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Die
Erfindung betrifft eine Insassen-Schutzeinrichtung der im Oberbegriff
angegebenen Art.
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Bei
der aus
DE 195 01 584
A bekannten Insassen-Schutzeinrichtung ist jeder ausschließlich geradlinig
ausfahrbare Überrollbügel in einer
die Führung
definierenden Kassette in einem im Fahrzeugkörper festlegbaren Tragrahmen
abgestützt.
Die Kassette ist in der Querebene des Tragrahmens von unten innen
nach oben außen
schräg
gestellt, so dass die obere Außenecke
des Überrollbügels beim
Ausfahren relativ zum Fahrzeugkörper
von innen nach außen
verlagert wird. Diese Bauweise lässt
im Außenbereich
des Tragrahmens und benachbart zur Fahrzeugkörper-Außenseite
Bauraum für
strukturelle Maßnahmen
frei, z.B. für
eine Verdeck-Kinematik, obwohl
die Außenecke
in der Schutzposition des Überrollbügels günstig weit
außen
positioniert ist. Die Kassette beansprucht jedoch innen unten Bauraum, der
für andere
strukturelle Maßnahmen
im Fahrzeugkörper
gebraucht würde,
z.B. für
eine Durchladeöffnung.
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Aus
DE 39 25 513 A und
DE 39 26 515 A ist eine
Insassen-Schutzeinrichtung bekannt, in der der Überrollbügel an einer in den Fahrzeugkörper einsetzbaren
Grundplatte, d.h. einer Querwand hinter der Sitzlehne, an einer
obenliegenden, der Außenseite
des Fahrzeugkörpers
benachbarten realen Achse so schwenkbar gelagert, dass bei einer
Auslösung
die Außenecke
des Überrollbügels mit
diesem von unten innen nach oben außen schwenkt. In der ausgefahrenen
Position wird der Überrollbügel an der
realen Achse und in der Mitte der Grundplatte abgestützt. Der Überrollbügel benötigt eine
stabilen integrierten unteren Querträger, um bei der Zweipunkt-Abstützung die
bei einem Überschlag
aufzunehmenden Kräfte
sicher in die Grundplatte einzuleiten. In der eingefahrenen Position
befinden sich viele relativ schwere Komponenten ungünstig nahe
bei der Außenseite
des Fahrzeugkörpers,
und wird dort relativ viel Einbauraum für diese Komponenten benötigt, der
an sich im Fahrzeugkörper
für andere
wichtige strukturelle Maßnahmen
nicht nutzbar ist. Ferner sind relativ große Massen ungünstig hoch
und weit außen
im Fahrzeugkörper
vorhanden.
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Bei
der aus
DE 39 27 265
A bekannten Insassen-Schutzeinrichtung ist die Führungs- und Haltekassette
des Überrollbügels der
Sitzlehne zugewandt konkav gekrümmt.
Der Überrollbügel hat
die gleiche Krümmung.
Der Überrollbügel fährt im Wesentlichen
parallel zur Hochachse des Fahrzeugkörpers aus, wobei sich wegen
der Krümmung
das obere Ende des Überrollbügels in
Fahrzeuglängsrichtung
der Sitzlehne nähert.
Bei einer anderen Ausführungsform
schwenken zwei spiegelbildliche Überrollbügelhälften um
eine mittige, oben liegende reale Achse nach oben, wobei die Außenecken
in der ausgefahrenen Position unzweckmäßig nach innen verlagert sind.
Dies bedeutet, dass die Außenecken
der beiden Überrollbügel-Hälften bei
einem Überschlag relativ
weit innerhalb der Schutzraum-Hüllkontur
für die
Insassen liegen, so dass die A-Säule des
Fahrzeugkörpers
einen exzessiven Teil der Überschlagkräfte aufzunehmen
hat und deshalb sehr stabil auszulegen ist.
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In
DE 103 30 311 A wird
vorgeschlagen, den aus Faserverbundkunststoff bestehenden Überrollbügel einer
Insassen-Schutzeinrichtung mit einer nach außen gezogenen Außeneckenschulter
auszubilden, um bei einem Überschlag
den Krafteinleitungspunkt möglichst
weit nach außen
zu verlagern. Der Überrollbügel fährt jedoch
geradlinig und im Wesentlichen parallel zur Hochachse des Fahrzeugkörpers aus
und muss, falls in den Außenbereichen
andere wichtige strukturelle Maßnahmen
im Fahrzeugkörper
vorgesehen sind, entsprechend weit nach innen versetzt sein.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Insassen-Schutzeinrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die es ermöglicht,
trotz optimal nach außen
verlagertem Kraftaufnahmepunkt des Überrollbügels in dessen Schutz-Position
an den Außen-
und Innenseiten der Führung
so viel Bauraum für
andere strukturelle Maßnahmen
freizulassen wie möglich.
