DE19523929A1

DE19523929A1 - Roll=over protection for open topped vehicles - consists of support frame with connecting panels, supported by airbags

Info

Publication number: DE19523929A1
Application number: DE1995123929
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Knoll; Martin Dipl Ing Wuensche; Gunter Dipl Ing Ellenrieder
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1995-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1997-01-09

Abstract

The protection incorporates an airbag (8) associated with a support frame. The frame consists of at least two support panels (6, 7). These are fastened to the car body and erected to form the frame, and are supported in this position from the inside by the airbag. The panels are formed by the inner and outer shells of a car body section,such as the inner and outer frame of the collapsible hood case. The airbag has an inflator, consisting of a gas generator or pressure accumulator (10) and an ignition. These are connected to a tilt sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen offenen Personenkraftwagen, mit einem wenigstens ein aufblasbares Luftsackgebilde aufweisenden Überrollschutzsystem.The invention relates to a motor vehicle, in particular a open passenger cars, with at least one roll-over protection system with inflatable airbag structures.

Ein solches Kraftfahrzeug ist aus der DE 34 38 739 C1 bekannt. Dieses Kraftfahrzeug ist als offener Personenkraftwagen ausgebildet und weist in seinem Heckbereich ein unfallbedingt aktivierbares Luftsackgebilde in Form mehrerer Gaskissen auf, das den Insassenraum des offenen Personenkraftwagens bei einem Überschlag des Personenkraftwagens schützen soll. Die Gaskissen werden ballonartig aufgeblasen und ragen im aufgeblasenen Zustand von der Karosserieaußenhaut des Heckbereichs nach oben ab. Durch die aufgeblasenen Gaskissen bei einem Unfall, insbesondere bei einem Überschlag, wird für die Insassen des Personenkraftwagens ein ausreichender Überlebensraum geboten. Das Luftsackgebilde dient dabei sowohl mit geöffnetem als auch mit geschlossenem Verdeck als Überrollschutzsystem.Such a motor vehicle is known from DE 34 38 739 C1. This motor vehicle is an open passenger car trained and has an accident in its rear area activatable airbag structure in the form of several gas cushions, that the passenger compartment of the open passenger car at one Protect rollover of the passenger car. The gas pillows are inflated like a balloon and protrude in the inflated Condition from the body shell of the rear area upwards from. Through the inflated gas pillows in an accident, in particular in the event of a rollover, the occupants of the Passenger cars offered a sufficient survival space. The airbag structure serves both with the open and with closed top as rollover protection system.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, das einen wirksamen und zuverlässigen Schutz des Insassenraumes bei einem unfallbedingten Fahrzeugüberschlag bietet.The object of the invention is a motor vehicle of the beginning to create the kind that is effective and reliable Protection of the passenger compartment in the event of an accident Vehicle rollover offers.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens zwei zu einem dreidimensionalen Tragwerk ausstellbare Trägerflächen vorgesehen und karosseriefest gelagert sind, denen das wenigstens eine Luftsackgebilde derart zugeordnet ist, daß es in der ausgestellten Schutzposition der Trägerflächen das Tragwerk von innen stützt. Die erfindungsgemäße Lösung weist gegenüber dem Stand der Technik eine höhere Stabilität auf und hat dennoch ein geringes Gewicht, da die Trägerflächen in Leichtbauweise hergestellt sein können. Seine insgesamt hohe Stabilität erhält das Tragwerk nämlich durch die Kombination von Trägerflächen und stützendem Luftsackgebilde, so daß die einzelnen Komponenten nicht übermäßig stabil konstruiert sein müssen. Gegenüber dem Stand der Technik entsteht durch die Erfindung der wesentliche Vorteil, daß das wenigstens eine Luftsackgebilde im aufgeblasenen Zustand innerhalb des Tragwerkes geschützt ist und bei den enormen, durch einen Überschlag auftretenden Kräften nicht zerplatzen kann. Gleichzeitig muß jedoch das Tragwerk nicht so stabil ausgebildet sein, daß es allein die Schutzfunktion übernimmt, da zur Unterstützung das von innen wirkende Luftsackgebilde hinzukommt.This object is achieved in that at least two to one three-dimensional structure adjustable support surfaces provided and are fixed to the body, at least one for them Airbag structure is assigned such that it is in the issued protective position of the support surfaces the structure of supports inside. The solution according to the invention points towards the State of the art has a higher stability and still has one low weight because the carrier surfaces are lightweight can be produced. Maintains its overall high stability the structure namely through the combination of support surfaces and supporting airbag structure, so that the individual components do not have to be constructed excessively stable. Compared to the State of the art arises from the invention of the essential Advantage that the at least one airbag structure in inflated condition is protected within the structure and with the enormous forces arising from a rollover cannot burst. At the same time, however, the structure not be so stable that it alone Protective function takes over, since to support it from the inside acting airbag structures is added.

