DE3732562C1 - Antriebsvorrichtung fuer einen UEberrollbuegel fuer Kraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen Überrollbügel für Kraftwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

In der DE-OS 15 55 955 ist eine Dachverstärkerstange für Kraftfahrzeuge beschrieben, die an jedem Ende durch eine am Kraftfahrzeugrahmen befestigte Teleskopstütze gehalten wird, die eine aus einem Zylinder ausfahrbare, kolbenartige Teleskopverlängerung umfaßt, welche durch eine Druckfeder aus einer eingefahrenen Lage in eine ausgefahrene Lage überführbar ist, wodurch die Dachverstärkerstange aus der Ruhelage in ihre Stützlage bringbar ist.

Die Ausfahrbewegung eines das Fahrzeug bei einem Überschlag auf dem Erdboden abstützenden Überrollbügels muß nach einem erfolgten Crash-Impuls besonders schnell erfolgen und wird durch eine auf die Ausfahrkolben wirkende vorgespannte Druckfeder mit ausreichend hoher Geschwindigkeit erreicht.

Viele Fahrzeuginsassen möchten nun aber einen Kraftwagen, bei dem das Dach abgenommen wurde, grundsätzlich nur mit einem sich in aufgerichteter Stützlage befindenden Überrollbügel fahren. Dabei wird es als unangenehm empfunden, wenn der Überrollbügel durch die Druckfeder derart abrupt aufgestellt wird. Nachteilig ist auch, daß es nicht möglich ist, die Ausfahrbewegung zu unterbrechen und den Überrollbügel vor Erreichen seiner Endlage anzuhalten, wenn einer im Fond sitzenden Person eine Verletzung durch die Bewegung des Überrollbügels droht. Ebensowenig kann der Überrollbügel bei Bedarf wieder automatisch eingefahren werden, sondern muß bei stark vorgespannter Druckfeder sogar mit hohem Kraftaufwand in seine Ruhelage zurückgedrückt werden.

Es stellt sich die Aufgabe, einen in einer Crashsituation rasch in seine Stützlage ausfahrbaren Überrollbügel so auszubilden, daß er auch ohne Crash-Impuls zu einem beliebigen Zeitpunkt in die Wirkstellung bewegbar ist.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Der angetriebene Kolben kann in mäßigem Tempo aus- und auch wieder eingefahren werden, wodurch auch die Bewegung des Überrollbügels langsam und kontrollierbar vonstatten geht. Sollte der Überrollbügel während seiner gesteuerten Bewegung einen Insassen gefährden, so kann der Überrollbügel angehalten und seine Bewegungsrichtung umgekehrt werden.

Wird während der gesteuerten Bewegung ein Crash-Impuls ausgelöst, so wird die Wirkung des Antriebs auf den Kolben aufgehoben, wodurch dieser, durch die Ausstoßfeder angetrieben, rasch in seine Stützlage ausfährt.

Nach den Ansprüchen 2 und 3 ist eine Verriegelung des Stützkolbens gegen Einfahren in jeder Position möglich, wodurch der Überrollbügel auch dann schon den Kraftwagen bei einem Überschlag abstützt, wenn er in einem ungünstigen Fall noch nicht ganz seine vollständig ausgefahrene Stützlage erreicht hat. Wird laut den Merkmalen von Anspruch 5 eine zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit als Antrieb für den Stützkolben gewählt, so ist es entsprechend Anspruch 6 vorteilhaft, diese Kolben über eine Crash-Kupplung lösbar zu verbinden, so daß nach einem Crash-Impuls der Antrieb vom Stützkolben lösbar ist, der dann ungebremst und durch die Ausstoßfeder beschleunigt in seine Stützlage ausfährt.

Das gleiche Ergebnis ist zu erzielen, wenn die Zylinder der beiden Kolben-Zylinder-Einheiten nach Anspruch 9 lösbar miteinander verriegelt sind, wobei nach einem Crash-Impuls der Antriebskolben zusammen mit seinem Zylinder durch den federbelasteten Stützkolben mitgenommen wird. Da der Zylinder durch die Führungshülse ausgerichtet bleibt, kann er zur Regenerierung der Verbindung zwischen den Zylindern wieder entlang der Führungshülse in die Verriegelung eingefahren werden.

