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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sicherheitskäfig eines
Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs
1.
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Derartige
Sicherheitskäfige
werden meist in Fahrzeugen eingesetzt, die für den Motorsport vorgesehen
sind. Während
bei älteren
Fahrzeugen zumindest eine einfache Überrollvorrichtung zum Einsatz kam,
die aus einem Überrollbügel im Bereich
einer B-Säule des
Fahrzeuginnenraums und/oder hinter den Vordersitzen und zwei Abstützungen
zu den hinteren Radkästen
bestand, wird bei moderneren Fahrzeugen zumindest ein Überrollkäfig, ein
sog. Sicherheitskäfig
und/oder eine sog. Sicherzeitszelle eingesetzt, die neben dem sog.
Hauptbügel
zumindest einen Frontbügel
im Bereich einer A-Säule des
Fahrzeugs und Verbindungsstreben zwischen Hauptbügel und Frontbügel umfasst.
Diese Verbindungsstreben verlaufen üblicherweise entlang der Türöffnungen
an den oberen Dachkanten sowie durch den Türausschnitt, ungefähr in Hüfthöhe des Fahrers
und Beifahrers. Eine derartige Überrollvorrichtungen
ist bspw. aus der
DE
73 41 183 U bekannt.
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Die
80 31 555 U1 beschreibt eine Überrollvorrichtung
mit zahlreichen zusätzlichen
Streben, die zur Verstärkung
der Überrollvorrichtung
dienen. Aufgrund der zahlreichen Verankerungen der Überrollvorrichtung
mit der Fahrzeugkarosserie dient eine solche sog. Sicherheitszelle
neben dem Schutz der Insassen auch der Verstärkung und Versteifung der gesamten
Fahrzeugstruktur. Die Gefahr eines starken Verzugs oder gar des
Kollabierens der Fahrgastzelle bei einer starken Fahrzeugdeformation
aufgrund eines Unfalls wird durch die Verwendung einer größeren Zahl
von zusätzlichen
Verstrebungen sowie durch deren geeignete Platzierung zunehmend
verringert.
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Eine
weitere Überrollvorrichtung
ist aus der
DE 84 03
229 U1 bekannt. Durch Verwendung von verstellbaren Gabelköpfen an
den verschraubbaren Enden der Verstrebungen können die Verstrebungen mit
definierter Vorspannung versehen werden, was die Stabilität der Käfigstruktur
verbessern kann.
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Als
Material für
diese Überroll-
oder Sicherheitskäfige
wird üblicherweise
nahtlos gezogenes Stahlrohr mit einem Außendurchmesser von ca. 40 bis
50 mm und defi nierter Wandstärke
von ca. 1,5 bis 2,5 mm verwendet. Als Material kann von einfachem Baustahl
St-37 bis zu vergütetem
Chrommolybdänstahl
grundsätzlich
jedes Stahlmaterial verwendet werden, dass über eine ausreichend hohe Zugfestigkeit
verfügt.
Aus diesem Grund werden im Motorsportbereich auch keine Leichtmetallkäfige eingesetzt.
Normen für
im Motorsport zugelassene Käfige werden
beispielsweise vom Weltautomobilverband (FIA) sowie von nationalen
Sportbehörden
(z.B. DMSB – Deutscher
Motorsportbund) erlassen.
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Die
bekannten Sicherheitskäfige
können auch
bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die für den Straßenverkehr zugelassen sind.
Bei für
den Straßenverkehr
zugelassenen Fahrzeugen steht jedoch die erreichte Sicherheit durch
die Käfigstruktur
nicht alleine im Vordergrund, sondern auch die leichte Handhabbarkeit
des Fahrzeugs im täglichen
Einsatz, sowie die Ergonomie beim Ein- und Aussteigen. Insbesondere
die unteren Verbindungsstreben, die sog. Türstreben, sind beim Ein- und
Aussteigen sehr hinderlich, da sie je nach Gestaltung und Anordnung den
Türausschnitt
teilweise deutlich verkleinern und somit beim Ein- und Aussteigen
mehr oder weniger stark stören.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung wird daher darin gesehen wird, einen
gattungsgemäßen Sicherheitskäfig für Kraftfahrzeuge
zur Verfügung
zu stellen, der hinsichtlich seiner Ergonomie und insbesondere hinsichtlich
des Ein- und Ausstiegs für
die Fahrzeuginsassen verbessert ist.