In Ausgestaltung der Erfindung sind als Trägerflächen eine Außenhaut und eine Innenhaut eines Karosserieteils vorgesehen. Dadurch ist es möglich, ohnehin vorhandene Teile des Kraftfahrzeugs als Tragwerkselemente einzusetzen, so daß kein zusätzliches Fahrzeuggewicht anfällt. Vorteilhaft sind Karosserieteile im Heckbereich des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Kofferraumdeckel oder - bei einem offenen Personenkraftwagen - ein Verdeckkastendeckel entsprechend zweischalig ausgebildet.In an embodiment of the invention are as carrier surfaces The outer skin and an inner skin of a body part are provided. This makes it possible to already existing parts of the Use motor vehicle as structural elements, so that no additional vehicle weight is incurred. Are advantageous Body parts in the rear area of the motor vehicle, in particular a trunk lid or - in the case of an open passenger car - a convertible top compartment cover is designed with two shells.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Trägerflächen durch einen Außenrahmen und einen Innenrahmen eines Verdeck kastendeckels gebildet. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung für ein Cabriolet, wobei die Überrollschutzvorrichtung nur bei geöffnetem Verdeck wirksam ist.In a further embodiment of the invention, the support surfaces through an outer frame and an inner frame of a convertible top box lid formed. This is a particularly beneficial one Design for a convertible, the Rollover protection device only effective when the convertible top is open is.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Trägerflächen entlang einer sich horizontal und quer zur Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Stirnkante schwenkbar gelagert, wobei die Trägerflächen im Bereich der gegenüberliegenden Stirnkanten miteinander in Wirkverbindung stehen. Dadurch wird ein Tragwerk mit einem stabilen Dreiecksprofil geschaffen.In a further embodiment of the invention, the support surfaces along a horizontal and transverse to the vehicle longitudinal direction extending end edge pivotally mounted, the Carrier surfaces in the area of the opposite end edges interact with each other. This creates a structure created with a stable triangular profile.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Stirnkanten der Trägerflächen mit Hilfe einer Langlochführung oder eines Schlepphebels miteinander verbunden. Dadurch wird gewährleistet, daß die Trägerflächen auch während des Aufstellens zu dem dreidimensionalen Tragwerk aneinander geführt sind, wodurch sich definierte Aufstellbewegungen ergeben.In a further embodiment of the invention, the front edges of the Carrier surfaces with the help of a slot guide or Rocker arm connected together. This ensures that the support surfaces during the installation to the three-dimensional structure are guided together, which makes result in defined positioning movements.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind dem Luftsackgebilde als Aufblaseinrichtung ein Gasgenerator oder ein Druckspeicher sowie eine Zündeinrichtung zugeordnet, die an eine Neigungssensorik angeschlossen ist. Für die erfindungsgemäße Ausgestaltung wurde der grundsätzliche Aufbau eines Airbagsystems gewählt.In a further embodiment of the invention, the airbag structure as an inflator, a gas generator or a pressure accumulator and an ignition device assigned to a Tilt sensor system is connected. For the invention Configuration was the basic structure of a Airbag systems selected.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Aufblaseinrichtung so ausgebildet, daß sie das Luftsackgebilde über einen längeren Zeitraum in seinem aufgeblasenen Zustand hält. Diese Ausgestaltung bietet den wesentlichen Vorteil, daß eine Stützwirkung des Tragwerkes über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt, so daß auch bei mehrfachem Überschlag oder bei einem längeren Rutschen des Kraftfahrzeugs auf dem Kopf eine ausreichende Schutzwirkung für den Insassenraum erhalten bleibt.In a further embodiment of the invention Inflator designed so that it forms the airbag over a long period of time in its inflated state holds. This configuration offers the main advantage that a supporting effect of the structure over a longer period of time is retained so that even with multiple rollovers or a longer slide of the motor vehicle on the head sufficient protection for the occupant space is maintained.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Luftsackgebilde in seiner Ruheposition zusammengefaltet zwischen den beiden Trägerflächen abgelegt. Dadurch wird für das Luftsackgebilde in der Bereitschaftsposition nahezu kein zusätzlicher Stauraum benötigt.In a further embodiment of the invention, the airbag structure folded in its rest position between the two Carrier surfaces filed. This will in for the airbag structure the standby position almost no additional storage space needed.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist im Bereich der Wirkverbindung der Stirnkanten der Trägerflächen eine verschleißfeste Schutzhaube vorgesehen. Diese Ausgestaltung birgt insbesondere bei Überschlägen Vorteile, bei denen das Fahrzeug über eine längere Strecke in der Überrollposition entlanggleitet.In a further embodiment of the invention is in the range Active connection of the front edges of the support surfaces wear-resistant protective hood provided. This configuration has advantages, particularly in the case of rollovers, where Vehicle over a longer distance in the rollover position slides along.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.Further advantages and features of the invention result from the Subclaims. Below is a preferred one Embodiment of the invention described and based on the Drawings shown.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, das mit einem schematisiert dargestellten Überrollschutzsystem in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs versehen ist, und Fig. 1 shows a side view of a motor vehicle according to the invention, which is provided in a rear area of the motor vehicle schematically shown with a rollover protection system, and

