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Die Erfindung betrifft einen Überrollbügel, mit dessen Hilfe bei einem Überschlag eines Kraftfahrzeugs Fahrzeuginsassen vor Verletzungen geschützt werden können.
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Aus
DE 10 2014 113 619 A1 ist ein Überrollbügel bekannt, bei dem ein hinter einem Sitz eines Fahrzeuginsassen vorgesehener Bügel an seinen Enden in U-förmige Haltelaschen eingesteckt und mit einem Querträger verbunden ist.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis hohe Lasten in einer Kraftfahrzeugkarosserie wirksam abtragen zu können.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine effektive Abtragung hoher Lasten in einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen Überrollbügel mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist ein Überrollbügel zur Abtragung von Aufprallkräften vorgesehen mit einem Querträger zum Abtragen von Lasten, einem ersten Bügel zum Schutz eines Fahrers, einem zweiten Bügel zum Schutz eines Beifahrers und einer mit einem zum zweiten Bügel weisenden Endstück des ersten Bügels und mit einem zum ersten Bügel weisenden Endstück des zweiten Bügels verschweißten Verbindungsstrebe zur Abtragung von Lasten, wobei die Verbindungsstrebe separat zum Querträger ausgestaltet ist.
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Die beiden Bügel können über die angeschweißte Verbindungsstrebe zu einer gemeinsamen Baueinheit zusammengefasst werden, die bereits vormontiert bzw. vorgefertigt, beispielsweise verschweißt, verbaut werden kann. Die Herstellung des Überrollbügels kann dadurch einfacher erfolgen. Da die Verbindungsstrebe einen Beitrag zur Festigkeit leistet und eine Versteifung erreichen kann, ist es grundsätzlich möglich die mit der Verbindungsstrebe verschweißten Endstücke der beiden Bügel über eine senkrecht zur Längsrichtung des jeweiligen Endstücks, insbesondere im Wesentlichen in einer Horizontalebene liegende, Schweißnaht mit der Verbindungsstrebe zu verschweißen. Zudem kann eine zwischen dem Endstück des jeweiligen Bügels und der Verbindungsstrebe vorgesehene Schweißnaht zu einer Hauptbelastungszone versetzt positioniert sein. Wenn beispielsweise bei einem Überschlag des Kraftfahrzeugs in Z-Richtung gerichtete Aufprallkräfte an den Bügeln angreifen, kann die Verbindungsstrebe die Aufprallkräfte an den Querträger abtragen. Hierbei kann die Verbindungsstrebe über die gesamte Distanz der inneren aufeinander zu weisenden Endstücke der Bügel an dem Querträger angreifen, wodurch sich eine Verteilung der Lasten entlang der Erstreckung des Querträgers in Y-Richtung ergibt. Dadurch kann der Lasteintrag von Aufprallkräften in den Querträger vergleichmäßigt und Spannungsspitzen vermieden werden. Dies ermöglicht eine Abtragung auch großer Lasten, so dass der Schutz von Fahrzeuginsassen bei einem Überschlag des Kraftfahrzeugs erhöht werden kann. Durch die mittelbare Abstützung der Endstücke der Bügel an dem Querträger über die Verbindungsstrebe kann eine Lastverteilung der auf dem Querträger einwirkenden Lasten erreicht werden, so dass eine effektive Abtragung hoher Lasten in einer Kraftfahrzeugkarosserie ermöglicht ist.
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Unter einer X-Richtung wird eine Koordinatenrichtung entlang einer Längsachse eines Kraftfahrzeugs verstanden, wenn der Überrollbügel in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Die X-Richtung verläuft im Wesentlichen horizontal, wenn das Kraftfahrzeug auf einem ebenen horizontal verlaufenden Untergrund abgestellt ist. Unter einer Y-Richtung wird eine Koordinatenrichtung entlang einer Querachse eines Kraftfahrzeugs verstanden, wenn der Überrollbügel in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Die Y-Richtung verläuft im Wesentlichen horizontal, wenn das Kraftfahrzeug auf einem ebenen horizontal verlaufenden Untergrund abgestellt ist. Unter einer Z-Richtung wird eine Koordinatenrichtung entlang einer Vertikalachse eines Kraftfahrzeugs verstanden, wenn der Überrollbügel in dem Kraftfahrzeug eingebaut ist. Die Z-Richtung verläuft im Wesentlichen vertikal, wenn das Kraftfahrzeug auf einem ebenen horizontal verlaufenden Untergrund abgestellt ist. Die X-Richtung, die Y-Richtung und die Z-Richtung sind zueinander orthogonal ausgerichtet.
