DE19604423A1 - Überrollschutz für ein Kraftfahrzeug - Google Patents
Überrollschutz für ein KraftfahrzeugInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Überrollschutz für ein Kraftfahrzeug.
Es ist bekannt, bei Cabriolets einen Überrollschutz in Form eines Überrollbügels
vorzusehen, der bei einem Unfall und insbesondere bei einem Überschlag des
Fahrzeuges eine die Insassen schützende feste Struktur bildet. Derartige
Überrollbügel sind zumeist starr an der Fahrzeugkarosserie angebracht oder sie
weisen einen Klappmechanismus auf, der sie aus einer abgesenkten Ruhestellung
bei Bedarf in eine aktive Sicherheitsstellung hochklappt, in der der Bügel dann
starr verriegelt gehalten wird.
Die starre Anordnung des Überrollbügels ist zwar aus Stabilitätsgründen
erwünscht, kann aber nachteilige Auswirkungen haben, falls bei einem Unfall ein
Fahrzeuginsasse mit seinem Kopf gegen den Überrollbügel prallt und sich daran
verletzt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Überrollschutz der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß sein
Verletzungspotential, insbesondere bezüglich Kopfaufprall, verringert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Überrollschutz mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die verformbare Lagerung des Überrollbügels an einer fahrzeugfesten
Struktur kann sich der Überrollbügel bei Einleitung einer Kraft relativ zu der festen
Karosseriestruktur um eine begrenzte Wegstrecke bewegen, bevor er daran starr
und fest anliegt. Dann können z. B. beim Aufprall des Kopfes eines
Fahrzeuginsassen die HIC-Werte gegenüber einer nicht nachgebenden Anordnung
stark gesenkt werden. Die Lagerung nimmt die in den Überrollbügel eingeleitete
Energie durch Verformung auf und wirkt somit dämpfend. Eine solche Verformung
kann plastisch erfolgen, so kann z. B. eine Aluminium-Wabenkonstruktion als
verformbares Teil für die Lagerung verwendet werden. Damit kann eine auftretende
Kraft einmalig durch Verformungsarbeit abgebaut werden. Zweckmäßigerweise
wird von der Lagerung eine Relativbewegung in allen Richtungen ermöglicht, wobei
eine größte Bewegungsmöglichkeit im wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung für
den Fall des Körperaufpralls vorgesehen ist.
Besonders vorteilhaft ist eine elastisch verformbar Lagerung, die die
Bewegungsenergie des Überrollbügels aufnimmt und sich anschließend bei
unbelastetem Überrollbügel wieder in ihre Ausgangsstellung zurückverformen
kann, um auch bei einer wiederholten Krafteinwirkung auf den Überrollbügel
diesem eine begrenzt nachgebende Lagerung zu bieten.
Zweckmäßigerweise umfaßt die Lagerung ein Absorberelement, das verformbar
und insbesondere elastisch verformbar ausgebildet ist, und das die durch einen
Aufprall auf den Überrollbügel eingeleitete Bewegungsenergie durch Verformung
teilweise oder ganz absorbieren kann.
Der Überrollbügel kann aus einem Rohr, einem Stab oder einer Profilkonstruktion
bestehen und aus Stahl oder einem vergleichbaren festen Material hergestellt sein
und sich im wesentlichen über die ganze Fahrzeugbreite erstrecken. Ebenso kann
in etwa hinter jedem Sitz ein beispielsweise U-förmiger Überrollbügel vorgesehen
sein, dessen beide Schenkel abwärts gerichtet in zwei am Fahrzeug fest
angebrachten Aufnahmerohren aufgenommen und mittels der Absorberelemente
darin gelagert sind. Die Absorberelemente halten im Normalzustand den
Überrollbügel bzw. die beiden Schenkel von der Innenwand des jeweiligen
Aufnahmerohres beabstandet und gestatten die oben beschriebene Verlagerung
des Überrollbügels, bis sich die Schenkel an dem Aufnahmerohr und/oder in
Axialrichtung an einem festen Anschlag anlegen.