Fig. 2 in vergrößerter Darstellung das Überrollschutzsystem des offenen Personenkraftwagens nach Fig. 1. Fig. 2 is an enlarged view of the rollover protection system of the open passenger car of FIG. 1.

Ein Personenkraftwagen (1) stellt ein zweisitziges Cabriolet dar, dessen Insassenraum (2) zum einen durch einen stabilen Windschutzscheibenrahmen (3) gegen unfallbedingte Überschläge geschützt ist. Zum anderen weist das Cabriolet (1) in seinem Heckbereich (4) ein Überrollschutzsystem (5) auf, das nachfolgend in Verbindung mit Fig. 2 näher beschrieben wird.A passenger car ( 1 ) is a two-seater convertible, the passenger compartment ( 2 ) of which is protected on the one hand by a stable windshield frame ( 3 ) against accidental rollovers. On the other hand, the convertible ( 1 ) has a rollover protection system ( 5 ) in its rear area ( 4 ), which is described in more detail below in connection with FIG. 2.

Das Überrollschutzsystem (5) weist zwei Trägerflächen (6, 7) auf, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Außenschale (7) beziehungsweise eine Innenschale (6) eines Verdeckkastendeckels bilden. Die Außenschale (7) ist um eine horizontale und quer zur Fahrzeuglängsrichtung verlaufende Schwenkachse (12) schwenkbar an der Karosserie gelagert, wobei die Schwenkachse (12) in Abstand hinter dem Insassenraum (2) angeordnet ist. Die Innenschale (6) des Verdeckkastendeckels ist ebenfalls um eine Schwenkachse (11) schwenkbar gelagert, die parallel zur Schwenkachse (12) ausgerichtet ist und unmittelbar an den Insassenraum (2) anschließend angeordnet ist. Die Schwenkachse (11) befindet sich daher in Abstand vor der Schwenkachse (12) (auf die normale Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs (1) bezogen). In der Ruheposition des Überrollschutzsystems (5), d. h. in seiner Bereitschaftsposition, sind die beiden als Trägerflächen dienenden Schalen (6, 7) des Verdeckkastendeckels flach zusammengeklappt, wobei die Außenschale (7) gleichzeitig auch die Außenhaut der Karosserie bildet. Die Außenschale (7) und die Innenschale (6) sind in eine Schutzposition in Richtung der Pfeile S (Fig. 1) zu einem dreidimensionalen Tragwerk mit einem einem gleichseitigen Dreieck entsprechenden Profil nach oben ausstellbar, indem die beiden Schalen (6, 7) um ihre jeweiligen Schwenkachsen (11, 12) nach oben ausgeschwenkt werden. Im Bereich ihrer freien Stirnkanten, die den den Schwenkachsen (11, 12) zugeordneten Stirnkanten gegenüberliegen, stehen die beiden Trägerflächen (6, 7) während des gesamten Ausstellvorganges über einen Schlepphebel oder eine Langlochführung miteinander in Wirkverbindung. Dadurch wird eine definierte Ausstellbewegung der Schalen (6, 7) erzielt, und es wird eine definierte Endposition (die Schutzposition) gewährleistet, da die Langlochführung