Die Merkmale einer Ausgestaltungsmöglichkeit einer Crash- Kupplung sind in Anspruch 14 aufgeführt, die mit einer Ergänzung nach Anspruch 15 durch Belastung des Sperrbolzens mit einer vorgespannten Spannfeder zu einer vorspannbaren Crash-Kupplung wird, welche zum Regenerieren der Verbindung der beiden Kolben kein externes Steuersignal an der Crash-Kupplung benötigt.

Weitere sinnvolle Ausgestaltungen eines Antriebs und funktionsgünstige Ausführungsmöglichkeiten einer Verriegelung des Stützkolbens und des Antriebskolbens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeich­ nung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Heckpartie eines Kraftwagens mit einem hochschwenkbaren Überrollbügel in abgesenkter Ruhelage und in aufgestellter Stützlage,

Fig. 2 einen durch einen Elektromotor mittels eines selbsthemmenden Getriebes bewegbaren Stützkolben mit einer elektromagnetisch betätigbaren Kupplung für die Crash-Trennung und mit einem elektromagnetisch betätigbaren Sperrschieber,

Fig. 3 einen durch einen Elektromotor mit selbsthemmendem Getriebe und durch eine Hubspindel ausfahrbare, zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit mit einer Crash-Kupplung zwischen Stütz- und Antriebskolben und mit einer mechanischen Zwangssteuerung einer Sperrklinke,

Fig. 4 eine hydraulisch wirkende zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit mit einem bei einem Crash entriegelbaren und in einer Führungshülse verschiebbaren Zylinder und mit elektromagnetischer Betätigung eines Sperrschiebers,

Fig. 5 eine hydraulisch wirkende, zusätzliche Kolben- Zylinder-Einheit mit einer mechanischen Zwangssteuerung einer Sperrklinke und mit einer Crash-Kupplung sowie einer automatischen Verriegelung des eingefahrenen Antriebskolbens in seinem Zylinder durch ein Rastschloß,

Fig. 6 eine hydraulisch wirkende, zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit in einer ausgefahrenen Stützlage mit einer hydraulischen Zwangssteuerung einer Sperrklinke,

Fig. 7 eine hydraulisch gesteuerte Verriegelung in entriegelter Position,

Fig. 8 eine hydraulisch wirkende, zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit wie in Fig. 6, jedoch in einer eingefahrenen Ruhelage,

Fig. 9 eine durch einen Crash-Impuls geöffnete Crash-Kupplung, und

Fig. 10 eine geschlossene Crash-Kupplung zusammen mit einer Verriegelung eines eingefahrenen Antriebskolbens in seinem Zylinder durch ein Rastschloß.

Fig. 1 zeigt eine Kolben-Zylinder-Einheit 1 für das Aufstellen eines mittels eines Lagers 2 an einem Fahrzeugrahmen 3 klappbar gelagerten Überrollbügels 4 aus einer abgesenkten Ruhelage A in eine strichpunktiert dargestellte, aufgestellte Stützlage B.

Diese Kolben-Zylinder-Einheit 1 weist am unteren Ende ihres Stützzylinders 5 ein unteres Auge 6 zur schwenkbaren Befestigung am Fahrzeugrahmen 3 und am oberen Ende ihres Stützkolbens 7 ein oberes Auge 8 zur schwenkbaren Befestigung am Überrollbügel 4 auf. Nach einem durch eine Crashsituation ausgelösten Steuerimpuls wird der Stützkolben 7 blitzartig ausgefahren, wodurch der Überrollbügel 4 in die aufgestellte Stützlage B gebracht wird, in der er bei einem Überschlag des Fahrzeugs die Insassen vor Verletzungen schützt.

Wie in den Ausführungsbeispielen dargestellt, kann durch einen Steuerimpuls eine Verriegelung, durch die der Stützkolben 7 in verschiedenen Positionen arretierbar ist, wirkungslos gesetzt werden, wonach der Stützkolben 7 durch eine vorgespannte, um diesen konzentrisch angeordnete Ausstoßfededr rasch ausgefahren wird.

In Fig. 2 umfaßt eine Verriegelung 9 einen Sperrschieber 11, der durch einen Hubmagneten 12 in eine wirkungslose Stellung bringbar ist, und der nach dem Abschalten des Hubmagneten 12 durch eine vorgespannte Druckfeder 13 wieder in die Wirkstellung verschoben wird, sowie eine entlang einer Mantellinie des Stützkolbens 7 als Zahnstange 14 eingeformte, in dessen Einfahrrichtung sperrend wirkende Sperrverzahnung 15 in die der Sperrschieber 11 in der Wirkstellung eingreift, wodurch der Stützkolben 7 nicht mehr in Einfahrrichtung verschoben werden kann und damit die Stellung des Überrollbügels 4 abstützt.

