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Die
Erfindung betrifft ein Cabriolet gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1.
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Aus
der
DE 199 31 006
C1 ist ein Cabriolet mit einem Vorbau und einem Windschutzscheibenrahmen
bekannt. Der Windschutzscheibenrahmen umfaßt zwei A-Säulen, die eine Windschutzscheibe seitlich
begrenzen. Die A-Säulen
weisen jeweils einen Verankerungsbereich auf. Im Falle eines Unfalls wird
der Windschutzscheibenrahmen von einer Ausgangsposition in eine
Schutzposition verlagert. Die Verlagerung des Windschutzscheibenrahmens
erfolgt als Folge einer Krafteinleitung in den Vorbau aufgrund eines
Aufpralls. Ursprünglich
vor dem Verankerungsbereich liegende fahrzeugeigene Massen wandern
nach hinten und verschwenken den Windschutzscheibenrahmen um eine
horizontal verlaufende Achse. Dadurch wird ein Einknicken des Windschutzscheibenrahmens
verhindert.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Cabriolet zu schaffen, welches die Sicherheit eines
Fahrzeuginsassens im Falle eines Unfalls erhöht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Cabriolet mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Cabriolet
zeichnet sich durch Umlenkungsmittel aus, die im Falle eines Unfalls
eine in den Vor bau des Cabriolets eingeleitete Kraft in eine vertikale
Bewegung der Verankerungsbereiche der A-Säulen umwandeln. Durch die vertikale
Verschiebung der A-Säulen
wird der Windschutzscheibenrahmen aus dem Kopfbereich des Fahrzeuginsassen
wegbewegt und das Verletzungsrisiko des Fahrzeuginsassen reduziert.
Die vertikale Anhebung des Windschutzscheibenrahmens vergrößert den Überlebensraum,
insbesondere für
großgewachsene
Fahrzeuginsassen, da der Abstand von dem Kopf des Fahrzeuginsassen
zum Windschutzrahmen vergrößert wird.
Insbesondere bei einem Überschlag
als Folge eines Frontalaufpralls wird dadurch ein Anstoßen des
Kopfes am Windschutzscheibenrahmen vermieden und das Verletzungsrisiko
für den
Fahrzeuginsassen gesenkt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines Cabriolets mit aufeinander abgestimmten schrägen Profilflächen eines
Schiebeelements in einem Längsträger und
eines Verankerungsbereichs einer A-Säule;
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2 eine
Seitenansicht eines Teils einer Rohbaukarosserie mit einer kurvenförmigen Profilfläche des
Verankerungsbereich der A-Säule;
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3 eine
Seitenansicht eines Teils einer Rohbaukarosserie gemäß 2,
mit einer runden Profilfläche
des Schiebeelements;
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4 eine
Seitenansicht eines Cabriolets gemäß 1 mit einem
Kraftübertragungselement zwischen
der Profilflä che
des Schiebeelements und des Verankerungsbereichs der A-Säule;
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5 eine
Seitenansicht eines Teils einer Rohbaukarosserie mit einem sowohl
an dem Schiebeelement als auch an dem Verankerungsbereich der A-Säule angeordneten
Hebel;
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6 eine
Seitenansicht gemäß 5 mit einem
zusätzlich
schwenkbar angeordneten Windschutzscheibenrahmen;
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7 eine
Seitenansicht eines Teils einer Rohbaukarosserie mit einem über ein
gebogenes Rohr verbundenen Schiebeelement und einem Verankerungsbereich
einer A-Säule;
sowie
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8 eine
Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß 7 und
einem zusätzlich
schwenkbar angeordneten Windschutzscheibenrahmen.
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Die
um eine Länge
z von der Ausgangsposition verschobene Schutzposition des Windschutzscheibenrahmens
ist in den 1 bis 8 jeweils mit
gestrichelten Linien dargestellt.
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In 1 ist
ein Teil einer Rohbaukarosserie 1 mit einem Vorbau 2 und
eine Fahrgastzelle 3 eines Cabriolets dargestellt. Die
Fahrgastzelle 3 ist vorne durch einen Windschutzscheibenrahmen 4 mit
einer A-Säule 5,
die einen Verankerungsbereich 5a aufweist, und einer Vorderwandsäule 6 begrenzt,
und hinten ist die Fahrgastzelle 3 durch einen B-Säulenstummel 7 begrenzt.