wie auch der Schlepphebel in dieser oberen Ausstellposition einen Anschlag aufweisen. Die als Trägerflächen dienenden Schalen des Verdeckkastendeckels sind in Leichtbauweise aus leichten Werkstoffen wie Magnesium, Aluminium oder Faserverbundwerkstoffen hergestellt. In ihrer ausgestellten Schutzposition sind die freien Stirnkanten der Außenschale (7) und der Innenschale (6) durch einen dachfirstartigen Protektor in Form einer Schutzhaube (9) geschützt. Die Schutzhaube (9) ist verschleißfest.The rollover protection system ( 5 ) has two support surfaces ( 6 , 7 ) which, in the exemplary embodiment shown, form an outer shell ( 7 ) or an inner shell ( 6 ) of a convertible top compartment lid. The outer shell ( 7 ) is mounted on the body so as to be pivotable about a horizontal pivot axis ( 12 ) which runs transversely to the longitudinal direction of the vehicle, the pivot axis ( 12 ) being arranged at a distance behind the passenger compartment ( 2 ). The inner shell ( 6 ) of the convertible top compartment cover is also pivotally mounted about a pivot axis ( 11 ) which is aligned parallel to the pivot axis ( 12 ) and is arranged directly next to the passenger compartment ( 2 ). The pivot axis ( 11 ) is therefore at a distance from the pivot axis ( 12 ) (based on the normal direction of travel of the motor vehicle ( 1 )). In the rest position of the rollover protection system ( 5 ), ie in its standby position, the two shells ( 6 , 7 ) of the convertible top compartment lid serving as support surfaces are folded flat, the outer shell ( 7 ) simultaneously forming the outer skin of the body. The outer shell ( 7 ) and the inner shell ( 6 ) are in a protective position in the direction of arrows S ( Fig. 1) to a three-dimensional structure with an equilateral triangle profile upwards by the two shells ( 6 , 7 ) by their respective pivot axes ( 11 , 12 ) are pivoted upwards. In the area of their free end edges, which lie opposite the end edges assigned to the swivel axes ( 11 , 12 ), the two support surfaces ( 6 , 7 ) are operatively connected to one another via a rocker arm or an elongated hole guide during the entire opening process. A defined opening movement of the shells ( 6 , 7 ) is thereby achieved, and a defined end position (the protective position) is ensured, since the elongated hole guide and the rocker arm have a stop in this upper opening position. The shells of the convertible top compartment lid, which serve as support surfaces, are made of lightweight materials such as magnesium, aluminum or fiber composite materials. In its issued protective position, the free end edges of the outer shell ( 7 ) and the inner shell ( 6 ) are protected by a ridge-like protector in the form of a protective hood ( 9 ). The protective hood ( 9 ) is wear-resistant.

