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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Überrollschutzeinrichtung für ein offenes Kraftfahrzeug bzw. ein Cabriolet mit einer sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand im Wesentlichen in einer Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckenden Bügeleinrichtung.
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Derartige Überrollschutzeinrichtungen oder auch Überrollschutzsysteme dienen zum Schutz der Insassen von Kraftfahrzeugen und insbesondere Cabriolets ohne schützendes Dach. Eine Überrollschutzeinrichtung dient im Falle eines Unfalls bei einem Überschlag dazu, einen Überlebensraum für die Insassen aufzuspannen. Typischerweise erstreckt sich eine solche Überrollschutzeinrichtung wenigstens annähernd über die (innere) Fahrzeugbreite eines offenen Kraftfahrzeugs. Bei bekannten Überrollschutzsystemen gibt es für den Fahrer und den Beifahrer meist separate Überrollbügel, die beide an einem gemeinsamen Querträger befestigt sind. Es sind auch Überrollschutzsysteme bekannt geworden, bei denen der linke und der rechte Überrollbügel aus einem gemeinsamen Profil gefertigt sind.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Überrollschutzeinrichtung bzw. ein Überrollschutzsystem für zum Beispiel offene Kraftfahrzeuge zur Verfügung zu stellen, welche eine hohe und ausreichende Steifigkeit und Stabilität bei einer relativ einfachen Konstruktion ermöglicht. Insbesondere soll die Stabilisierung mit geringem Materialaufwand erreicht werden, um Gewicht und Kosten zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch eine Überrollschutzeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der allgemeinen Beschreibung und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
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Eine erfindungsgemäße Überrollschutzeinrichtung für ein offenes Kraftfahrzeug bzw. ein Cabriolet umfasst eine sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand im Wesentlichen in einer Fahrzeugquerrichtung des Kraftfahrzeuges erstreckende Bügeleinrichtung. Die Bügeleinrichtung umfasst ein gebogenes Hohlprofil, wobei an dem gebogenen Hohlprofil ein fahrerseitiger bogenförmiger Bügelbereich und ein beifahrerseitiger bogenförmiger Bügelbereich und ein Mittelbereich dazwischen ausgebildet sind. Möglich ist es auch, dass weitere bogenförmige Bügelbereiche zum Beispiel mäanderförmig vorgesehen sind. Weiterhin erstrecken sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand der fahrerseitige bogenförmige Bügelbereich und der beifahrerseitige bogenförmige Bügelbereich im Wesentlichen in einer Fahrzeughochrichtung. Erfindungsgemäß umfasst die Bügeleinrichtung eine Verrippungsstruktur zu Verstärkung.
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Eine erfindungsgemäße Überrollschutzeinrichtung hat viele Vorteile. Ein erheblicher Vorteil der erfindungsgemäßen Überrollschutzeinrichtung besteht in dem einfachen Aufbau und der hohen Stabilität. Zur Stabilisierung wird die Verrippungsstruktur eingesetzt, die die bogenförmigen Bügelbereiche und die Bügeleinrichtung insgesamt verstärkt. Dadurch wird über einfache Mittel eine verbesserte Stabilität erreicht. Der Materialeinsatz und der Kostenaufwand sind gering.
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Vorzugsweise ist das gebogene Hohlprofil im Wesentlichen einstückig ausgebildet, sodass der beifahrerseitige bogenförmige Bügelbereich und der fahrerseitige bogenförmige Bügelbereich an dem gemeinsamen gebogenen Hohlprofil ausgebildet sind. Die Bügelbereiche können jeweils auch als Schutzbügel angesehen und bezeichnet werden, auch wenn sie an dem gemeinsamen Hohlprofil ausgebildet sind.
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Vorzugsweise weist die Bügeleinrichtung ein zweites Hohlprofil auf, welches sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand im Wesentlichen in der Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Das zweite Hohlprofil ist insbesondere ein separates Bauteil und kann eine unrunde, runde oder insbesondere eine etwa rechteckige Form oder dergleichen aufweisen. Insbesondere umfasst das zweite Hohlprofil mehrere Kammern, sodass das zweite Hohlprofil als ein Mehrkammerprofil ausgebildet ist. Das zweite Hohlprofil erstreckt sich vorzugsweise wenigstens über einen wesentlichen Teil der Breite des Kraftfahrzeuges.