Die Lagerung kann an jedem Schenkel ein oder mehrere Absorberelemente
aufweisen. Das Absorberelement kann eine Federanordnung aufweisen, die den
Schenkel in dem Aufnahmerohr unter Federvorspannung hält und gegen deren
Kraft der Überrollbügel elastisch ausgelenkt werden kann. Andererseits kann das
Absorberelement eine reversibel oder irreversibel verformbare Struktur aufweisen,
z. B. eine Wabenstruktur, die eingeleitete Bewegungsenergie durch Verformung
abbaut. Zweckmäßigerweise ist das Absorberelement ringförmig und ist zwischen
dem Schenkel und dem Aufnahmerohr eingepaßt, wobei der Schenkel dann in
einer in etwa mittigen Längsbohrung oder eingeformten Ausnehmung
aufgenommen ist. Vorzugsweise ist der Schenkel in dem Aufnahmerohr in der Art
exzentrisch aufgenommen, daß ihm in einer bevorzugten Richtung eine möglichst
große Bewegungsstrecke zur Verfügung steht. Dazu ist in einer zweckmäßigen
Ausgestaltung die Längsbohrung bzw. Ausnehmung in dem ringförmigen
Absorberelement exzentrisch versetzt, so daß in der Einbaulage des
Absorberelementes der Schenkel näher am vorderen Wandabschnitt des
Aufnahmerohres (in Fahrtrichtung betrachtet) angeordnet ist.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung enthält das Absorberelement einen
Außenring zum Anlegen an die Innenwand des Aufnahmerohres und einen
Innenring zum festen Aufnehmen des Schenkels. Die beiden Ringe sind durch
verformbare Stege, die das Verformungsvermögen des Absorberelementes
mitbestimmen, miteinander flexibel verbunden.
Das Absorberelement ist zweckmäßigerweise aus einem elastomeren Werkstoff
(z. B. Gummi oder ein elastomerer Kunststoff mit vergleichbaren Eigenschaften)
hergestellt. Es kann auch mit anderen Werkstoffen wie auch mit Metall kombiniert
sein, um Festigkeit und elastische Eigenschaften vorteilhaft zu vereinigen.
Ein Schenkel des Überrollbügels kann verlängert ausgebildet sein, um dem
Überrollbügel die erforderliche starre Lagerung beim Anlegen an das
Aufnahmerohr zu bieten. Je nach Anordnung der Absorberelemente bezüglich des
Schenkels und Bewegungsmöglichkeit des Schenkels im Aufnahmerohr können
unterschiedliche Verschiebe- und Verschwenkbewegungen des Überrollbügels
zugelassen werden.
Zweckmäßigerweise ist eine zusätzliche Sicherung des Überrollbügels gegen
Entnahme oder ungewolltes Herausziehen bei einem Überschlag vorgesehen.
Diese kann als eine an einer Ausnehmung des Schenkels eingreifende Sperre oder
Klinke ausgebildet sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 in perspektivischer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Überrollschutz
mit Überrollbügeln mit ihrer Lagerung;
Fig. 2a-c in perspektivischer Draufsicht den Überrollbügel mit seiner Lagerung im
Normalzustand;
Fig. 3a-c in perspektivischer Draufsicht den Überrollbügel mit seiner Lagerung im
ausgelenkten Zustand; und
Fig. 4 in perspektivischer Draufsicht den in einem Fahrzeug eingebauten
Überrollschutz im Normalzustand.
Ein erfindungsgemäßer Überrollschutz enthält zwei Überrollbügel 1, 2, die hinter
den beiden Sitzen 3 bzw. 4 eines Cabriolets (siehe Fig. 1 und 4) angeordnet sind.
Die beiden Überrollbügel 1, 2 sind bezüglich einer Fahrzeuglängsachse in etwa
spiegelsymmetrisch angeordnet und aufgebaut, so daß die Beschreibung anhand
eines der Überrollbügel (und zwar des bezüglich des Fahrzeuges rechten
Überrollbügels 1, siehe Fig. 1 und 4) erfolgt.
Der Überrollbügel 1 (siehe Fig. 1) enthält zwei beabstandete, sich in seiner
Einbaulage von einem Verbindungsstück 5 aus parallel abwärts erstreckende
Schenkel 6, 7, wobei der fahrzeugäußere Schenkel 6 länger ist als der
fahrzeuginnere Schenkel 7 und sich weiter abwärts erstreckt. Die Schenkel 6, 7
sind jeweils in einem der jeweiligen Schenkellänge entsprechenden Aufnahmerohr
8, 9 aufgenommen und gelagert. Das fahrzeuginnere Aufnahmerohr 9 ist in einem
Lagerbock 17 an der Fahrzeugkarosserie enthalten. Das fahrzeugäußere
Aufnahmerohr 8 steht sowohl oben wie unten über das benachbarte kürzere
Aufnahmerohr 9 hinaus.