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Dieses
Ziel der Erfindung wird mit einem Sicherheitskäfig mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1 dadurch erreicht, dass wenigstens eine Türstrebe des Sicherheitskäfigs lösbar am
Sicherheitskäfig
angeordnet und an der öffenbaren
Fahrzeugtür
verankert ist.
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitskäfig eines Kraftfahrzeuges,
der mindestens einen Hauptbügel
in einem Bereich einer B-Säule
des Fahrzeugs und/oder in einem Bereich hinter dem wenigstens einen
Vordersitz aufweist, der jeweils einen, am Fahrzeugboden und/oder
im Schwellerbereich verankerten annähernd vertikalen Abschnitt
an beiden Längsseiten
des Fahrzeuginnenraums und einen die vertikalen Abschnitte verbindenden
annähernd
horizontalen Abschnitt aufweist. Diese Abschnitte sind üblicherweise
aus einem einzigen Rohrabschnitt so gebogen, dass sie in das Fahrzeug
passen. Der Sicherheitskäfig
umfasst zudem mindestens einen Frontbügel in einem Bereich einer
A-Säule
des Fahrzeugs und/oder in einem Bereich vor dem we nigstens einen
Vordersitz, der jeweils einen, am Fahrzeugboden und/oder im Schwellerbereich
verankerten, vertikalen und/oder schrägen, entlang des Frontscheibenrahmens
verlaufenden Abschnitt und einen die beiden vertikalen und/oder
schrägen
Abschnitte verbindenden annähernd
horizontalen, oberhalb des Frontscheibenrahmens angeordneten Abschnitt
aufweist. Auch dieser Frontbügel
kann aus einem einzigen Stahlrohr gebogen und so geformt sein, dass
er sich im Fahrzeuginnenraum integrieren lässt. Zudem weist der Käfig wenigstens
eine Verbindungsstrebe zwischen Frontbügel und Hauptbügel auf,
die nahe am Fahrzeugdach angeordnet ist. Üblicherweise sind mindestens
zwei derartiger Verbindungsstreben vorgesehen, die an den linken
und rechten Dachkanten in horizontaler Richtung entlang der Fahrzeuglängsrichtung
verlaufen. Darüber
hinaus umfasst der Sicherheitskäfig
wenigstens eine horizontal und/oder schräg in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende
Türstrebe,
die im Bereich einer Türöffnung einer
Fahrzeugtür
die annähernd
vertikalen Abschnitte des Frontbügels
und des Hauptbügels
verbindet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass die wenigstens eine Türstrebe
lösbar
am Sicherheitskäfig
angeordnet und an der offenbaren Fahrzeugtür verankert ist. Bei einem
in Fahrzeuglängsrichtung symmetrisch
aufgebauten Käfig
können
die linke und rechte Türstrebe
jeweils lösbar
am Käfig
angeordnet und an den beiden Fahrzeugtüren verankert sein.
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Die
wenigstens eine Türstrebe
kann insbesondere starr an der Innenseite der Fahrzeugtür verankert
sein, so dass sie bei geöffneter
Fahrzeugtür vom
Käfig gelöst wird
und den Türausschnitt
vollständig
freigibt, was gegenüber
herkömmlichen
Sicherheitskäfigen
mit starren Türstreben
eine verbesserte Ein- und Ausstiegsmöglichkeit bietet.
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Vorzugsweise
ist die wenigstens eine Türstrebe
bei geschlossener Fahrzeugtür
unlösbar
zwischen Frontbügel
und Hauptbügel
verankert, um auf diese Weise den bestmöglichen Schutz bei Unfällen zu
bieten. Insbesondere sollte die Verbindung zwischen Türstrebe
und Käfig
so gestaltet sein, dass die Türstrebe
auch bei seitlichen Intrusionen an ihrem Ort bleibt, bspw. bei Kollisionen
mit pfahlartigen Gegenständen
wie Bäumen.
So kann es insbesondere sinnvoll sein, wenn die wenigstens eine
Türstrebe
bei geschlossener Fahrzeugtür
im Wesentlichen von der Fahrzeugtür in ihrer Verankerung zwischen
Frontbügel
und Hauptbügel
gehalten ist.
