DE19750693A1 - Ausfahrbarer Überrollbügel für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen ausfahrbaren Überrollbügel für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Überrollkörper sowie ei­ ner Blechkassette mit einem Führungskörper für den Überroll­ körper und einer mit ihm in antreibender Wirkverbindung ste­ henden Druckfeder zum Ausfahren des Überrollkörpers im Crash- Fall und mit einem Auslösesystem, bestehend aus einer Verrie­ gelungsanordnung mit dem Überrollkörper bei vorgespannter Druckfeder und einem Betätigungselement für das Lösen der Verriegelung im Crash-Fall.

Derartige ausfahrbare Überrollbügel finden bei Cabrio-Fahr­ zeugen Verwendung, bei denen aus optischen Gründen auf einen starren, d. h. fest eingebauten Überrollbügel, verzichtet wird.

Die Fig. 3 zeigt im Teil A die bekannte Anordnung des Über­ rollbügels im Fahrzeug. Der Überrollbügel 1 ist mit einer Blechkassette 2, die sein Außengehäuse bildet, beispielsweise an der Hinterwand 3 des Fahrzeuges, eines Cabriolets, befe­ stigt. Er befindet sich unmittelbar hinter der Rückenlehne 4 mit einer Kopfstütze 5 der Fahrzeugsitze. Die Blechkassette 2 schließt nach oben etwa bündig mit der Rückenlehne 4 ab. In Höhe der zugehörigen Kopfstütze 5 befindet sich im eingefah­ renen Zustand der mit einer Bügelabdeckung 6 aus hartem Kunststoff versehene Querbügel des Überrollbügels, über den das Fahrzeug im Überschlagsfall abrollt. Dieser Querbügel bildet zusammen mit rohrförmigen Holmen den Überrollkörper, der mit seinen Holmen in einem in dem oberen Teil der Blech­ kassette 2 befestigten. Führungsblock in Verbindung mit am Boden der Kassette befestigten Standrohren ein- und aus fahr­ bar geführt ist.

Im Überrollfall wird der Überrollkörper, veranlaßt durch ei­ nen entsprechenden Sensor, Auslöser und Antrieb nach oben ausgefahren. In der ausgefahrenen Stellung befindet sich da­ bei der Querbügel deutlich oberhalb der Kopfstütze und schützt somit die Köpfe der angeschnallten Fahrzeuginsassen bei einem Überschlag.

Durch die Hinterwand 3 ragt dabei ein die Ausfahrbewegung auslösendes Kraftelement 7, welches damit auf einfache Weise nach einem Crash-Fall ausgewechselt werden kann.

Überrollbügel der vorgenannten Art sind in mannigfaltigen Aus­ führungsformen hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung der Kassette und der Überrollkörper und des im Überrollfall aus­ lösenden sowie dem Überrollkörper aus fahrenden Antriebssy­ stem bekanntgeworden. Beispielhaft sei auf die DE 43 42 401 A1 sowie die DE 195 23 790 A1 hingewiesen, die Antriebe mit­ tels eines Gasgenerators und eines Kolben-Zylindersystems sowie mittels einer Druckfeder zeigen, in Verbindung mit ei­ nem pyrotechnischen Zündsatz oder einem Crash-Magnet mit Ver­ riegelungshebel als Auslösesystem für den Antrieb.

Die Fig. 3, Teil B zeigt in einer stark vergrößerten Darstel­ lung ein bekanntes direkt einwirkendes Auslösesystem mit ei­ ner einen Stift 8 aus lösenden Patrone 9 mit einem pyrotech­ nischen Zündsatz 9a in Verbindung mit einer vorgespannten Druckfeder 10 für den Antrieb des Überrollkörpers, der über das Element 11 mit dem Stift 8 direkt verriegelt ist. Bei einer Überschlagsgefahr wird der pyrotechnische Zündsatz 9a gezündet, es entsteht innerhalb der Patrone 9 eine schnelle Gasexpansion, deren Kraft den Stift 8 nach links drückt, wo­ durch die Verriegelung des Überrollbügels aufgehoben wird und dieser mittels der Druckfeder 10 impulsartig ausgefahren wird.