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Die
gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Da
der Überrollbügel und
die Führung
eine gemeinsame Kreisbogenkrümmung
von unten innen nach oben außen
um ein nur virtuelles außenliegendes
Krümmungszentrum
aufweisen, kann der Überrollbügel mit
der Führung
relativ weit nach innen versetzt sein und trotzdem die Außenecke
des Überrollbügels in
eine optimale, d.h. weit nach außen verlagerte, Kraftaufnahmelage
gebracht werden, wenn der Überrollbügel ausfährt. Da
nur ein virtuelles Krümmungszentrum
vorliegt, d.h. keine reale Achse oder Abstützung, und die konkave Seite
der Bogenkrümmung
zur Außenseite
weist, ist außerhalb
der Führung
optimal großer
Einbauraum für
andere strukturelle Maßnahmen
im Fahrzeugkörper
freigelassen. Die Führung
und der Überrollbügel umgehen sozusagen
mit einem gekrümmten
Verlauf diesen außenliegenden
Einbauraum, der durch keinerlei Strukturen der Insassen-Schutzeinrichtung
okkupiert, sondern für
andere strukturelle Maßnahmen
uneingeschränkt
nutzbar ist. Das innere untere Ende der Führung lässt unten innen Bauraum frei.
Der Überrollbügel lässt sich
in der Schutzposition relativ einfach, d.h. ohne gewichtserhöhende Maßnahmen
vorwiegend in der Führung
abstützen,
wobei die nach außen
in die Kraftaufnahmelage gebrachte Außenecke des Überrollbügels Kräfte bei
einem Überschlag in
einer für
den Fahrzeugkörper
günstigen
und exponierten Position aufnimmt. Dadurch kann die A-Säule des
Fahrzeugkörpers
entlastet und graziler ausgebildet werden. Dies ist ein aus Designgründen und
Gewichtsgründen
wichtiger Vorteil solcher meist ohne B-Säule ausgebildeter offener Fahrzeuge.
In eingefahrenem Zustand des Überrollbügels ist
eine nur geringe Massen- und Gewichtskonzentration relativ weit
innen und unten gegeben, was dem Fahrverhalten zugute kommt.
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In
der Insassen-Schutzeinrichtung ist zweckmäßig die Querebene des Fahrzeugkörpers, entlang der
sich der Überrollbügel bewegt,
eben und relativ zum Fahrzeugkörperboden
senkrecht oder schräggestellt,
abhängig
von vorgegebenen Design-Kriterien
des Fahrzeugkörpers.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
weist die Querebene sogar eine der Sitzebene zugewandte konkave
Kreisbogenkrümmung
auf, und sind auch die Führung
und der Überrollbügel zusätzlich zumindest
annähernd
mit der gleichen Bogenkrümmung ausgebildet.
Zusätzlich
bedeutet hier, dass die Führung
und der Überrollbügel nicht
nur die gemeinsame Kreisbogenkrümmung
um das virtuelle Krümmungszentrum
von unten innen nach oben außen
aufweisen, sondern auch in einer dazu senkrechten Richtung gekrümmt sind.
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Um
die obere Außenecke
des Überrollbügels optimal
weit nach außen
zu verlagern, wenn der Überrollbügel ausgefahren
ist, kann es zweckmäßig sein,
an der oberen Außenecke
eine nach außen
weisende Schulter vorzusehen.
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Da
der Überrollbügel bei
dieser Ausbildung keine reale Schwenkachse mit einer körperlichen
Lagerung hat, kann das virtuelle Krümmungszentrum relativ weit
außen
positioniert sein, gegebenenfalls sogar außerhalb der Kontur des Fahrzeugkörpers. Dadurch
lassen sich die Krümmung
und die Positionierung der Schutzeinrichtung belastungs- und designorientiert
optimieren.
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Zweckmäßig ist
es ferner, das virtuelle Krümmungszentrum
relativ tief anzuordnen, damit die Außenecke des Überrollbügels beim
Ausfahren nachhaltig nach außen
verlagert wird.