Die beiden Trägerflächen werden durch ein ballonartiges Luftsackgebilde (8) aus ihrer flachen Bereitschaftsposition in die ausgestellte Schutzposition gedrückt, welches an einen Druckspeicher (10) angeschlossen ist. Das Luftsackgebilde ist hier in seiner voll aufgeblasenen Form skizziert, würde aber bei breiten Schalen (6, 7) in einer komprimierten Form an deren Innenflächen anliegen und gegen diese drücken. The two support surfaces are pressed by a balloon-like airbag structure ( 8 ) from their flat ready position into the issued protective position, which is connected to a pressure accumulator ( 10 ). The airbag structure is sketched here in its fully inflated form, but would, in the case of wide shells ( 6 , 7 ), lie in a compressed form on their inner surfaces and press against them.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anstelle eines Druckspeichers ein Gasgenerator vorgesehen. Der Druckspeicher (10) wird durch eine Zündeinrichtung ausgelöst, die mit einer Niveausensorik in Verbindung steht. Diese Niveausensorik löst bei einem Überschlag des Kraftfahrzeugs (1) ein Signal aus, das die Zündeinrichtung auslöst. Der Druckspeicher (10), die Zündeinrichtung und das Luftsackgebilde (8) stellen eine Aufblaseinrichtung dar. Entgegen der Ausbildung eines aus dem Fahrzeuginnenraum bekannten Airbags bleibt der Gasdruck innerhalb des Luftsackgebildes (8) über einen längeren Zeitraum erhalten, um eine längere Stützwirkung für das dreidimensionale Tragwerk (6, 7) zu erzielen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Druckspeicher (10) in einer Vertiefung (13) im Bereich des Verdeckkastendeckels angeordnet und das Luftsackgebilde (8) ist in seiner Bereitschaftsposition unterhalb der Außenschale (7) und der Innenschale (6) schmal zusammengefaltet angeordnet. Die Außenschale (7) und die Innenschale (6) bilden gemeinsam den Verdeckkastendeckel.In an embodiment of the invention, not shown, a gas generator is provided instead of a pressure accumulator. The pressure accumulator ( 10 ) is triggered by an ignition device which is connected to a level sensor system. If the motor vehicle ( 1 ) rolls over, this level sensor system triggers a signal which triggers the ignition device. The pressure accumulator ( 10 ), the ignition device and the airbag structure ( 8 ) represent an inflator. Contrary to the formation of an airbag known from the vehicle interior, the gas pressure within the airbag structure ( 8 ) is maintained over a longer period of time in order to provide a longer support effect for the three-dimensional To achieve the structure ( 6 , 7 ). In the exemplary embodiment shown, the pressure accumulator ( 10 ) is arranged in a recess ( 13 ) in the area of the convertible top compartment lid and the airbag structure ( 8 ) is arranged in its ready position below the outer shell ( 7 ) and the inner shell ( 6 ) in a narrow fold-up arrangement. The outer shell ( 7 ) and the inner shell ( 6 ) together form the top compartment lid.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Kofferraumdeckel entsprechend zweischalig ausgebildet, wobei die Außenschale und die Innenschale entsprechend den Trägerflächen des dargestellten Verdeckkastendeckels schwenkbar gelagert sind. Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführung bildet ein ähnliches, zweischaliges Bauteil des Kraftfahrzeugs die beiden Trägerflächen, wobei ein solches Bauteil insbesondere ein stabiles Dach- oder Verdeckteil ist. Falls mehrere Luftsackgebilde und somit auch mehrere Gasgeneratoren vorgesehen sind, ist es zweckmäßig, diese in der das Überrollschutzsystem umgebenden Fahrzeugstruktur anzuordnen und mit Hilfe von Gaskanälen an die Luftsackgebilde anzuschließen. Gleiches gilt für die Verwendung von Druckspeichern anstelle von Gasgeneratoren.In an embodiment of the invention, not shown the trunk lid is designed with two shells, the outer shell and the inner shell corresponding to the Support surfaces of the convertible top compartment lid shown can be pivoted are stored. Another, not shown Execution forms a similar, double-shell component of the Motor vehicle, the two support surfaces, one such Component is in particular a stable roof or roof part. If there are several airbag structures and therefore also several Gas generators are provided, it is appropriate to this in the to arrange the rollover protection system surrounding vehicle structure and with the help of gas channels to the airbag structures to connect. The same applies to the use of Pressure accumulators instead of gas generators.