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Das gebogene Hohlprofil kann auch als erstes Hohlprofil bezeichnet werden. Das gebogene bzw. erste Hohlprofil und das zweite Hohlprofil sind vorzugsweise separate Bauteile. Dadurch können unterschiedliche Materialien zur Herstellung der verschiedenen Hohlprofile verwendet werden. Denkbar ist es aber auch, dass das zweite Hohlprofil aus dem gleichen Material wie das gebogene Hohlprofil besteht. Es ist auch möglich, dass das gebogene Hohlprofil und das zweite Hohlprofil einstückig ausgebildete oder verbundene Bauteile sind.
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In besonders bevorzugten Weiterbildungen weist die Verrippungsstruktur eine Mehrzahl von sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand im Wesentlichen in einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Rippen auf. Es ist auch möglich und bevorzugt, dass die Verrippungsstruktur eine Mehrzahl von sich im bestimmungsgemäß eingebauten Zustand im Wesentlichen in einer Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Rippen aufweist. Das bedeutet, dass sich die Rippenflächen vorzugsweise in Längs- und/oder Querrichtung des Kraftfahrzeugs erstrecken. Dadurch wird eine hohe Stabilität insbesondere auch bei einem Überschlag erreicht.
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In bevorzugten Weiterbildungen bilden mehrere benachbarte Rippen insbesondere jeweils eine etwa dreieckige Struktur. Dadurch wird eine hohe Stabilität erreicht. Vorzugsweise beträgt der Innenwinkel zwischen benachbarten Rippen einer dreieckigen Struktur zwischen etwa 30 und 60°.
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In bevorzugten Weiterbildungen ist die Verrippungsstruktur oberhalb des zweiten Hohlprofils angeordnet. Insbesondere ist die Verrippungsstruktur räumlich zwischen der Bügeleinrichtung und dem zweiten Hohlprofil angeordnet und insbesondere mit der Bügeleinrichtung und dem zweiten Hohlprofil jeweils fest verbunden. Dadurch kann die Stabilität erheblich erhöht werden. Gleichzeitig wird nur ein geringer Materialeinsatz gefordert.
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Vorzugsweise bestehen das gebogene Hohlprofil und/oder die Verrippungsstruktur im Wesentlichen aus wenigstens einem faserverstärkten Material und insbesondere aus wenigstens einem faserverstärkten thermoplastischen Material. Dadurch kann ein geringes Gewicht erreicht werden, während gleichzeitig eine hohe Stabilität erreicht werden kann.
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In einer anderen Ausführungsform besteht das gebogene Hohlprofil aus einem gebogenen und innenhochdruckumgeformten Aluminium-Strangpressprofil, vorzugsweise aus einer 6000er- oder 7000er-Legierung.
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In allen Ausgestaltungen ist es bevorzugt, dass die Bügeleinrichtung wenigstens ein flächiges Verstärkungsbauteil umfasst. Das flächige Verstärkungsbauteil kann beispielsweise als Verstärkungsblech ausgebildet sein. Das flächige Verstärkungsbauteil verstärkt insbesondere den fahrerseitigen und den beifahrerseitigen bogenförmigen Bügelbereich. Vorzugsweise erstreckt sich das Verstärkungsbauteil über einen wesentlichen Teil der seitlichen Breite oder der seitlichen Erstreckung der Verrippungsstruktur. Insbesondere deckt das Verstärkungsbauteil die Verrippungsstruktur ab. Es ist möglich, dass ein Verstärkungsbauteil auf der vorderen und auf der hinteren Seite der Verrippungsstruktur angeordnet und befestigt wird. Möglich ist es aber auch, dass ein Verstärkungsbauteil nur an einer Seite vorgesehen ist.
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In allen Ausgestaltungen ist es möglich und bevorzugt, das Verstärkungsbauteil beispielsweise als Organoblech auszuführen. Ein solches faserverstärktes Bauteil ermöglicht ein geringes Gewicht mit einer hohen Stabilität.