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Besonders
zweckmäßig ist
der Überrollbügel unter
Verwendung von Faserverbundkunststoff, vorzugsweise sogar in Schalenbauweise,
erstellt. Diese Bauweise und Materialauswahl führen zu einer deutlichen Gewichtseinsparung
gegenüber
metallischen Überrollbügeln, mit
zumindest gleichwertigem oder sogar formentechnisch belastungsorientiertem Crash-Verhalten.
Ferner lässt
sich Faserverbundkunststoff problemlos in die gekrümmte Form
bringen.
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Zweckmäßig ist
die Führung
eine Kassette, die unter Verwendung von metallischen Werkstoffen, insbesondere
Leichtmetall, und/oder von Faserverbundkunststoffen erstellt ist.
Speziell Faserverbundkunststoff mit in eine Kunststoffmatrix eingebetteten Endlosglasfasern
spart Gewicht und lässt
sich in der jeweils gewünschten,
gekrümmten
Form problemlos verarbeiten. Auch für die Führung sollte dieser Werkstoff
wegen des geringen spezifischen Gewichts und/oder leichter Formbarkeit
benutzt werden.
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Um
weiter Gewicht zu sparen und möglichst wenig
Einbauraum zu vergeuden, ist zumindest ein Ende der Führung und/oder
des Überrollbügels relativ
zu einer Kernlinie (die den Krümmungsverlauf
repräsentiert)
unter einem von 90° abweichenden
Winkel schräg
angeordnet sein. In der Schutzposition erbringt der Überrollbügel eine
optimale Sicherheitsfunktion. In eingefahrener Position des Überrollbügels stehen
keine uner wünschten
Vorsprünge
vor, so dass die technische Funktion der Insassen-Schutzeinrichtung ästhetisch
ansprechend kaschiert sein kann.
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Anhand
der Zeichnung werden Ausführungsformen
des Erfindungsgegenstandes erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht eines Fahrzeugkörpers mit einer Insassen-Schutzeinrichtung
in einem Querschnitt des Fahrzeugkörpers, wobei in der linken
Hälfte
von 1 ein Überrollbügel in eingefahrener
Position, und in der rechten Hälfte
von 1 in einer ausgefahrenen Schutzposition angedeutet
ist, und
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2, 3 und 4 Seitenansichten
zu 1 von unterschiedlichen Ausführungsformen der Insassen-Schutzeinrichtung.
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Ein
in 1 schematisch in einem Querschnitt gezeigter Fahrzeugkörper F eines
Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Cabriolets, weist eine Querebene 2 auf.
Diese Querebene 2 kann eine Querwand des Fahrzeugkörpers sein,
oder ein Tragrahmen, oder eine andere Tragstruktur, die in den Fahrzeugkörper F wie üblich eingebaut
oder einbaubar ist. Der Fahrzeugkörper F besitzt einen Boden 1 und
an oder in der Querebene 2 zwei Führungen 3 für jeweils
einen Überrollbügel B. Die
Führungen 3 sind zweckmäßigerweise
sogenannte Kassetten 8, die unter Verwendung von metallischen
Werkstoffen, vorzugsweise Leichtmetall, und/oder von Faserverbundkunststoff
erstellt sind. Je ein Überrollbügel B ist hinter
einer in 1 nicht angedeuteten Sitzlehne des
Fahrzeugs vorgesehen.
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In
normalem Fahrbetrieb sind die Überrollbügel B (1 links)
in einer eingefahrenen Position, in der sie nicht oder nur wenig
oben aus den Führungen 3 vorstehen
und darin von Verriegelungsvorrichtungen V2 verriegelt sind. Bei
einer Unfallsituation, die zu einem Überschlag führen könnte, lösen Sensoren T Aktuatoren A
aus, die die Überrollbügel B rasch
in die in 1, rechts, gezeigte, ausgefahrene
Schutzposition bringen, in der sie, beispielsweise hauptsächlich in
den Führungen 3,
mit Vorrichtungen V1 verriegelt werden.