Die Fig. 3 Teil C zeigt ebenfalls in einer stark vergrößerten Darstellung eine indirekte Auslösung mit einer sogenannten stiftausstoßenden pyrotechnischen Patrone 9' mit einem Zünd­ satz 9'a, die den Stift 8 im Auslösefall gegen einen Verrie­ gelungshebel 12 drückt, der im Normalfall mit einem mit dem Überrollbügel verbundenen bolzenartigen Glied 13 verklinkt ist und der im Crash-Fall entklinkt wird. Der vereinfachten Darstellung wegen ist dabei im Teil B der Antrieb des Über­ rollbügels mittels einer Druckfeder 10 nicht dargestellt.

Sowohl im Fall der Darstellung nach Fig. 3B als auch im Fall der Darstellung nach Fig. 3C kann die pyrotechnische Patrone durch einen sogenannten Crash-Magneten ersetzt werden, d. h. einen Elektromagneten, der im Crash-Fall mit Strom aus dem Bordnetz beaufschlagt wird und den Verriegelungs- und Aus­ lösestift 8 betätigt.

Damit die antreibende Druckfeder 10 den Überrollbügel mit der notwendigen Geschwindigkeit antreibt, steht sie unter einer hohen Vorspannung. Dadurch besteht im Fall der direkten Aus­ lösung nach Fig. 3B zwischen dem Stift 8 und dem Element 11 sowie im Fall der indirekten Auslösung nach Fig. 3C zwischen der Kröpfung des Verriegelungshebels 12 und dem Glied 13 eine hohe Klemm-Reibkraft, was im Auslösefall eine hohe, von dem Auslösesystem aufzubringende Kraft bedingt. So muß in den beiden dargestellten Fällen der Treibsatz bzw. die zugehörige Patrone entsprechend groß dimensioniert werden; im Fall eines Crash-Magneten werden entsprechend hohe Ströme benötigt, die das Bordnetz des Kraftfahrzeuges stark belasten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem eingangs bezeichneten ausfahrbaren Überrollbügel diesen hin­ sichtlich des Auslösesystems so auszugestalten, daß im Crash- Fall die von ihm zur Entriegelung der Druckfeder des Feder­ antriebes für den Überrollbügel aufzubringenden Kräfte klei­ ner als bei den bekannten Konstruktionen sind.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung da­ durch, daß eine zweistufige Verriegelungsanordnung vorgesehen ist, mit zwei in Wirkverbindung miteinander stehenden Stufen, von denen die erste Stufe als Auslösestufe in Wirkverbindung mit dem Betätigungselement und die zweite Stufe als Verriege­ lungsstufe mit dem Überrollkörper in Wirkeingriff steht, und die dabei so ausgebildet sind, daß die an der Wirkverbindung zwischen dem Überrollbügel und der Verriegelungsstufe wirken­ de Klemm-Reibkraft an der Wirkverbindung beider Stufen unter­ setzt ist.

Die zweistufige Verriegelungsanordnung kann auf verschiedene Weise konstruktiv gelöst werden. Eine vorteilhaft einfache Konstruktion ergibt sich, wenn die zweistufige Verriegelungs­ anordnung aus einem Doppelhebel-System besteht, mit einem Verriegelungshebel, der an einem Grundkörper um eine Achse drehbar angebracht ist, am einen Ende einen Klinkfortsatz für einen Wirkeingriff mit einem Verriegelungselement am Über­ rollkörper besitzt, sowie der im öffnenden Sinne vorgespannt ist, und mit einem Auslösehebel, der ebenfalls an dem Grund­ körper um eine Achse drehbar angebracht ist, der an einem Ende einen Klinkfortsatz für einen Wirkeingriff mit dem frei­ en Ende des Verriegelungshebels besitzt, sowie dem das Be­ tätigungselement zum Lösen des Wirkeingriffes des Auslösehe­ bels mit dem Verriegelungshebel zugeordnet ist.

Die Vorspannung des Verriegelungshebels ist auf unterschied­ liche Art und Weise konstruktiv realisierbar. Eine erste Aus­ führungsform besteht darin, daß die Vorspannung des Verriege­ lungshebels durch einen seitlichen Mittenversatz seiner Dreh­ achse gegenüber dem Verriegelungselement am Überrollkörper aufbringbar ist. Bei dieser Ausführungsform werden keine zusätzlichen Teile benötigt.