Der Innenquerschnitt bzw. Innendurchmesser der beiden Aufnahmerohre 8, 9 ist
größer als der Außenquerschnitt bzw. Außendurchmesser des jeweiligen, z. B.
rohr- oder stabförmigen, biegesteifen (z. B. aus Stahl hergestellten) Schenkels 6, 7
mit vorzugsweise rundem Querschnitt, so daß diese mit Spiel zur Innenwandung
der Aufnahmerohre 8, 9 aufgenommen werden können.
An jedem Schenkel 6, 7 sind zwei Absorberelemente 10 voneinander beabstandet
angebracht, mit denen der Überrollbügel 1, 2 in den Aufnahmerohren 8, 9 zur
Wandung beabstandet gelagert ist.
Das Absorberelement 10 ist ein ringförmiger Körper mit einer exzentrisch
angeordneten Längsbohrung oder Durchgangsöffnung 11. Im dargestellten
Ausführungsbeispiel weist es einen Außenring 12 und einen Innenring 13 auf, der
exzentrisch im Außenring 12 angeordnet ist und über mehrere Stege 14 mit dem
Außenring 12 verbunden ist, so daß mehrere Hohlräume 15 oder Längsdurchgänge
zwischen Außenring 12 und Innenring 13 geschaffen sind. Das Absorberelement
ist aus elastomerem Werkstoff, z. B. aus Gummi, hergestellt. Der
Innendurchmesser des Innenringes 13 ist dem Außendurchmesser des zu
lagernden Schenkels 6, 7 derart angepaßt, daß das Absorberelement 10
verschiebefest auf dem Schenkel 6, 7 sitzt. Zu diesem Zweck kann es auf den
Schenkel 6, 7 aufgeschoben und mit einer Schraube oder mit Klebstoff am
Schenkel 6, 7 fixiert sein, sowie aufgepreßt oder aufvulkanisiert sein.
Der Außendurchmesser des Absorberelementes 10 ist derart an den
Innendurchmesser des Aufnahmerohres 8, 9 angepaßt, daß das Absorberelement
10 elastisch und fest in das Aufnahmerohr 8, 9 eingepaßt werden kann. Das
Aufnahmerohr 8, 9 und das Absorberelement 10 können statt dem dargestellten
Kreisquerschnitt auch elliptischen oder ähnlichen geeigneten Querschnitt
aufweisen.
Jedes Absorberelement 10 ist derart ausgerichtet angeordnet, daß der Innenring
13 bzw. die Längsbohrung 11 exzentrisch in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne
versetzt ist. Das bedeutet, daß die Wandstärke des Absorberelementes 10
gemessen von der Innenseite des Innenringes 13 bis zur Außenseite des
Außenringes 12, in einer vertikalen Schnittebene in Fahrzeuglängsrichtung an der
Vorderseite (Pfeil A in Fig. 2 b) geringer ist als an der gegenüberliegenden
Rückseite (Pfeil B).
Durch die elastische Aufhängung des Innenringes 13 am Außenring 12 über die
Stege 14 kann sich der Schenkel 6, 7 bei entsprechender Krafteinleitung radial
oder allgemein in einer horizontalen Ebene in dem Absorberelement 10 relativ zum
Außenring 12 und somit zum Aufnahmerohr 8, 9 bewegen, bis er sich an die
Wandung des Aufnahmerohres 8, 9 anlegt. Gemäß der exzentrischen Anordnung
des Absorberelementes 10 bzw. des Schenkels 6, 7 im Absorberelement 10 ist der
Bewegungs- bzw. Verformungsweg in Fahrzeuglängsrichtung am größten. Jedoch
kann sich der Schenkel 6, 7 auch seitlich bewegen, bis er am Aufnahmerohr 8, 9
anliegt. Die Bewegungsmöglichkeit wird durch die Dämpfungsfähigkeit des
Werkstoffes der Stege 14, durch deren Anzahl, Größe und Verteilung bestimmt. In
Abhängigkeit von der Lageranordnung (Länge, gegenseitiger Abstand und
Anordnung der Absorberelemente) kann auch eine Kippbewegung des Schenkels
6, 7 im Absorberelement 10, d. h. ein Verschwenken der Längsachse des
Schenkels 6, 7 und des Innenringes 13 relativ zum Außenring 12, erfolgen (siehe
beispielsweise Fig. 3).
Das Absorberelement 10 kann ein Kombinationslager sein, das einen Außenring
und einen Innenring aus einem harten, nichtverformbaren Werkstoff wie z. B.
Metall oder Hartkunststoff aufweist, die durch elastisch verformbare Stege
miteinander verbunden sind.