Da das gesamte Überrollschutzsystem (5) im Verdeckkastendeckel des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist, ist es möglich, das Überrollschutzsystem (5) zu einer vormontierten Baueinheit zusammenzufügen. Beim Auslösen des Luftsackgebildes (8) durch die Niveausensorik wird selbstverständlich auch eine Verriegelung der beiden Trägerflächen (6 und 7) gelöst, um ein Ausschwenken der Trägerflächen (6, 7) durch das Aufblasen des Luftsackgebildes (8) zu ermöglichen.Since the entire rollover protection system ( 5 ) is arranged in the top compartment lid of the motor vehicle ( 1 ), it is possible to assemble the rollover protection system ( 5 ) into a preassembled unit. When the airbag structure ( 8 ) is triggered by the level sensor system, a locking of the two support surfaces ( 6 and 7 ) is of course also released in order to enable the support surfaces ( 6 , 7 ) to be pivoted out by inflating the airbag structure ( 8 ).

Bei einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede der Trägerflächen zusätzlich mit einem Schwenkantrieb versehen, der mit der Auslösung des Luftsackgebildes koordiniert ist. Hierzu sind insbesondere hydraulische Stellantriebe geeignet.In another embodiment, not shown each of the support surfaces additionally with a swivel drive provided that coordinates with the triggering of the airbag structure is. Hydraulic actuators are particularly useful for this purpose suitable.

Claims

1. Motor vehicle, in particular open passenger car, with a rollover protection system having at least one inflatable airbag structure, characterized in that at least two support surfaces ( 6 , 7 ) which can be extended to form a three-dimensional supporting structure are provided and are mounted on the body and to which the at least one airbag structure ( 8 ) is assigned in this way is that it supports the structure from the inside in the exposed protective position of the support surfaces ( 6 , 7 ).

2. Motor vehicle according to claim 1, characterized in that an outer shell ( 7 ) and an inner shell ( 6 ) of a body part are provided as carrier surfaces.

3. Motor vehicle according to claim 2, characterized in that the carrier surfaces are formed by an outer frame ( 7 ) and an inner frame ( 6 ) of a top compartment lid.

4. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier surfaces ( 6 , 7 ) are pivotally mounted along a horizontally and transversely to the vehicle longitudinal end edge, the carrier surfaces ( 6 , 7 ) in the region of the opposite end edges in operative connection stand.

5. Motor vehicle according to claim 4, characterized in that the end edges of the support surfaces ( 6 , 7 ) are interconnected by means of an elongated hole guide or a rocker arm.

6. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the airbag structure ( 8 ) as an inflator, a gas generator or a pressure accumulator ( 10 ) and an ignition device are assigned, which is connected to an inclination sensor system.

7. Motor vehicle according to claim 6, characterized in that the inflator ( 8 , 10 ) is designed so that it holds the airbag structure ( 8 ) over a longer period in its inflated state.

8. Motor vehicle according to claim 7, characterized in that the airbag structure ( 8 ) is stored folded in its rest position between the two support surfaces ( 6 , 7 ).

9. Motor vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that a wear-resistant protective hood ( 9 ) is provided in the region of the operative connection of the end edges of the support surfaces ( 6 , 7 ).