Alternativ oder unterstützend besteht eine zweite Aus­ führungsform darin, daß eine vorgespannte Drehfeder vorgese­ hen ist, die am Grundkörper befestigt ist und mit dem Verrie­ gelungshebel im entklinkenden Sinne in Wirkeingriff steht.

Mit dieser Ausführungsform können die vom Verriegelungsele­ ment am Überrollkörper auf den Verriegelungshebel ausgeübten Querkräfte verringert werden.

Auch das Betätigungselement des Auslösesystems kann auf ver­ schiedene Weise realisiert werden. So kann gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung das Betätigungselement einen durch einen in einer Patrone gezündeten pyrotechnischen Treibsatz oder durch einen Elektromagneten betätigten Stift aufweisen, der auf den Auslösebehebel im Crash-Fall im en­ triegelten Sinne einwirkt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist auch eine stiftfreie Auslösung möglich, wenn das Betätigungsele­ ment einen Elektromagneten in Verbindung mit einem magneti­ sierten Abschnitt im Auslösehebel aufweist.

Der eingeschaltete Elektromagnet kann dann stiftfrei auf den Auslösehebel im entriegelten Sinne einwirken.

Weitere ausgestaltende Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematisierten Schnittdarstellung eine erste Ausführungsform eines Doppelhebel- Verriegelungssystems mit Auslösung durch einen Stift,

Fig. 2 in einer weiteren schematisierten Schnittdar­ stellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines Doppelhebel-Verriegelungssystems mit einer stiftfreien Auslösung über einen Crash-Magne­ ten, wobei im Teil A der verriegelte Zustand und im Teil B der entriegelte, d. h. ausgelöste Zustand, dargestellt ist, und

Fig. 3 im Teil A die bekannte Anordnung eines aus­ fahrbaren Überrollbügels hinter den Fahrzeug­ sitzen und in den Teilen B und C zwei ver­ schiedene Ausführungsformen von bekannten Aus­ lösesystemen.

Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Aus­ lösesystem für einen ausfahrbaren Überrollbügel, bestehend aus einem stiftbetätigten Doppelhebel-Verriegelungssystem. Dieses Doppelhebel-Verriegelungssystem weist einen Verriege­ lungshebel 14 auf, der mittels eines hakenförmigen Klinken­ fortsatzes 14a mit einem Bolzen 15 am Überrollkörper entspre­ chend der Darstellung in Fig. 3C verklinkt ist. Auf den Klinkenfortsatz 14a übt daher der Bolzen 15 eine durch die vorgespannte Druckfeder des Antriebes aufgebrachte Kraft aus. Dieser Verriegelungshebel 14 ist drehbar um die Achse 17 über eine laschenartige Halterung 18 an einem Grundkörper 16 in einer den Überrollkörper und seinen Federantrieb aufnehmenden Blechkassette analog Fig. 3A angebracht. Das Zentrum der Achse 17 ist dabei um den Abstand "a" von dem Zentrum des Bolzens 15 seitlich versetzt. Dadurch wird durch die Feder­ kraft des Druckfederantriebes auf den Verriegelungshebel 14 ein im entklinkenden Sinne wirkendes Moment ausgeübt.

Das Doppelhebelsystem weist ferner einen Auslösehebel 19 auf, der um die Achse 20 drehbar an dem Grundkörper 16 befestigt ist, und der mit einem hakenförmigen Klinkenfortsatz 19a mit dem Verriegelungshebel 14 an dessen freiem Ende 14b verklinkt ist.

Das Auslösesystem besitzt ferner ein symbolisch dargestelltes Betätigungselement 9 mit einem Auslösestift 8, der in Wirk­ verbindung mit dem freien Ende des Auslösehebels 19 steht. Der Auslösestift 8 kann mittels einer Patrone mit einem Treibsatz analog der Fig. 3C oder mittels eines elektroma­ gnetischen Crash-Magneten im Crash-Fall betätigt werden.