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Wahlweise
kann die wenigstens eine Türstrebe
bei geschlossener Fahrzeugtür
mittels zusätzlicher
Fixierungen in ihrer Verankerung zwischen Frontbügel und Haupt bügel gehalten
sein. Diese zusätzlichen
Fixierungen können
bspw. mit dem Türschloss
gekoppelt sein. Wahlweise können
die zusätzlichen
Fixierungen bei geschlossener Fahrzeugtür manuell und/oder mittels
manueller Steuerung verriegelbar und offenbar ausgestaltet sein.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass am Frontbügel und/oder am Hauptbügel jeweils
muldenartige Aufnahmen für
die Türstrebe
vorgesehen sind. Diese muldenartigen Aufnahmen sind vorzugsweise
zur Türöffnung hin
und in horizontaler Richtung geöffnet,
zur weitgehend spielfreien Aufnahme der Türstrebe bei geschlossener Fahrzeugtür.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung kann jedoch auch vorsehen, dass die Türstrebe im
Bereich eines Türscharniers über ein
gelenkiges Scharnier schwenkbar am Frontbügel verankert ist.
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Es
soll an dieser Stelle erwähnt
sein, dass die Aufnahmen zur Verankerung der Türstrebe bei geschlossener Fahrzeugtür so zu
gestalten sind, dass sich die Türstrebe
innerhalb des Umrisses der Türöffnung platzieren
lässt.
Es versteht sich von selbst, dass die Türstrebe – zumindest im hinteren Bereich,
d.h., am Türschloss – nicht über die
Kontur des Türausschnitts
hinausragen kann, da sich ansonsten die Tür nicht mehr öffnen ließe. Andernfalls müsste der
Türausschnitt
entsprechend geändert werden,
was einen erheblichen Eingriff in die Karosseriestruktur darstellen
könnte.
Einfacher ist es, die Aufnahme so anzuordnen, dass sich die Türstrebe
an die Länge
der Fahrzeugtür
anpassen lässt.
Die Aufnahme kann ggf. über
eine geeignete Verstrebung innerhalb der Türöffnung platziert werden, insbesondere
dann, wenn der Hauptbügel
ein Stück
weit vom Türausschnitt
entfernt angeordnet ist, was bei vielen bekannten Sicherheitskäfigen der
Fall ist.
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Weiterhin
kann zur Erhöhung
der Steifigkeit des Sicherheitskäfigs
am unteren Bereich der Türöffnung eine
der Kontur des Türschwellers
folgende zusätzliche
Verbindungsstrebe zwischen Frontbügel und Hauptbügel angeordnet
sein. Diese zusätzliche Verbindungsstrebe
ist vorzugsweise fest eingebaut, und zwar in einer Höhe, dass
sie das Ein- und Aussteigen nicht beeinträchtigt. Die zusätzliche
Strebe kann bspw. unterhalb der Türöffnung, von der Seite gesehen,
hinter dem kastenförmigen
Seitenschweller, eingebaut sein.
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Wahlweise
können
die erfindungsgemäßen Türstreben
durch zusätzliche
Längs-
und/oder Querverstrebungen in der Türstruktur ergänzt sein,
wie sie bspw. aus der
DE
44 21 095 B4 und aus der
DE 10 2006 051 991 A1 hervorgehen.
Um die Sicherheit bei einem Seitenaufprall in diesem Zusammenhang
weiter zu verbessern, kann es sinnvoll sein, die Türscharniere
und/oder das Türschloss
zu verstärken, um
zu verhindern, dass bei einem schweren Unfall die Tür geöffnet oder
gar aus ihrer Verankerung gerissen werden kann.
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Derartige
Sicherheitskäfige
können
verschraubt und/oder verschweißt
sein, sowohl was die Verbindung der einzelnen Rohre bzw. Bügel als
auch was die Verankerung im Fahrzeug betrifft. Die Art dieser Verbindungen
ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Erfindung
lässt sich
auf alle Arten von Sicherheitskäfigen
anwenden, unabhängig
davon, ob es sich dabei um einen sog. Schraubkäfig oder um eine verschweißte Sicherheitszelle
o. dgl. handelt. Es soll der Vollständigkeit halber an dieser Stelle
erwähnt
sein, dass anstelle der einfachen Abstützung des Hauptbügels über schräg verlaufende
Längsstreben
auf die Radkästen der
Hinterachse auch Käfigkonstruktionen
verwendet werden, die entlang der hinteren Dachkontur und entlang
der Heckscheibe verlaufende Längsstreben
aufweisen, die sich auf einer Heckablage des Fahrzeugs abstützen. Zudem
können
im Heckbereich weitere Streben eingesetzt werden, bspw. eine sog.