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In vorteilhaften Weiterbildungen weist das gebogene Hohlprofil einen unrunden Querschnitt auf. Vorzugsweise ändert sich die Form und/oder die Größe des Querschnitts des gebogenen Hohlprofils entlang der seitlichen Erstreckung. Das bedeutet beispielsweise, dass die Form und/oder die Größe des Querschnitts des gebogenen Hohlprofils in dem Mittelbereich sich von dem Querschnitt in der Mitte des fahrerseitigen bogenförmigen Bügelbereiches unterscheidet. Es ist aber weiterhin bevorzugt, dass sich die Form und/oder Größe des Querschnittes auch über den seitlichen Verlauf des fahrerseitigen und des beifahrerseitigen bogenförmigen Bügelbereichs ändern. Insbesondere findet eine kontinuierliche Änderung der Querschnitte statt. Vorzugsweise sind die Querschnitte unrund ausgebildet und ermöglichen eine große Kraftableitung im Falle eines Überschlags.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass das gebogene Hohlprofil in dem Mittelbereich zwischen den beiden bogenförmigen Bügelbereichen direkt oder indirekt mit dem zweiten Hohlprofil verbunden ist. Dadurch wird die Stabilität nochmals erhöht.
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Vorzugsweise ist das zweite Hohlprofil an beiden Enden jeweils mit einem dritten Hohlprofil verbunden, welches im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung ausgerichtet ist. Dabei ist vorzugsweise an jedem Ende ein separates drittes Hohlprofil angeordnet, sodass zwei dritte Hohlprofile vorgesehen sind. Das gebogene Hohlprofil kann indirekt mit den zweiten und dritten Hohlprofilen verbunden sein. Vorzugsweise ist das gebogene Hohlprofil direkt mit dem zweiten und dem dritten Hohlprofil verbunden.
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Es ist möglich und bevorzugt, dass das gebogene Hohlprofil in seinen seitlichen Endbereichen im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung ausgerichtet ist und/oder formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit den dritten Hohlprofilen verbunden ist.
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Dabei können die seitlichen Enden des gebogenen Hohlprofils mit den dritten Hohlprofilen formschlüssig verbunden sein. Dazu können die Enden des gebogenen Hohlprofils insbesondere in den beiden dritten Hohlprofilen eingesteckt sein.
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In bevorzugten Ausgestaltungen sind das zweite Hohlprofil und wenigstens ein drittes (insbesondere beide) Hohlprofil stoffschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere erfolgt die Verbindung über einen Schweißvorgang.
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In allen Ausgestaltungen besteht die Bügeleinrichtung wenigstens teilweise aus einer Gruppe von Werkstoffen, welche metallische Werkstoffe wie Stahl, Edelstahl, Aluminium, Titan, Magnesium und/oder faserverstärkte Kunststoffe mit Thermoplast- oder Duroplastmatrix und mit Glas-, Basalt-, Aramid-, oder Kohlenstofffasern umfasst.
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Mit der Erfindung wird ein relativ einfaches Überrollschutzsystem zur Verfügung gestellt, bei welchem eine Reduktion der Schnittstellen und eine Reduktion der Teileanzahl zugleich möglich sind. Es ist eine deutliche Gewichtsreduktion möglich und es besteht ein hohes Potenzial zur Teile- und Funktionsintegration. Auch eine Kostenreduktion ist möglich.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert wird.
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In den Figuren zeigen:
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1 eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Überrollschutzeinrichtung;
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2 eine Detailvergrößerung aus 1 und eine Mehrzahl schematisch eingezeichneter Querschnitte;
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3 eine Rückansicht und eine Seitenansicht der Überrollschutzeinrichtung nach 1; und
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4 eine Explosionsdarstellung der Rückansicht und der Seitenansicht nach 3.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Überrollschutzeinrichtung in einer schematischen Vorderansicht, wobei die Überrollschutzeinrichtung 1 in einer Hybrid-Bauweise ausgeführt ist. Die Überrollschutzeinrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer Bügeleinrichtung 3, die ein gebogenes Hohlprofil 4 umfasst. An dem gebogenen Hohlprofil 4 ist hier in der Abbildung auf der rechten Seite ein fahrerseitiger bogenförmiger Bügelbereich 5 und auf der linken Seite ein beifahrerseitiger bogenförmiger Bügelbereich 6 ausgebildet, zwischen denen hier ein einziger Mittelbereich 7 vorgesehen ist.