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Der Überrollbügel ist insbesondere für ein als Cabrio ausgestaltetes Kraftfahrzeug vorgesehen. Der Überrollbügel kann hierzu in einem oberen Bereich von zwei einander gegenüberliegenden Stützsäulen, insbesondere B-Säulen, vorgesehen sein, so dass bei einem Überschlag des Kraftfahrzeugs die Fahrzeuginsassen vor Verletzungen geschützt sind. Hierzu können die nach oben abstehende Bügel im einem Bereich hinter einem Sitzplatz des Fahrers und/oder Beifahrers vorgesehen sein, um bei einem Überschlag auftretende Lasten insbesondere an den Querträger abstützen zu können. Der insbesondere zur Abtragung von Lasten in Y-Richtung und/oder in Z-Richtung vorgesehene Querträger kann, insbesondere zusätzlich zur Anbindung in Z-Richtung an den Rohbau, über ein separates Zwischenstück mit der jeweiligen Stützsäule verbunden werden, wobei die Stützsäule wiederum über einen, beispielsweise als Befestigungsflansch ausgestalteten, Befestigungskörper mit der Stützsäule oder einem Verdecklager verbunden, insbesondere verschraubt, werden kann. Da der Querträger in diesem Fall nicht unmittelbar mit der Stützsäule, sondern mittelbar über das Zwischenstück und/oder den Befestigungskörper mit der Stützsäule verbunden ist, ist es möglich einen durch Fertigungstoleranzen verursachten Versatz in Y-Richtung an der Befestigungsstelle mit dem Zwischenstück auszugleichen. Das Zwischenstück ist insbesondere in Leichtbauweise hergestellt. Das Zwischenstück kann als Mehrkammerprofil ausgestaltet sein, wobei insbesondere die Kammern des Zwischenstücks zu einem Großteil in Z-Richtung verlaufen. Das heißt, die Kammern des Zwischenstücks sind im Wesentlichen in Schwerkraftrichtung nach oben und nach unten geöffnet ausgeführt. Dies ermöglicht bei einem geringen Materialeinsatz eine hohe Festigkeit des Zwischenstücks, so dass entsprechend hohe Lasten abgetragen werden können. Das Zwischenstück kann über den Befestigungskörper, an der jeweiligen Stützsäule abgestützt sein. Hierzu kann der Befestigungskörper flächig an der zugeordneten Stützsäule oder dem zugeordneten Verdecklager anliegen und mit der Stützsäule, insbesondere durch Verschrauben, befestigt sein. Der Befestigungskörper kann als scheibenförmige Platte ausgestaltet sein, wobei es auch möglich ist, dass der Befestigungskörper als Hohlkörper mit einem mehrere Kammern aufweisenden Kammerprofil ausgestaltet ist. Dies ermöglicht bei einem geringen Materialeinsatz eine hohe Festigkeit des Befestigungskörpers, so dass entsprechend hohe Lasten abgetragen werden können. Der Befestigungskörper ist nur mittelbar über das Zwischenstück mit dem Querträger verbunden. Der Querträger kann über eine Befestigungseinrichtung mit dem Zwischenstück befestigt, insbesondere verschraubt sein. Die Befestigungseinrichtung kann beispielsweise einen Toleranzausgleich in Y-Richtung realisieren. Die Befestigungseinrichtung kann beispielsweise mit dem Querträger und/oder mit dem Zwischenstück verschraubt oder verschweißt sein. Der Querträger und/oder das Zwischenstück und/oder der Befestigungskörper kann aus einem Stahl oder einem Aluminiummaterial hergestellt sein. Insbesondere kann der Querträger und/oder das Zwischenstück und/oder der Befestigungskörper durch Strangpressen kostengünstig hergestellt sein. Alternativ kann der Querträger und/oder das Zwischenstück und/oder der Befestigungskörper auch als längsgeschweißtes Hohlprofil, insbesondere Rechteckprofil, ausgestaltet sein.