Der Sperrschieber 11 wird während des schnellen Ausfahrens des Stützkolbens 7 infolge eines Crash-Impulses und dadurch stromlos geschalteten Hubmagneten 12 durch die Druckfeder 13 in Anlage an der Sperrverzahnung 15 gehalten, so daß, wenn die Ausfahrbewegung nicht volständig vollzogen werden könnte, der Stützkolben 7 auch in nicht vollständig ausgefahrener Position auf jeden Fall gegen eine Einfahrbewegung verriegelt ist.

Innerhalb der Kolben-Zylinder-Einheit 1 befinden sich ein Dämpfersystem 16, durch das der gewünschte Geschwindigkeitsverlauf der Ausfahrbewegung des Stützkolbens 7 mit einem entsprechend ausgewählten, weitgehend temperaturunabhängigen Dämpferöl bestimmbar ist, sowie kolben- und zylinderfeste Anschläge 17 und 18, die die ausgefahrene Endstellung des Stützkolbens 7 begrenzen.

Da der Überrollbügel erfindungsgemäß auch ohne Crash- Impuls gesteuert, mit mäßigem Tempo aufstellbar und auch wieder ablegbar sein soll, wirkt auf die Kolben-Zylinder-Einheit 1 ein durch einen Fahrzeuginsassen schaltbarer Antrieb 19, der bezüglich der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des federbelasteten Stützkolbens 7 steuerbar ist und einen Elektromotor 20 und ein selbsthemmendes Getriebe 21 umfaßt, das mit einem Abtriebsritzel 22 in eine entlang einer Mantellinie des Stützkolbens 7 verlaufende Evolventenverzahnung 23 eingreift. Damit der Antrieb 19 bei einem Crash-Impuls vom Stützkolben 7 abkuppelbar ist, der danach durch eine Ausstoßfeder 10 besonders schnell ausgefahren wird, ist dem Abtriebsritzel 22 eine Kupplung 24 vorgelegt.

Bei eingerückter Kupplung 24 wird der Stützkolben 7 durch die Selbsthemmung des Getriebes 21 und durch den Sperrschieber 11 in jeder gewählten Stellung arretiert.

In Fig. 3 ist eine zusätzliche, willkürlich steuerbare Kolben-Zylinder- Einheit 25 vorgesehen, die auf eine dem Überrollbügel 4 schwenkende Kolben-Zylinder-Einheit 1 als Antrieb 26 wirkt.

Die Kolben-Zylinder-Einheit 1 umfaßt einen Stützkolben 7, der in einem Stützzylinder 5 durch kolben- und zylinderfeste Anschläge 27 und 28 begrenzt verschiebbar ist, und dessen durch eine konzentrisch angeordnete, vorgespannte Ausstoßfeder 29 bewirkte, rasche Ausfahrbewegung im Geschwindigkeitsverlauf durch ein Dämpfersystem 30 mit relativ temperaturunabhängigem Dämpferöl gesteuert wird. Der Stützkolben 7 weist entlang einer Mantellinie eine in Einfahrrichtung sperrende Sperrverzahnung 31 auf, mit der eine zwangsgesteuerte Sperrklinke 32 in Eingriff gebracht werden kann.

Mit dem Stützzylinder 7 steht ein Zylinder 33 der zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einheit 25 in Verbindung. In diesem Zylinder 33 ist in Längsrichtung eine Hubspindel 34 gelagert, auf die ein durch einen Elektromotor 35 angetriebenes nicht näher dargestelltes, selbsthemmendes Schneckengetriebe 36 wirkt, und auf der eine durch die Drehung der Hubspindel im Zylinder 33 längsverschiebbare Rillenmutter 37 läuft, mit der ein Antriebskolben 38 der zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einheit 25 verbunden ist. Durch den Elektromotor 35 kann nun der Antriebskolben 38 im Zylinder 33 aus- und eingefahren werden. Er ist durch ein Verbindungsstück 39 mit dem Stützkolben 7 fest verbunden und bewegt diesen dadurch mit, wodurch der Überrollbügel 4 in mäßigem Tempo aufstellbar und wieder ablegbar ist. Durch die Selbsthemmung des Schneckengetriebes 36 und die Sperrwirkung der zwangsgesteuerten Sperrklinke 32 ist der Überrollbügel 4 in jeder Stellung arretiert. Damit der Antriebskolben 38 nach einem erfolgten Crash- Impuls vom Stützkolben 7 abkuppelbar ist, der danach in gewünschter Weise rasch ausfährt, ist zwischen dem Antriebskolben 38 und dem Verbindungsstück 39 mit dem Stützkolben 7 eine Crash-Kupplung 40 eingebaut, in der durch einen Crash-Impuls eine formschlüssige Verbindung zwischen Antriebskolben 38 und Verbindungsstück 39 elektromagnetisch lösbar ist.