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Das gebogene Hohlprofil 4 ist hier als einstückiges Bauteil ausgeführt und besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff. Insbesondere wird ein endlosfaserverstärktes thermoplastisches Hohlprofil verwendet, welches beispielsweise als Hybridgarn-Flechtprofil hergestellt bzw. ausgeführt ist.
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Des weiteren umfasst die Bügeleinrichtung 3 ein zweites Hohlprofil 10, welches an den Enden rechts und links jeweils mit einem dritten Hohlprofil 18 bzw. einem dritten Hohlprofil 19 verbunden ist. In die dritten Hohlprofile 18, 19 sind die Enden 16, 17 des gebogenen Hohlprofils 4 eingeführt, sodass dort eine formschlüssige Verbindung des gebogenen Hohlprofils 4 mit den dritten Hohlprofilen 18, 19 zur Verfügung gestellt wird. Dadurch wird eine hohe Stabilität erreicht.
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Zusätzlich ist eine Verrippungsstruktur 9 vorgesehen, die eine Vielzahl von Rippen 11, 12, 13 umfasst. Die flächigen Rippen erstrecken sich hier im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung 20. Drei benachbarte Rippen 11, 12, 13 bilden jeweils eine dreieckige Struktur 14, die eine hohe Stabilität zur Verfügung stellt. Hier weist jede dreieckige Struktur 14 eine zentrale Durchgangsöffnung auf, die sich in Längsrichtung 20 erstreckt. Dadurch weist die Verstärkungsstruktur bzw. die Verrippungsstruktur 9 eine hohe Stabilität gegen Kräfte in Fahrzeugquerrichtung 2 und in Fahrzeughochrichtung 8 auf.
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Die Verrippungsstruktur 9 ist räumlich zwischen dem gebogenen Hohlprofil 4 und dem zweiten Hohlprofil 10 angeordnet und ist hier mit jeweils beiden Bauteilen verbunden. Die Verrippungsstruktur 9 stützt das gebogene Hohlprofil in dem fahrerseitigen bogenförmigen Bügelbereich 5 und auch in dem beifahrerseitigen bogenförmigen Bügelbereich ab. Die Verrippungsstruktur 9 erstreckt sich hier im Wesentlichen über die vollständige Breite in der Fahrzeugquerrichtung 2.
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Auf der Rückseite des gebogenen Hohlprofils 4 und der Verrippungsstruktur 9 ist hier zur zusätzlichen Versteifung ein flächiges Verstärkungsbauteil 15 an der Verrippungsstruktur 9 und dem (gemeinsamen) gebogenen Hohlprofil 4 und dem zweiten Hohlprofil 10 befestigt, sodass ein stabiler Verbund entsteht.
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2 zeigt den beifahrerseitigen bogenförmigen Bügelbereich 6 vergrößert und eine Vielzahl von Querschnitten 21 bis 30 durch die Bügeleinrichtung 3 bzw. durch das gebogene Hohlprofil 4. Der Querschnitt 21 wird durch die Ziffern 1-1 angezeigt. Dementsprechend wird durch die Ziffern 5-5 der Querschnitt 25 angezeigt und durch die Ziffern 9-9 wird die Lage des Querschnittes 29 definiert etc.. Die einzelnen Querschnitte sind unrund ausgebildet und verändern sich entlang des Verlaufs des gebogenen Hohlprofils 4 kontinuierlich. Jeder Querschnitt 21 bis 30 ist dazu ausgebildet, hohe und höchste Kräfte im Falle eines Überschlags ableiten zu können und so die Insassen vor Verletzungen und Schäden zu schützen.