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Insbesondere ist die Verbindungsstrebe in Z-Richtung von oben auf dem Querträger aufgesetzt und an dem Querträger abgestützt. Die Verbindungsstrebe kann flächig auf einer nach oben weisenden Oberseite des Querträgers aufliegen und in die Verbindungsstrebe eingeleitete Lasten über eine entsprechend große Fläche an den Querträger abtragen. Zudem kann über die Verbindungsstrebe eine definierte Relativlage der Bügel relativ zum Querträger im Z-Richtung vorgegeben werden, um die Tragfähigkeit weiter zu erhöhen.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Verbindungsstrebe den Querträger winkelförmig und/oder U-förmig zumindest teilweise umgreift. Durch ein winkelförmiges oder U-förmiges Umgreifen des Querträgers mit der Verbindungsstrebe kann die Relativlage der Bügel relativ zum Querträger in X-Richtung leicht vorgegeben werden. Insbesondere ist es möglich auch Lasten in Z-Richtung an den Querträger abzutragen.
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Besonders bevorzugt ist die Verbindungsstrebe an dem Querträger in X-Richtung zentriert. Die Verbindungsstrebe kann als U-Profil ausgestaltet sein, in das der Querträger eingesetzt ist, wobei insbesondere der Querträger mit einer Spielpassung eingesetzt ist. Durch die Zentrierung in X-Richtung kann die Relativlage der Bügel relativ zum Querträger in beide X-Richtungen leicht vorgegeben werden.
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Insbesondere ist die Verbindungsstrebe mit dem Querträger sowohl zur Abtragung von Lasten in Z-Richtung als auch zur Abtragung von Lasten in X-Richtung formschlüssig an dem Querträger angeordnet. Die Verbindungsstrebe, insbesondere die in Z-Richtung verlaufenden und in X-Richtung an dem Querträger anschlagbaren Teilbereiche der Verbindungsstrebe, kann eine ausreichende Materialdicke aufweisen, bei der eine Abtragung von in X-Richtung und in Z-Richtung wirkenden zu erwartenden Aufprallkräften von dem Bügeln über die Verbindungsstrebe an den Querträger erfolgen kann.
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Vorzugsweise sind das zum zweiten Bügel weisende Endstück des ersten Bügels und das zum ersten Bügel weisende Endstück des zweiten Bügels im Wesentlichen in Z-Richtung in eine jeweils korrespondierende Öffnung der Verbindungsstrebe eingesteckt oder aufgesetzt und über eine rundgeschweißte Naht mit der Verbindungsstrebe verbunden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das jeweilige Endstück nicht auf der Oberseite der Verbindungsstrebe stumpf aufgesetzt, sondern durch die Verbindungsstrebe hindurchgeführt. Insbesondere kann das freie Ende der inneren Endstücke direkt auf dem Querträger aufliegen und/oder an dem Querträger anschlagen. Die freien Enden der inneren Endstücke können in der Öffnung am Rand der Öffnung entlang durch eine einzige in Umfangsrichtung verlaufende Schweißnaht mit der Verbindungsstrebe leicht verschweißt werden. Vergleichbar zum Lochpunktschweißen kann hierbei ein Verziehen der Verbindungsstrebe durch thermische Effekte vermieden oder zumindest gering gehalten werden.
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Besonders bevorzugt sind ein vom zweiten Bügel weg weisendes Endstück des ersten Bügels und ein vom ersten Bügel weg weisendes Endstück des zweiten Bügels an der Verbindungsstrebe und/oder an dem Querträger vorbei geführt. Die freien Enden der äußeren Endstücke können insbesondere an der jeweiligen in Y-Richtung weisenden Stirnseite des Querträgers verlaufen, so dass auch eine Lastabtragung in Y-Richtung an den Querträger erfolgen kann.