Diagonalstrebe, die von einer hinteren Abstützung quer zur anderen Fahrzeugseite
in Richtung oberem Abschnitt des Hauptbügels verläuft.
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Selbstverständlich lassen
sich die Prinzipien der Erfindung auch auf anders gestaltete Sicherheitskäfige übertragen,
bspw. auf solche, die in viertürige Fahrzeuge
eingebaut sind. In diesem Fall ist es möglich, die ansonsten oft fehlenden
hinteren Längsverstrebungen
zwischen Hauptbügel
und hinterer Abstützung
am Radhaus bzw. an der Heckablage durch an den Türen verankerte und bei geschlossener
Tür mit
dem Käfig
verbundene Türstreben
zu bilden.
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Weitere
Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus
der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel dient und
auf die beigefügten Zeichnungen
Bezug nimmt. Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche
Bezugszeichen auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
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Die
Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel
eines Sicherheitskäfigs
für Kraftfahrzeuge
in schematischer Perspektivdarstellung.
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Die
perspektivische Ansicht der einzigen Figur verdeutlicht den Aufbau
eines an sich bekannten Sicherheitskäfigs 10 für Kraftfahrzeuge,
der mit einer erfindungsgemäßen Türstrebe
versehen ist. Der Sicherheitskäfig 10,
der im Innenraum eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) eingebaut
ist, umfasst einen Hauptbügel 12 in
einem Bereich einer B-Säule des
Fahrzeugs und/oder in einem Bereich hinter einem Vordersitz (nicht
dargestellt), der jeweils einen, am Fahrzeugboden und/oder im Schwellerbereich 14 verankerten
annähernd
vertikalen Abschnitt 16 an beiden Längsseiten des Fahrzeuginnenraums
und einen die vertikalen Abschnitte 16 verbindenden annähernd horizontalen
Abschnitt 18 aufweist. Diese Abschnitte 16 und 18 sind üblicherweise
aus einem einzigen Rohrabschnitt so gebogen, dass sie in das Fahrzeug
passen. Der Sicherheitskäfig 10 umfasst zudem
einen Frontbügel 20 in
einem Bereich einer A-Säule
des Fahrzeugs und/oder in einem Bereich vor dem Vordersitz. Der
Frontbügel 20 umfasst
jeweils einen, am Fahrzeugboden und/oder im Schwellerbereich 14 verankerten,
vertikalen und/oder schrägen,
entlang des Frontscheibenrahmens verlaufenden Abschnitt 22 und
einen die beiden vertikalen und/oder schrägen Abschnitte 22 verbindenden
annähernd
horizontalen, oberhalb des Frontscheibenrahmens angeordneten Abschnitt 24.
Auch dieser Frontbügel 20 kann
aus einem einzigen Stahlrohr gebogen und so geformt sein, dass er
sich im Fahrzeuginnenraum integrieren lässt. Zudem weist der Käfig 10 zwei
Verbindungsstreben 26 zwischen Frontbügel 20 und Hauptbügel 12 auf,
die nahe am Fahrzeugdach angeordnet sind. Üblicherweise sind mindestens
zwei derartiger Verbindungsstreben 26 vorgesehen, die an
den linken und rechten Dachkanten in horizontaler Richtung entlang
der Fahrzeuglängsrichtung
verlaufen.
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Darüber hinaus
weist der Sicherheitskäfig 10 wenigstens
eine horizontal und/oder schräg
in Fahrzeuglängsrichtung
verlaufende Türstrebe 28 auf,
die im Bereich einer Türöffnung 30 einer
Fahrzeugtür (nicht
dargestellt) die annähernd
vertikalen Abschnitte 22, 16 des Frontbügels 20 und
des Hauptbügels 12 verbindet.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die wenigstens eine Türstrebe 28 lösbar am
Sicherheitskäfig 10 angeordnet
und an der öffenbaren
Fahrzeugtür
(nicht dargestellt) verankert. Bei einem in Fahrzeuglängsrichtung
symmetrisch aufgebauten Käfig 10 können die
dargestellte linke Türstrebe 28 und
eine nicht dargestellte rechte Türstrebe
jeweils lösbar
am Käfig 10 angeordnet
und an den beiden Fahrzeugtüren
verankert sein.