Bei einem Überschlag, bei dem der Überrollbügel 1, 2 das Fahrzeuggewicht
abstützen muß, wird eine wesentliche Kraftkomponente in Längsrichtung der
Schenkel 6, 7 (d. h. vertikal) in den Überrollbügel 1, 2 eingeleitet. Dieser wird axial
um einen bestimmten Abstand, z. B. um 5 mm, bis zu einem Axialanschlag (nicht
dargestellt) am Aufnahmerohr 8, 9 verschoben und stützt sich starr daran ab. Die
elastischen Stege 14 können sich entsprechend dieser Axialbewegung verformen.
Eine Abdeckung umgibt die beiden Aufnahmerohre 8, 9 bzw. den Lagerbock 10
(siehe Fig. 4). Der Bereich des eingebauten Überrollbügels 1, 2, der außerhalb der
beiden Aufnahmerohre 8, 9 ist (d. h. im wesentlichen das Verbindungsteil 5, das
U-förmig oder ähnlich geformt sein kann, und ein oberer Abschnitt des Schenkels 7),
ist mit einer Polsterung 16 versehen, die im Ausführungsbeispiel als
Schaumstoffummantelung gebildet ist.
In Fig. 3a-c ist ein in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten ausgelenkter
Überrollbügel dargestellt (strichliert ist der unausgelenkte Normalzustand
dargestellt). Fig. 3c zeigt deutlich das verformte Absorberelement 10 (Schenkel
nicht dargestellt), dessen Innenring 13 vom Schenkel unter Verformung der Stege
14 relativ zum Außenring 12 nach hinten verschoben worden ist.
Claims (21)
1. Überrollschutz für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch
zumindest einen Überrollbügel (1, 2), der an einer fahrzeugfesten Struktur
mittels einer verformbaren, eine begrenzte Relativbewegung des
Überrollbügels (1, 2) zur fahrzeugfesten Struktur gestattenden Lagerung
gelagert ist.
2. Überrollschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerung elastisch verformbar ist.
3. Überrollschutz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lagerung zumindest ein verformbares, insbesondere elastisch verformbares
Absorberelement (10) aufweist.
4. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Überrollbügel (1, 2) mit zwei Schenkeln (6, 7) in fahrzeugfesten
Aufnahmerohren (8, 9) gelagert ist.
5. Überrollschutz nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß im
Normalzustand jeder Schenkel (6, 7) durch zumindest ein Absorberelement
(10) von der Wandung seines Aufnahmerohres (8 bzw. 9) beabstandet
gehalten ist.
6. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absorberelement (10) den Schenkel (6, 7) ringförmig umgibt.
7. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schenkel (6, 7) im Absorberelement (10) exzentrisch aufgenommen
ist.
8. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absorberelement (10) einen Außenring (12) und einen Innenring
(13) aufweist und die beiden Ringe (12, 13) mit Stegen (14) miteinander
verbunden sind.
9. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absorberelement (10) aus Elastomerwerkstoff hergestellt ist.
10. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absorberelement (10) ein Elastomer-Metall-Kombinationselement
ist.
11. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Absorberelement (10) mit Schrauben am Schenkel
(6, 7) oder am Aufnahmerohr (8, 9) befestigt ist.
12. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Absorberelement (10) auf dem Schenkel (6, 7)
aufvulkanisiert ist.
13. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der maximale Bewegungsweg des Schenkels (6, 7) im
Absorberelement (10) in etwa in Fahrzeuglängsrichtung ausgerichtet ist.
14. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der Überrollbügel (1, 2) einen verlängerten Schenkel
(6) aufweist.
15. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der freie Abschnitt (5) des Überrollbügels (1, 2) eine
Polsterung (16) aufweist.
16. Überrollschutz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Polsterung (16) ein den Überrollbügel (1, 2) ummantelnder Schaumstoff ist.
17. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagerung des Überrollbügels (1, 2) an jedem
Schenkel (6, 7) zwei voneinander beabstandete Absorberelemente (10)
beinhaltet.
18. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lagerung bzw. das Absorberelement (10) eine
Axialbewegung der beiden Schenkel (6, 7) bis zu einem Axialanschlag am
Aufnahmerohr (8, 9) zuläßt.
19. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Überrollbügel (1, 2) an einem Cabriolet in etwa
hinter den beiden Sitzen (3, 4) angeordnet sind.
20. Überrollschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Entnahmesicherung für den Überrollbügel (1, 2)
vorgesehen ist.
21. Überrollschutz nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die
Entnahmesicherung eine mechanische Sperre ist.
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