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Insbesondere ist der Querträger stirnseitig mittelbar oder unmittelbar mit jeweils einem Zwischenstück zur Befestigung des Querträgers mit einer Stützsäule, insbesondere B-Säule, und/oder zur Befestigung des Querträgers mit einem mit der Stützsäule verbundenen Verdecklager verbunden, wobei ein vom zweiten Bügel weg weisendes Endstück des ersten Bügels und ein vom ersten Bügel weg weisendes Endstück des zweiten Bügels an dem Zwischenstück mittelbar oder unmittelbar abgestützt ist. Die freien Enden der äußeren Endstücke können sich, beispielsweise in Z-Richtung, mittelbar oder unmittelbar an dem Zwischenstück abstützen, während sich die freien Enden der inneren Endstücke mittelbar oder unmittelbar an dem Querträger abstützen. Dadurch ergibt sich eine breitere Lastverteilung, die Spannungsspitzen im Querträger vermeidet.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das vom zweiten Bügel weg weisende Endstück des ersten Bügels und das vom ersten Bügel weg weisende Endstück des zweiten Bügels im Wesentlichen in Z-Richtung teilweise in das jeweilige Zwischenstück hineinragen. Die freien Enden der äußeren Endstücke können in eine Vertiefung, insbesondere in eine Kammer des als Mehrkammerprofils ausgestalteten Zwischenstücks, eintauchen, so dass eine Lastabtragung in Y-Richtung und/oder in X-Richtung an das Zwischenstück möglich ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist innerhalb des Zwischenstücks ein Absatz oder eine sonstige Auflage vorgesehen, an dem das jeweilige freie Ende des äußeren Endstücks in Z-Richtung anliegen kann, um Lasten in Z-Richtung abzutragen.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:
- 1: eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Überrollbügels.
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Der in 1 dargestellte mit zwei Stützsäulen, insbesondere B-Säulen, verbindbare Überrollbügel 10 eines als Cabrio ausgestalteten Kraftfahrzeugs weist einen Querträger 12 auf, der über eine Befestigungseinrichtung 14 mit einem Zwischenstück 16 verbunden werden kann. Das Zwischenstück 16 kann, insbesondere zusätzlich zur Anbindung in Z-Richtung an den Rohbau, über einen flanschartigen, scheibenförmigen Befestigungskörper mit der jeweiligen Stützsäule oder einem Verdecklager verschraubt werden. Oberhalb des Querträgers 12 ist in einem Bereich hinter einem Sitz eines Fahrers ein nach unten geöffneter erster Bügel 18 vorgesehen, während oberhalb des Querträgers 12 in einem Bereich hinter einem Sitz eines Beifahrers ein nach unten geöffneter zweiter Bügel 20 vorgesehen ist. Bei einem Überschlag des Kraftfahrzeugs wirken Aufprallkräfte auf die Bügel 18, 20 ein.
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Die Bügel 18, 20 weisen jeweils ein inneres Endstück 22 auf, die aufeinander zu weisen. Die inneren Endstücke 22 sind mit einer Verbindungsstrebe 24 verschweißt. Die Verbindungsstrebe 24 ist als U-Profil ausgestaltet und in Z-Richtung von oben auf den Querträger 12 aufgelegt, so dass ein oberer Teil des Querträgers 12 mit einer Spielpassung in der als U-Profil ausgestalteten Verbindungsstrebe 24 aufgenommen ist. Auf den Bügeln 18, 20 in Z-Richtung und in X-Richtung einwirkende Aufprallkräfte können über die Verbindungsstrebe 24 an den Querträger 12 abgetragen werden.
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Die Bügel 18, 20 weisen zudem jeweils ein äußeres Endstück 26 auf, die voneinander weg weisen. Die äußeren Endstücke 26 verlaufen an den in Y-Richtung weisenden Stirnseiten des Querträgers 12 entlang und können gegebenenfalls Lasten in Y-Richtung an den Querträger 12 abtragen. Die äußeren Endstücke 26 können in die Befestigungseinrichtung 14 hineinragen und vorzugsweise in eine Kammer des Zwischenstücks 16 eintauchen, wodurch Lasten in Y-Richtung und in X-Richtung abgetragen werden können.
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Vorzugsweise ist zwischen den beiden Endstücken 22, 26 des jeweiligen Bügels 18, 20 ein Deformationselement 28 zur Dissipation von Aufprallenergie durch Formänderungsarbeit mit dem Querträger 12 verbunden, insbesondere genietet, verschraubt oder verschweißt. Die Deformationselemente 28 können durch eine plastische Verformung Aufprallenergie in Formänderungsarbeit dissipieren, insbesondere wenn bei einem Heck- oder Frontaufprall ein Fahrer- oder Beifahrersitz in X-Richtung, bzw. entgegen der Fahrtrichtung F, auf den Querträger zu verlagert und bei dieser Relativbewegung das Deformationselement 28 deformiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014113619 A1 [0002]