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Die Ziffern 1-1 zeigen den Querschnitt 21 im Mittelbereich 7, wobei dort auch der Querschnitt durch das zweite Hohlprofil 10 mit den hier drei Kammern erkennbar ist. Die Ziffern 10-10 zeigen die Lage des Querschnitts 30 an, in dem auch ein Querschnitt durch das dritte Hohlprofil 19 erkennbar ist, in dem das Ende 17 des gebogenen Hohlprofils 4 im Wesentlichen formschlüssig und/oder stoffschlüssig aufgenommen ist.
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3 zeigt eine schematische Rückansicht der Überrollschutzeinrichtung 1, in der das flächige Verstärkungsbauteil 15 die Verrippungsstruktur 9 hier vollständig verdeckt.
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Sowohl die Enden des gebogenen Hohlprofils 4 als auch die seitlichen Enden des zweiten Hohlprofils 10 werden in den dritten Hohlprofilen 18, 19 aufgenommen.
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4 zeigt eine Rückansicht und eine Seitenansicht der Überrollschutzeinrichtung 1 in einer schematischen Explosionsdarstellung. Im unteren Bereich sind die dritten Hohlprofile 18 und 19 zu erkennbar. Darüber ist das zweite Hohlprofil 10 angeordnet. In den dritten Hohlprofilen 18 und 19 und dem zweiten Hohlprofil 10 sind Bohrungen oder Löcher zu erkennen, an denen die Bauteile vorzugsweise miteinander verschraubt und/oder der gesamte Überrollbügel mit der Karosseriestruktur direkt oder indirekt verbunden/verschraubt werden.
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Oberhalb des zweiten Hohlprofils 10 ist das flächige Verstärkungsbauteil 15 abgebildet, welches insbesondere als Organoblech ausgeführt ist und vorzugsweise aus einem flächigen endlosfaserverstärkten Thermoplast besteht.
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Darüber ist die Verrippungsstruktur 9 abgebildet, an der die Mehrzahl der Rippen 11 bis 13 ausgebildet ist. Die Rippen sind insbesondere als Kunststoffrippen ausgeführt. Die Verrippungsstruktur besteht insbesondere aus einem faserverstärkten thermoplastischen Material.
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Das zweite Hohlprofil und auch die dritten Hohlprofile 18, 19 bestehen vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff und insbesondere aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
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Im oberen Bereich von 4 ist das gebogene Hohlprofil 4 mit den daran ausgebildeten bogenförmigen Bügelbereichen 5, 6 abgebildet. Das gebogene Hohlprofil 4 besteht vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff oder Aluminium und insbesondere aus einem endlosfaserverstärkten thermoplastischen Hohlprofil. Insbesondere wird das gebogene Hohlprofil aus einem Hybridgarn-Flechtprofil hergestellt.
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Insgesamt stellt die Erfindung eine vorteilhafte Überrollschutzeinrichtung 1 bzw. ein vorteilhaftes Überrollschutzsystem zur Verfügung, welche sich für den Einsatz an offenen Kraftfahrzeugen bzw. an Cabriolets eignet. Die Überrollschutzeinrichtung 1 stellt ein stabiles System zur Verfügung, welches eine hohe Stabilität bei geringem Aufwand ermöglicht. Es kann eine deutliche Gewichtsreduktion und auch Kostenreduktion erzielt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Überrollschutzeinrichtung
- 2
- Fahrzeugquerrichtung
- 3
- Bügeleinrichtung
- 4
- gebogenes Hohlprofil
- 5
- fahrerseitiger bogenförmiger Bügelbereich
- 6
- beifahrerseitiger bogenförmiger Bügelbereich
- 7
- Mittelbereich
- 8
- Fahrzeughochrichtung
- 9
- Verrippungsstruktur
- 10
- zweites Hohlprofil
- 11
- Rippe
- 12
- Rippe
- 13
- Rippe
- 14
- dreieckige Struktur
- 15
- Verstärkungsbauteil
- 16
- Ende
- 17
- Ende
- 18
- drittes Hohlprofil
- 19
- drittes Hohlprofil
- 20
- Längsrichtung
- 21–30
- Querschnitt
