erfolgt die Abstützung des Stützelementes im ausgefahrenen Zustand in der Schutzposition.
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Im Unterschied zur Ausführungsform in 4 weist das Überrollschutzsystem nach 5 ein dünneres und schmaleres Haltemittel auf, dessen randseitige Abschrägungen 27 in Richtung Stützelement 11 weisen und dieses in der Schutzposition abstützen. Zwischen Stirnseite 20' des Haltemittels 20 und Stützelement 11 ist der Ausgangsposition ein Spalt der Spaltbreite Bs vorgesehen, welcher bei eingeleiteter Lastkomponente in Fahrzeug-X-Richtung auf null reduziert wird und eine im Wesentlichen linienförmige in Fahrzeug-Z-Richtung verlaufende Abstützungsfläche ergibt. Auch das erste Arretiermittel 22 ist vom Stützelement 11 mit einer ähnlichen oder derselben Spaltbreite beanstandet.
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6 weist ein verändertes Haltemittel 11 auf, welches korrespondierend zur dem Haltemittel 20 zugewandten Seitenwand 14 des Stützelements 11 ausgebildet ist und diese Seitenwand 14 bereichsweise durch die Abschrägung 27 umgreift. Das Haltemittel 20 ist in dieser Ausführungsvariante über Distanzelemente 19 mit dem Strukturkörper 3 in Form der Vertikalstütze 6 fest verbunden. Das Haltemittel 20 ist zudem mit einer Ausbauchung versehen, welche sich in Fahrzeug-Z-Richtung über die gesamte Länge des Haltemittels 20 erstreckt. In der Vertiefung 16 des Stützelementes 11 ist nicht dargestellt das zweite Arretiermittel angeordnet, aber die Vertiefung 16 ermöglicht auch ein teilweises Umschließen des ersten Arretiermittels 22, so dass insgesamt ein geringerer Bauraum erforderlich ist als bei einer Ausführung des Stützelements 11 mit vollständig flachen Seitenwänden 12, 13, 14, 15. Zudem erhöht die Vertiefung 16 die Biegesteifigkeit des Stützelements 11.
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7 stellt eine weiter Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 in einem Querschnitt durch die Vertikalstütze 6 dar, wobei sowohl das Stützelement 11 des Überrollschutzes 10 als auch der Strukturkörper 3 in Form der Vertikalstütze 6 in Schalenbauweise ausgeführt sind. Nicht dargestellt sind die Einzelheiten und Anbauteile des Überrollschutzsystems sondern nur das Stützelement 11, welches aus zwei metallischen Blechschalen, die aus umgeformten so genannten Halbschalen bestehen, gebildet wird. Eine Blechschale umfasst dabei die Seitenwände 14 und Teile von 15 und 13, während die zweite Blechschale die Seitenwand 12 vollständig und große Teile der Seitenwände 13 und 15 bildet. In deren Enden sind Überlappungsbereiche U11 zu erkennen, in denen die Blechschalen miteinander gefügt, insbesondere verschweißt sind. Im Falle von Stahlblechen finden dafür besonders Widerstandspunktschweißen und um Falle von Aluminiumblechen auch das Rührreibschweißen bevorzugt Anwendung. Die Vertikalstütze 6 ist aus zwei Blechschalen gebildet und bevorzugt aus dem gleichen Werkstoff wie das Stützelement 11. Die Vertikalstütze 6 ist als Hohlprofil ausgeformt und im Überlappungsbereich U6 gefügt.
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8 stellt eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Überrollschutzsystems 10 im Querschnitt dar, wobei hier ein kreisförmiges Stützelement 11 innerhalb des Strukturkörpers 3 angeordnet und mit einer Spaltbreite Bs von den Innenwänden beabstandet ist. Das Halteelement 20 umgreift umfangseitig das Stützelement 11 und weist auf der der Innenwand 7 des Strukturkörpers 3 zugewandten Seite eine flache Form auf und auf der dem Stützelement 20 zugewandten Seite eine diesem korrespondierende runde Form. Die Wand des Stützelementes 11 wird nur etwa zu 25% vom Halteelement 20 umschlossen und dabei abgestützt. Zwischen Halteelement 20 und Stützelement 11 ist auch hier ein erstes Arretiermittel 22 angeordnet.
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9 unterscheidet sich nur durch zweierlei Merkmale von der Ausführungsvariante in 8. So erfolgt die Anbindung des Haltemittels 20 direkt an der Innenseite 7 des Strukturkörpers 3 bzw. der Vertikalstütze 6. Dies kann mittels Stoffschluss und/oder Kraftschluss erfolgen. Außerdem ist das Haltemittel um 90 Grad versetzt gegenüber dem Haltemittel in 8 angeordnet und weist in Fahrzeug-Y-Richtung nach Außen oder in negative Fahrzeug-Y-Richtung nach Innen zur Fahrzeugmitte.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeugkarosse
- 3
- Strukturkörper
- 4
- Quertraverse
- 5
- Bodenträger
- 6
- Vertikalstütze
- 7
- Innenwand von 6
- 8
- Seitenwand
- 9
- Oberer Abschnitt von 8
- 10
- Überrollschutzsystem in Ausgangsposition
- 10a
- Überrollschutzsystem in Schutzposition
- 11
- Stützelement
- 12
- Seitenwand
- 13
- Seitenwand
- 14
- Seitenwand
- 15
- Seitenwand
- 16
- Vertiefung
- 17
- Montageöffnung
- 18
- Arretiermittel
- 19
- Distanzelemente
- 20, 20a
- Haltemittel
- 21
- Montageöffnung
- 22
- Arretiermittel
- 20'
- Stirnseite zu 20
- 23
- Verlängerungsstück
- 24
- Schweißnaht
- 25
- Aussparung
- 26
- Ausbauchung
- 27, 27a
- Abschrägung
- 27
- Deckel
- 28
- Winkel
- 29
- Ausfahrorgan
- 30
- Winkelstück
- 30, 30a
- Ausfahrorgan
- 40
- Detektoreinheit
- Bs
- Spaltbreite
- H1
- Höhe zu 20
- H2
- Höhe zu 11
- U6
- Überlappungsbereich zu 6
- U11
- Überlappungsbereich zu 11
- W1
- Wandstärke
- W2
- Wandstärke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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