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Die
Führung 3 und
der Überrollbügel B weisen
in der Querebene 2 eine Kreisbogenkrümmung K mit einen Radius R
und einem außenliegenden
virtuellen Krümmungszentrum
C auf. Die Krümmung
K ist beispielsweise repräsentiert
durch eine gemeinsame Kernlinie 10 des Überrollbügels B und der Führung 3. Die
Krümmung
K ist so in der Querebene 2 angeordnet, dass sie von unten
innen nach oben außen
um außenliegenden
Einbauraum im Fahrzeugkörper
F herum verläuft.
Dies bedeutet, dass ein unteres Ende 4 der Führung 3 weiter
innen bei der Hochachse (Z-Richtung) liegt, als ein oberes Ende 5 der
Führung 3,
das in der quer zur Fahrzeuglängsrichtung
verlaufenden Y-Richtung weiter außen positioniert ist. Das virtuelle
Krümmungszentrum
C ist seitlich beabstandet von der Führung 3 und befindet
sich, vorzugsweise in Z-Richtung
auf einer Höhe
näher beim
unteren Ende 4 der Führung 3 als
beim oberen Ende 5. Zumindest ein Ende 4 und/oder
5 der Führung 5 kann unter
einem von 90° abweichenden
Winkel gegenüber
der Kernlinie 10 schräg
sein.
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Der Überrollbügel B hat
die gleiche Kreisbogenkrümmung
K, repräsentiert
durch die Kernlinie 10, und eine Außenecke E, E' oder E'' an einem oberen Ende 6, 6'. Ein unteres
Ende 7 oder T des Überrollbügels B ist
entweder im Wesentlichen senkrecht zur Kernlinie 10 oder
liegt unter einem von 90° abweichenden
Winkel schräg
zur Kernlinie 10.
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Die
Außenecke
E, E', E'' wird um ein Maß m aus der Lage bei eingefahrenem Überrollbügel B in der
Y-Richtung nach außen
in eine Kraftaufnahme-Lage verlagert, wenn der Überrollbügel B ausfährt. Diese Kraftaufnahme-Lage
der Außenecke
E, E', E" befindet sich möglichst
weit in Y-Richtung von der Z-Hochachse entfernt.
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Wie
bei 6' angedeutet,
kann das obere Ende des Überrollbügels B im
Wesentlichen senkrecht zur Kernlinie 10 verlaufen, bzw.
die übliche
(nicht gezeigte) gerundete Kontur eines Überrollbügels bilden. Alternativ und
in ausgezogener Linie gezeigt, kann das Ende 6 einen mit
der Kernlinie 10 einen von 90° abweichenden Winkel a einschließen, d.h.
so schräg liegen,
dass das Ende 6 in ausgefahrenem Zustand in etwa parallel
zur Y-Richtung bis zur Außenecke
E verläuft.
Die Außenecke
E" kann von einer
nach außen
gezogenen Schulter 11 am Ende 6 gebildet sein.
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Die 2 deutet
an, dass die Querebene 2 gegenüber der Fahrzeugkörperlängsachse
(X-Richtung) schräg
gestellt aber eben ist, so dass auch die Führung 3 und der Überrollbügel B in
dieser Seitenansicht eben sind, während in 3 die
Querebene 3 eben aber im Wesentlichen senkrecht zum Boden 1 bzw.
in Z-Richtung verläuft.
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In 4 ist
die Querebene 2 mit einer zur davor positionierten Sitzlehne 9 weisenden
konkaven Kreisbogenkrümmung
K2 ausgebildet. Die Führung 3 und
der Überrollbügel B sind
im Wesentlichen mit der gleichen Kreisbogenkrümmung K2 (in dieser Ansicht) gekrümmt. D.h.,
die Führung 3 und
der Überrollbügel B haben
eine Zweifachkrümmung
K, K2.
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Im
normalen Fahrbetrieb sind beiden Überrollbügel B gegen die Kraft der Aktuatoren
A eingefahren und von den Verriegelungsvorrichtungen V2 verriegelt.
Spricht der Sensor T an, dann werden die Verriegelungsvorrichtung
V2 gelöst,
und beide Überrollbügel B schlagartig
von den Aktuatoren A in die Schutzposition gebracht und mit den
Verriegelungsvorrichtungen V1, z. B. gegenüber den Führungen 3, verriegelt.
Dabei wird jede Außenecke
E, E' oder E'' um das Maß m in Y-Richtung verlagert.
Bei einem Überschlag
auftretende Belastungen werden über die
Führungen 3,
die Verriegelungseinrichtungen V1, und die Querebene 2 in
den Fahrzeugkörper
F eingeleitet.