Wird der Stift 8 durch einen den Crash-Fall erfassenden Sen­ sor ausgelöst, so schnellt er aus dem Betätigungselement 9 und drückt den Auslösehebel 19 nach links in die gestrichelt dargestellte Position. Dadurch gibt sein Klinkenfortsatz 19a den Verriegelungshebel 14 frei, der seinerseits durch die am Bolzen 15 wirkende Kraft der vorgespannten Druckfeder des Federantriebes für den Überrollbügel verschwenkt wird, der­ art, daß sein Klinkenfortsatz 14a den Bolzen 15 am Überroll­ bügel frei gibt, wodurch der Überrollbügel mittels seines Druckfederantriebes aus der Kassette ausgefahren wird.

Durch die vorgespannte Antriebs-Druckfeder in Verbindung mit den entsprechend abgestimmten Hebelarm-Längen ist die Klemm­ kraft zwischen dem Verklinkungsfortsatz 19a des Auslösehebels 19 und dem Hebelende 14b des Verriegelungshebels 14 kleiner als die Klemmkraft zwischen dem Verklinkungsfortsatz 14a und dem Bolzen 15, der durch den Druckfederantrieb des Überroll­ bügels mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Klinkenfortsatz 14a des Verriegelungshebels gedrückt wird. Dadurch ist die Auslösekraft, die der Auslösestift 8 auf den Auslösehebel 19 aufbringen muß, wesentlich kleiner als im bekannten Fall nach den Fig. 3B und C, wodurch im Fall einer pyrotechnischen Patrone ein kleinerer Treibsatz und im Fall eines Crash-Ma­ gneten weniger elektrische Energie benötigt wird.

Das Auslösesystem ist dabei so konstruiert, daß sich die Aus­ lösezeit nicht vergrößert sowie daß es nach einer Auslösung nicht automatisch in die Ausgangsstellung zurückspringt, d. h. die Reversierung erfolgt durch eine äußere Kraft auf den Ver­ riegelungshebel 14 gegen die Kraft der Druckfeder des Feder­ antriebes des Überrollbügels.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Doppelhebelsystems in zwei Zuständen. Der Zustand A ist der Ruhezustand, der Zustand B der ausgelöste Zustand.

In Fig. 2A ist der Klinken-Fortsatz 14'a des Verriegelungs­ hebels 14' mit dem Bolzen 15 am Halte-Ende 15a des Überroll­ bügels verklinkt. Da im Falle der Ausführung nach Fig. 2 der Mittenversatz der Drehachse 17' des Verriegelungshebels 14 gegenüber dem Bolzen 15 kleiner als im Fall der Fig. 1 ist, ist eine vorgespannte Hilfs-Drehfeder 24 vorgesehen, die mit einem Ende am Grundkörper 16' befestigt ist, und mit ihrem freien Ende 24a an einer Öffnung 14'c im Verriegelungshebel anliegt, derart, daß sie den Verriegelungshebel 14' um seine Achse 17' im entklinkenden Sinne verdrehen will.

Der um die Achse 20' am Grundkörper 16' drehbar angebrachte Auslösehebel 19' ist bügelförmig ausgebildet und steht mit seinem flachen umgebördelten Klinken-Fortsatz 19'a mit einem Klinkenanschlag 14'b des Verriegelungshebels 14' in verrie­ gelnder Wirkverbindung. Diese Wirkverbindung wird durch eine Drehfeder 21, die mit einem Ende am Grundkörper 16' befestigt ist und deren freies Ende 21a auf dem freien, einen magneti­ sierten Abschnitt 19'b aufweisenden Ende des Auslösehebels 19' aufliegt und diesen nach unten drückt, hergestellt.

Unterhalb des Auslösehebels 19' befindet sich ein Auslöse- Elektromagnet 22, der Crash-Magnet, der im eingeschalteten Zustand den magnetisierten Abschnitt am Ende 19'b des Aus­ lösehebels 19' nach oben drückt und damit, wie in Fig. 2B dargestellt, die Verklinkung mit dem Verriegelungshebel 14' frei gibt. Dadurch wird dieser unter Aufhebung der Verklin­ kung mit dem Bolzen 15 am Überrollkörper mittels des von der Druckfeder des Überrollbügelantriebes ausgeübten Momentes, unterstützt durch die vorgespannte Hilfs-Drehfeder 24, um die Achse 17' in die in Fig. 2B gezeigte Lage gegen einen An­ schlag 23 verdreht.