Der Aufbau und die Funktionsweise einer Crash-Kupplung wird im Beschreibungsteil der Fig. 8 und 9 beschrieben.

Nach einem Crash-Impuls muß der Stützkolben 7 für den Fall eines Fahrzeugüberschlages in jeder erreichten Aufstellposition gegen ein Einfahren verriegelbar sein. Dieser Vorgang wird hier mittels des, in einer am Stützzylinder 5 befestigten Führungshülse 41 begrenzt verschiebbaren Zylinders 33 der zusätzlichen Kolben- Zylinder-Einheit 25 zwangsgesteuert. Um diesen Zylinder 33 verläuft eine vorgespannte Druckfeder 42, die sich mit einem Ende an einem Steg 43 der Führungshülse 41 abstützt und mit dem anderen Ende auf einen Zylinderabsatz 44 drückt.

Am Zylinder 33 ist ein Hebel 45 schwenkbar befestigt, der mit seinem anderen Ende mit Abstand von deren Drehpunkt 46 an der federbelasteten Sperrklinke 32 angreift, und diese durch eine Bewegung in Richtung der Verzahnung von der Sperrverzahnung 31 abheben kann. Beim Einfahren des Stützkolbens 7 durch den Antriebskolben 38 kommt diese Bewegung deswegen zustande, weil die Vorspannung der Druckfeder 42 weitaus geringer ist als die Restvorspannung der Ausstoßfeder 29 bei voll ausgefahrenem Stützkolben 7, wodurch der Antriebskolben 38 beim Einfahren zuerst die Druckfeder 42 komprimiert und den Zylinder 33 mit einem Anschlagbord 47 gegen den Steg 43 der Führungshülse 41 zieht, wobei auch der Hebel 45 mitverschoben wird, der die Sperrklinke 32 außer Eingriff bringt. Sofort anschließend wird mit der weiteren Einfahrbewegung des Antriebskolbens 38 auch der Stützkolben 7 in den Stützzylinder 5 eingefahren und damit der Überrollbügel 4 abgelegt.

Bei einer durch den Antrieb gesteuerten Ausfahrbewegung der Kolben 7 und 38 wird durch die Vorspannkraft der Ausstoßfeder 29 die Druckfeder 42 komprimiert, wodurch durch die Bewegung des Zylinders 33 der Hebel 45 die Sperrklinke 32 ausrückt. Wird der Antrieb 26 angehalten, und wirkt eine äußere Kraft auf den Überrollbügel 4 ein, so wird dieser zwar ein kleines Stück eingeschoben, dabei wird aber die Ausstoßfeder 29 komprimiert und der Zylinder 33 mit dem Hebel 45 mitverschoben, wodurch die federbelastete Sperrklinke 32 in Eingriff mit der Sperrverzahnung 31 kommt, und den Überrollbügel 4 gegen weiteres Einklappen sperrt.