In der Fahrgastzelle 3 sind ein Fahrzeugsitz 8 mit
einem Fahrzeuginsassen 9 und eine Instrumententafel 10 mit
einem Lenkrad 11 dargestellt. Die Rohbaukarosserie 1 weist
einen seitlichen Längsträger 12,
einen sogenannten Türschweller
auf, der sowohl unterhalb der Fahrgastzelle 3 als auch
unterhalb des Vorbaus 2 in einem Fahrzeugboden des Cabriolets
angeordnet ist. An dem Längsträger 12 ist
vertikal nach oben die Vorderwandsäule 6 befestigt. In
der Vorderwandsäule 6 ist
der Verankerungsbe reich 5a der A-Säule 5 vertikal verschieblich gelagert.
Der Verankerungsbereich 5a ist mittels in Langlöchern der
Vorderwandsäule 6 geführten Schrauben
an der Vorderwandsäule 6 befestigt.
Die Vorderwandsäule 6 ist
hohl ausgebildet, wobei ihre innere Form der äußeren Form des Verankerungsbereichs 5a der
A-Säule 5 angepaßt ist.
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Dem
seitlichen Längsträger 12 ist
unterhalb des Vorbaus 2 ein Schiebelement 13 zugeordnet, welches
in Fahrzeuglängsrichtung
verschieblich gelagert ist. Dieses Schiebeelement 13 weist
zwei Enden 13a, 13b auf, wobei das Ende 13a einem
Fahrzeugvorderrad 14 und das andere Ende 13b der
Vorderwandsäule 6 zugewandt
ist. Das dem Fahrzeugrad 14 zugewandte Ende 13 schließt bündig mit dem
Längsträger 12 ab.
Das der Vorderwandsäule 6 zugewandte
Ende 13b des Schiebeelements 13 ist keilförmig ausgebildet
und mit einer Platte verschlossen. Das Ende 13b weist eine
ebene Profilfläche
auf, die in Richtung Vorderwandsäule 6 linear
abfällt.
Das keilförmige
Ende 13b des Schiebeelements 13 erstreckt sich
horizontal über
eine definierte Länge
x1, die der Breite des Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5 entspricht.
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Der
Verankerungsbereich 5a der A-Säule 5 weist an seinem
unteren Ende ebenfalls ein keilförmig
ausgebildetes Ende 5b auf, welches mit einer Platte verschlossen
ist. Die Profilfläche
des Endes 5b des Verankerungsbereichs 5a ist eben
und fällt
entgegen der Fahrtrichtung linear ab. Die beiden einander zugewandten
schrägen
Profilflächen
der keilförmigen
Enden 13b, 5b des Schiebeelements 13 und des
Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5 sind aneinander
angepaßt,
das heißt
sie weisen den gleichen Steigungswinkel auf.
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In
einer Ausgangsposition befindet sich die äußere Kante des Endes 13b des
Schiebeelements 13 unterhalb der in Fahrtrich tung zeigenden
Kante des Verankerungsbereichs 5 der A-Säule 5.
Wird nun im Falle eines Unfalls das Schiebeelement 13 durch eine
in den Vorbau 2 des Cabriolets eingeleitete Kraft entgegen
der Fahrtrichtung entlang des Längsträgers 12 verschoben,
schiebt sich das keilförmige Ende 13b des
Schiebelements 13 unter das keilförmige Ende 5b des
Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5. Dabei berühren sich
die beiden aufeinander abgestimmten Profilflächen der keilförmigen Enden 5b, 13b.
Das Schiebelement 13 kann maximal um die Länge x1 verschoben
werden. Bei maximaler Verschiebung überdecken sich die beiden Profilflächen vollständig. Durch
die horizontale Verschiebung des Schiebelements 13 entgegen
der Fahrtrichtung des Cabriolets und aufgrund der Geometrie der
beiden Enden 5b, 13b der A-Säule 5 und des Schiebeelements 13 wird
die A-Säule 5 um
eine Länge
z vertikal angehoben. Die vertikale Verschiebung der A-Säule 5 bewirkt
gleichzeitig eine Verschiebung des Windschutzscheibenrahmens 4 um
die Länge
z in eine Schutzposition, da der Windschutzscheibenrahmen 4 fest
mit dem Verankerungsbereich 5a der A-Säule 5 verbunden ist.