Auch bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist, unterstützt durch die potentielle Energie der vorgespannten Drehfeder 24 und die Hebelverhältnisse, die Klemm-Reibkraft an der Verklinkung 14'bb und 19'a des Auslösehebels 19' mit dem Verriegelungshebel 14' kleiner als an der Verklinkung des Verriegelungshebels 14' mit dem Bolzen 15.

Anstelle der magnetischen Wirkverbindung zum Auslösehebel 19' kann auch ein Auslösestift vorgesehen sein, der auf die Un­ terseite des Auslösehebels 19' einwirkt und diesen im Crash- Fall nach oben treibt.

Claims (6)

1. Ausfahrbarer Überrollbügel (1) für Kraftfahrzeuge, be­ stehend aus einem Überrollkörper sowie einer Blechkas­ sette (2) mit einem Führungskörper für den Überrollkör­ per und einer mit ihm in antreibender Wirkverbindung stehenden Druckfeder (10) zum Ausfahren des Überroll­ körpers im Crash-Fall, und mit einem Auslösesystem, be­ stehend aus einer Verriegelungsanordnung (14, 19, 15; 14', 24, 19', 15) mit dem Überrollkörper bei vorgespann­ ter Druckfeder (10) und einem Betätigungselement (8, 9; 22) für das Lösen der Verriegelung im Crash-Fall, da­ durch gekennzeichnet, daß eine zweistufige Verriege­ lungsanordnung vorgesehen ist, mit zwei in Wirkverbin­ dung miteinander stehenden Stufen, von denen die erste Stufe (19; 19') als Auslösestufe in Wirkverbindung mit dem Betätigungselement (8, 9; 22) und die zweite Stufe (14, 14') als Verriegelungsstufe mit dem Überrollkörper in Wirkeingriff steht und die dabei so ausgebildet sind, daß die an der Wirkverbindung zwischen dem Überrollkör­ per und der Verriegelungsstufe wirkende Klemm-Reibkraft an der Wirkverbindung beider Stufen untersetzt ist.

2. Überrollbügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweistufige Verriegelungsanordnung aus einem Doppelhebelsystem besteht, mit einem Verriegelungshebel (14, 14'), der an einem Grundkörper (16, 16') um eine Achse (17, 17') drehbar angebracht ist, an einem Ende einen Klinkenfortsatz (14a, 14'a) für einen Wirkeingriff mit einem Verriegelungselement (15) am Überrollkörper besitzt, sowie der im öffnenden Sinne vorgespannt ist, und mit einem Auslösehebel (19, 19'), der ebenfalls an dem Grundkörper (16, 16') um eine Achse (20, 20') dreh­ bar angebracht ist, der an einem Ende einen Klinkenfort­ satz (19a, 19'a) für einen Wirkeingriff mit dem freien Ende (14', 14'b) des Verriegelungshebels (14, 14') be­ sitzt, sowie dem das Betätigungselement (8, 9; 22) zum Lösen des Wirkeingriffes des Auslösehebels (19, 19') mit dem Verriegelungshebel (14, 14') zugeordnet ist.

3. Überrollbügel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung des Verriegelungshebels (14) durch einen seitlichen Mittenversatz seiner Drehachse (17) gegenüber dem Verriegelungselement (15) am Überrollkör­ per aufbringbar ist.

4. Überrollkörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine vorgespannte Drehfeder (24) vorgese­ hen ist, die am Grundkörper (16') befestigt ist und mit dem Verriegelungshebel (14') im entklinkenden Sinne in Wirkeingriff steht.

5. Überrollbügel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (9) einen durch einen in einer Patrone gezündeten pyrotechnischen Treibsatz oder durch einen Auslöse-Elektromagneten be­ tätigten Stift (8) aufweist, der auf den Auslösehebel (19) im Crash-Fall im entriegelten Sinne einwirkt.

6. Überrollbügel nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (9) einen Auslöse-Elektromagneten (22) in Verbindung mit einem magnetisierten Abschnitt (19'b) im Auslösehebel (19') aufweist.