Nach einem Crash-Signal, durch das die Crash-Kupplung 40 gelöst und der Antrieb 26 unwirksam wird, fährt der Stützkolben 7 nur durch die Ausstoßfeder 29 angetrieben, rasch aus. Die Druckfeder 42 kann sich entspannen, drückt gegen den Zylinderabsatz 44 und verschiebt den Zylinder 33 mit dem Hebel 45 bis die Sperrklinke 32 eingerückt ist. Sie wird bei diesem schnellen Ausfahren des Stützkolbens 7mit ihren Zähnen über die Sperrverzahnung 31 geführt und hakt in diese bei Belastung des Überrollbügels 4 in entgegengesetzter Richtung sofort ein, wodurch ein Einfahren des Stützkolbens 7 verhindert ist.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, in der eine einen Überrollbügel 4 bewegende Kolben-Zylinder- Einheit 1 wiederum einen Stützzylinder 5 und einen darin verschiebbaren Stützkolben 7 umfaßt, der durch eine Ausstoßfeder 48 ausgefahren wird und durch ein relativ temperaturunabhängiges Dämpfersystem 49 in seiner Geschwindigkeit geregelt ist. Entlang einer Mantellinie weist der Stützkolben 7 eine in Einfahrrichtung mit einem Sperrschieber 50 sperrend zusammenwirkende Sperrverzahnung 51 auf. Der Sperrschieber 50 wird durch eine Feder 52 eingefahren und durch einen Hubmagneten 53 während einer durch einen Antrieb 54 bewirkten Bewegung ausgerückt. Als steuerbarer Antrieb 54 ist eine zusätzliche, parallel angeordnete, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 55 vorgesehen, deren Antriebskolben 56 fest über ein Zwischenstück mit dem Stützkolben 7 verbunden ist, und dessen Zylinder 57 über eine, durch einen Hubmagneten 58 ausrückbare und durch eine Druckfeder 59 einrückbare Klinke 60 mit dem Stützzylinder 5 lösbar zu verbinden ist.

Eine weitere feder- und hubmagnetgesteuerte Klinke 61 ist am Zylinder 57 befestigt und dient dazu, bei vollständig eingefahrenem Antriebskolben 56 durch Eingriff in einen mit diesem bewegbaren Bügel 62 den Antriebskolben 56 festzulegen, so daß sich dessen Position trotz abgeschalteter Hydraulik nicht verändert.

Der Antriebskolben 56, der hier als Differentialkolben ausgebildet ist, wird durch ein Hydraulikaggregat 63 gespeist, das mittels flexibler Hydraulikleitungen 64 und 65 mit einer eventuell dazwischengeschalteten Drossel 66 mit dem Antriebskolben 56 verbunden ist.

In einer vereinfachten Ausführung kann ein Antriebskolben als einfachwirkender Hydraulikkolben ausgebildet sein, der hydraulisch eingefahren und durch die Wirkung einer Druckfeder ausgefahren wird.

Erfolgt ein Crash-Impuls, so zieht der Hubmagnet 58 die Klinke 60 zu sich und löst somit die Verbindung des Zylinders 57 zum Stützzylinder 5. Sofort wird der Stützkolben 7 durch die Wirkung der Ausstoßfeder 48 schnell ausgefahren und der Überrollbügel 4 aufgestellt. Dabei wird der Zylinder 57, der in einer Führungshülse 67 geführt ist, mitgezogen. Zur Regenerierung des Antriebs 54 wird der Zylinder 57 mit Druck beaufschlagt, und dadurch in der Führungshülse 67 zurück bis zur Verriegelung durch die Klinke 60 gedrückt, deren Hubmagnet 58 stromlos geschaltet ist.

Durch den Crash-Impuls wird der Hubmagnet 58 stromlos, und der Sperrschieber 50 durch die Feder 52 in Eingriff gebracht, der während der schnellen Ausfahrbewegung über die Sperrverzahnung 51 rutscht und bei Belastung des Überrollbügels 4 in Einfahrrichtung den Stützkolben 7 sofort abstützt. Durch den hydraulischen Antrieb 54 allein könnte die geforderte, schnelle Ausfahrbewegung nach einem Crash-Impuls nur bedingt erreicht werden, da die Viskosität des fahrzeugüblichen Hydrauliköls, durch das das Hydraulikaggregat 63 noch weitere Funktionen im Fahrzeug steuert, zu temperaturabhängig ist, wodurch die notwendige Aufstellgeschwindigkeit des Überrollbügels 4 nicht gewährleistet wäre.

In Fig. 5 umfaßt eine Kolben-Zylinder-Einheit 1, einen Stützzylinder 5 und einen darin verschiebbar geführten Stützkolben 7, der durch eine Ausstoßfeder 68 schnell ausfahrbar ist und dessen Ausfahrgeschwindigkeit dabei durch ein relativ temperaturunabhängiges Dämpfersystem 69 steuerbar ist.

Als steuerbarer Antrieb 70 wirkt eine zusätzliche parallel dazu angeordnete, hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 71, deren Zylinder 72 in einer am Stützzylinder 5 befestigten Führungshülse 73 gelagert ist, und deren Antriebskolben 74 über ein Verbindungsstück 75 mit dem Stützkolben 7 verbunden ist.