Dadurch wird der Überlebensraum
des Fahrzeuginsassens 9 bei einem Unfall vergrößert und
durch die dadurch gewonnene Kopffreiheit das Verletzungsrisiko für den Fahrzeuginsassen 9 gesenkt.
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In
den 2 und 3 sind weitere Ausführungsformen
der aufeinander abgestimmten Profilflächen der Enden 5b, 13b des
Verankerungsbereichs 5 der A-Säule 5 und des Schiebeelements 13 – wie sie
im Zusammenhang mit 1 erläutert sind – dargestellt.
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In 2 ist
die Profilfläche
des Endes 5b des Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5 kurvenförmig ausgebildet.
Die Profilfläche
des Endes 13b des Schiebeelements 13 ist, wie
im Zusammenhang mit 1 beschrieben, schräg ausgebildet.
Bei einer horizontalen Verschiebung des Schiebeelements 13 entgegen
der Fahrtrichtung berührt
die Profilfläche des
keilförmigen
Endes 13b des Schiebeelements 13 nur die in Fahrtrichtung
weisende äußere Kante
der kurvenförmigen
Profilfläche
des unteren Endes 5b des Verankerungsbereichs 5a der
A-Säule 5.
Durch die reduzierte Berührungsfläche der
beiden Profilflächen
wird die Reibung reduziert.
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In 3 ist
die Profilfläche
des Endes 13b des Schiebelements 13 rund ausgebildet.
Das untere Ende 5 des Verankerungsbereichs 5a der
A-Säule 5 ist,
wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben, keilförmig ausgebildet
und weist eine schräge
Profilfläche
auf. Beim Verschieben des Schiebeelements 13 entgegen der
Fahrtrichtung berührt
nur ein Teil der runden Profilfläche
des Schiebelements 13 die schräge Profilfläche des Verankerungsbereichs 5a der
A-Säule 5.
Durch die reduzierte Berührungsfläche der
beiden Profilflächen
wird die Reibung reduziert.
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4 stellt
eine weitere Möglichkeit
einer Kraftübertragung
von horizontal nach vertikal dar. Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel
ist in 4 zusätzlich
zu den beiden einander zugewandten Profilflächen des Schiebelements 13 und
der A-Säule 5 ein
Kraftübertragungselement 15 vorgesehen.
Das Kraftübertragungselement 15 ist
in dem keilförmigen
Ende 13b des Schiebeelements 13 integriert und
schließt
in der Ausgangsposition bündig
mit dessen Profilfläche
ab.
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Im
Falle eines Unfalls kann das Kraftübertragungselement 15 über alle üblichen
Sensoren, beispielsweise die gleichen Sensoren ausgelöst werden,
die im Rahmen eines Pre-Safe-Verfahrens
verwendet werden. Der Antrieb des Kraftübertragungselements kann pyrotechnisch,
hydraulisch, pneumatisch o der auch elektrisch erfolgen. Das Kraftübertragungselement 15 bewegt
sich aus dem Schiebelement 13 heraus und stützt sich
dabei an der Profilfläche
des keilförmigen
Endes 5b des Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5 ab.
Dadurch bewirkt das Kraftübertragungselement 15 eine
horizontale Verschiebung des Schiebeelements 13 in Fahrtrichtung. Nach
dieser Verschiebung ragt das Schiebeelement 13 aus dem
Längsträger 12 heraus.
Das Fahrzeugvorderrad 14 kann dadurch bei einer Verformung durch
einen Unfall früher
mit dem Schiebeelement 13 in Kontakt treten und dieses
entgegen der Fahrtrichtung verschieben. Durch diese Bewegung des
Schiebelements 13 schiebt sich das keilförmige Ende 13b des
Schiebeelements 13 mit dem herausstehenden Kraftübertragungselement 15 unter
das keilförmige Ende 5b des
Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5. Dabei berührt das
Krafttragungselement 15 die Profilfläche des keilförmigen Endes 5b.
Gleichzeitig wird die A-Säule 5 bei
der horizontalen Verschiebung des Schiebelements 13 vertikal
angehoben, wodurch eine Anhebung des Windschutzrahmens 4 um
die Länge
z – wie
im Zusammenhang mit 1 erläutert – erfolgt.