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Die
Türstrebe 28 ist
an der vorderen Strebe 22 des Frontbügels 20 über eine
zur Außenseite
der Türöffnung 30 hin
offene, U-förmige
vordere Aufnahme 32 derart gehalten, dass die geschlossene
Fahrzeugtür
die Türstrebe 28 weitgehend
spielfrei in der Aufnahme 32 fixiert. Weiterhin ist die
Türstrebe 28 an der
hinteren Strebe 16 des Hauptbügels 12 über eine zur
Außenseite
der Türöffnung 30 hin
offene, U-förmige
hintere Aufnahme 34 derart gehalten, dass die geschlossene
Fahrzeugtür
die Türstrebe 28 weitgehend
spielfrei in der Aufnahme 34 fixiert. Die vordere Aufnahme 32 und/oder
die hintere Aufnahme 34 können ggf. über Verstrebungen 36 so
platziert sein, dass die Türstrebe 28 kürzer ist
als die Länge
des Türausschnittes 30,
da ansonsten die Strebe 28 beim Öffnen der Tür am Türrahmen streifen oder sich
dort verklemmen könnte.
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Die
Türstrebe 28 selbst
wie auch ihre Stirnseiten sind vorzugsweise so gestaltet, dass die
Türstrebe 28 nicht
nur einen optimalen Seitenaufprallschutz bietet, sondern auch bei
einer Frontalkollision ein Nachgeben des Frontbügels 20, insbesondere der
vertikalen Abschnitte 22 in Richtung zum Fahrgastraum verhindert.
Um für
einen solchen Fall einen besseren Schutz zu bieten, sind die Aufnahmen 32 und 34 vorzugsweise
so gestaltet, dass ein Nachgeben gegenüber der Türstrebe 28 in axialer
Richtung verhindert wird.
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Wahlweise
können
die Aufnahmen 32 und 34 mit zusätzlichen
Verriegelungselementen (nicht dargestellt) ausgestattet sein, die
bei geschlossener Fahrzeugtür
manuell oder automatisch verriegelt werden können. Diese Verriegelungselemente
können
verhindern, dass bei schweren Unfällen und sich von der Fahrzeugstruktur
lösenden
oder sich öffnenden
Fahrzeugtüren
die daran verankerten Türstreben 28 aus
ihren Aufnahmen 32 und 34 fallen können. Die
Verriegelungselemente sind deshalb vorzugsweise so gestaltet, dass
zunächst
die Verbindung zwischen Tür
und Türstrebe 28 gelöst wird,
bevor die Türstrebe 28 aus
ihren Aufnahmen 32 und 34 fallen kann.
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Um
einen noch weiter gehenden Schutz zu bieten, kann eine zusätzliche
axiale Verankerung der Türstrebe 28 in
den Aufnahmen 32 und/oder 34 vorgesehen sein.
Eine solche Verankerung kann bspw. durch ein geeignetes Axialprofil
mit Absätzen und/oder
Nuten erreicht werden. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass
bei starker Verformung des Käfigs 10 und
daraus folgender Entfernung der beiden Aufnahmen 32 und 34 voneinander
die Türstrebe 28 aus
einer der beiden Aufnahmen 32 oder 34 rutschen
kann. Eine axiale Verankerung kann dagegen die Türstrebe 28 so in den
Aufnahmen 32 und 34 fixieren, dass diese gleichzeitig
in Längsrichtung der
Türstrebe 28 in
ihrer Position gehalten werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Vielmehr
ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen denkbar, die von
dem erfindungsgemäßen Gedanken
Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich fallen.
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- 10
- Sicherheitskäfig
- 12
- Hauptbügel
- 14
- Schwellerbereich
- 16
- vertikaler
Abschnitt
- 18
- horizontaler
Abschnitt
- 20
- Frontbügel
- 22
- vertikaler/schräger Abschnitt
- 24
- horizontaler
Abschnitt
- 26
- Verbindungsstrebe
- 28
- Türstrebe
- 30
- Türöffnung
- 32
- vordere
Aufnahme
- 34
- hintere
Aufnahme
- 36
- Verstrebung