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In 5 ist
eine weitere Möglichkeit
einer Kraftübertragung
von einer horizontalen Verschiebung des Schiebeelements 13 in
eine vertikale Anhebung des Windschutzscheibenrahmens 4 dargestellt. Hierzu
ist das Schiebeelement 13, welches in einem im Vorbau des
Cabriolets angeordneten Längsträger 12,
einem sogenannten Längsträger vorn,
horizontal verschieblich gelagert ist, über einen zweiarmigen Hebel 16 mit
dem Verankerungsbereich 5a der A-Säule 5 verbunden. Der
Hebel 16 ist rechtwinklig ausgebildet und in der Mitte
schwenkbar gelagert. Ein Arm des Hebels 16 ist an dem Schiebeelement 13,
und der andere Arm des Hebels 16 ist an dem Verankerungsbereich 5a der
A-Säule 5 befestigt.
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Wird
nun im Falle eines Unfalls das Schiebeelement 13 durch
eine in den Vorbau 2 des Cabriolets eingeleitete Kraft
entgegen der Fahrtrichtung entlang des Längsträgers 12 verschoben,
bewirkt dies eine Verschwenkung des an dem Schiebelement 13 befestigten
Hebels 16. Da der Hebel 16 sowohl an dem Schiebeelement 13 als
auch an dem Verankerungsbereich 5a der A-Säule 5 befestigt
ist, wird durch die Verschwenkung des Hebels 16 gleichzeitig
die A-Säule 5 vertikal
angehoben. Die zur Führung
der A-Säule 5 dienende
Vorderwandsäule 6 weist
bei diesem Ausführungsbeispiel
Aussparungen 17 auf. Die vertikale Anhebung der A-Säule 5 bewirkt
eine Anhebung des Windschutzscheibenrahmens 4 um die Länge z, da
dieser fest mit dem Verankerungsbereich 5a der A-Säule 5 verbunden
ist.
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Im
Unterschied zu 5 ist in 6 der Windschutzscheibenrahmen 4 schwenkbar
um eine horizontale Achse A fahrzeugfest gelagert. Eine vertikale
Anhebung des Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5 bewirkt
gleichzeitig eine Verschwenkung des um einen Hebel versetzten Windschutzscheibenrahmens 4 entgegen
des Uhrzeigersinns, da sich sowohl der Hebel als auch die A-Säule 5 sich
um die Achse A drehen. Der schwenkbare Windschutzscheibenrahmen 4 ermöglicht dem
Fahrzeuginsassen relativ mehr Kopffreiheit im Falle eines Unfalls.
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In
den 7 und 8 ist als Kraftübertragungselement
ein rechteckiges gebogenes Rohr 18 vorgesehen. Das Rohr 18 stellt
eine Verbindung zwischen dem Schiebeelement 13 und dem
Verankerungsbereich 5a der A-Säule 5 her.
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In 7 ist
das Rohr 18 mit einem Medium, wie beispielsweise einem
inkompressiblen Fluid, gefüllt.
Sobald das Schiebeelement 13 im Falle eines Unfalls aufgrund
einer Krafteinleitung in den Vorbau 2 des Cabriolets horizontal
verschoben wird, überträgt das Medium
die horizontale Verschiebung des Schiebeelements 13 in
eine vertikale Anhebung des Verankerungsbereichs 5a der
A-Säule 5.
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In 8 ist
das Rohr 18 im Unterschied zu 7 mit Festkörpern, wie
beispielsweise Kugeln 19, gefüllt, die die im Falle eines
Unfalls in den Vorbau 2 des Cabriolets eingeleitete Kraft
von einer horizontalen Verschiebung des Schiebeelements 13 in eine
vertikale Anhebung des Verankerungsbereichs 5a der A-Säule 5 übertragen.
Desweiteren ist der Windschutzscheibenrahmen 4, wie im
Zusammenhang mit 6 erläutert, schwenkbar um eine horizontale
Achse A fahrzeugfest gelagert. Dadurch wird bei einer vertikalen
Anhebung der A-Säule 5 gleichzeitig
der Windschutzscheibenrahmen 4 aus einem Gefahrenbereich
für den
Fahrzeuginsassen gegen den Uhrzeigersinn herausgeschwenkt.