Durch ein Hydraulikaggregat 76 ist der Antriebskolben 74 über zwei Hydraulikleitungen 77 und 78 in zwei entgegengesetzte Richtungen mit Drucköl beaufschlagbar, wobei durch das Verbindungsstück 75 auch der Stützkolben 7 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Antriebskolben 74 aus- und wieder einfährt, und diese Ausfahrbewegung durch die kolben- und zylinderfesten Anschläge 79 und 80 begrenzt ist.

Damit der Antriebskolben 74 nach einem erfolgten Crash- Impuls vom Stützkolben 7 abkuppelbar ist, der danach rasch ausfährt, ist zwischen dem Verbindungsstück 75 und dem Antriebskolben 74 eine Crash-Kupplung 81 eingebaut, in der durch einen Crash-Impuls eine formschlüssige Verbindung zwischen Antriebskolben 74 und Verbindungsstück 75 elektromagnetisch lösbar ist.

Der Aufbau und die Funktion einer Crash-Kupplung ist im Beschreibungsteil der Fig. 8 und 9 beschrieben.

Nach einem Crash-Impuls muß der Stüzkolben 7 für den Fall eines Fahrzeugüberschlags in jeder erreichten Aufstellposition gegen Einfahren infolge Krafteinwirkung von außen verriegelbar sein. Dazu weist der Stützkolben 7 entlang einer Mantellinie eine in Einfahrrichtung sperrende Sperrverzahnung 82 auf, mit der eine steuerbare, federbelastete Sperrklinke 83 in Eingriff gebracht werden kann.

Die Steuerung dieses Vorganges mittels einer Druckfeder 154 und eines die Sperrklinke 83 bewegenden Hebels 155 ist bereits in der Beschreibung von Fig. 3 näher erläutert.

Damit der hydraulische Antriebskolben 74 in seiner vollständig eingefahrenen Position fixiert ist, ist am oberen Ende der Kolbenstange 74 ein hydraulisch gesteuertes, mechanisch verriegelndes Rastschloß 84 vorgesehen, durch das der eingefahrene Antriebskolben 74 formschlüssig am Zylinder 72 gehalten wird, damit bei abgeschaltetem Hydraulikaggregat 76 kein Kriechen, z. B. infolge von Lecköldurchtritt zwischen Antriebskolben 74 und Zylinder 72, auftreten kann.

Der Aufbau und die Funktion einer derartigen Verrriegelung ist im Beschreibungsteil der Fig. 10 beschrieben.

Die Fig. 6 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Antriebsvorrichtung, einmal in einer ausgefahrenen Stellung, in der ein Überrollbügel 4 in Stützposition aufgestellt ist und weiterhin in einer eingefahrenen Stellung, in der der Überrollbügel 4 heruntergeklappt liegt. Eine Kolben-Zylinder-Einheit 1 umfaßt einen Stützzylinder 5 und einen darin verschiebbar geführten Stützkolben 7, der durch eine Ausstoßfeder 85 schnell ausfahrbar ist und dessen Ausfahrgeschwindigkeit dabei durch ein relativ temperaturunabhängiges Dämpfersystem 86 gesteuert ist.

Als steuerbarer Antrieb 87 wirkt eine zusätzliche, parallel dazu angeordnete, hydraulische, doppeltwirkende Kolben- Zylinder-Einheit 88, deren Zylinder 89 elastisch an einer Konsole 90 des Stützzylinders 5 befestigt und deren Antriebskolben 91 über ein Verbindungsstück 92 mit dem Stützkolben 7 verbunden ist.

Durch ein Hydraulikaggregat 93 ist der Antriebskolben 91 über zwei Hydraulikleitungen 94 und 95 in zwei entgegengesetzten Richtungen mit Drucköl beaufschlagbar, wobei durch die Verbindung der Stützkolben 7 mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Antriebskolben 91 aus- und wieder einfährt.

Ebenfalls über eine hydraulische Steuerleitung 96 wird durch das Hydraulikaggregat 93 eine Sperrklinke 97 betätigt, die, wie in Fig. 7 näher dargestellt, durch die Wirkung eines hydraulischen Druckzylinders 98 um einen Lagerbolzen 99 schwenkbar ist, wobei ihre Verzahnung 100 von einer Sperrverzahnung 101 abhebt, die entlang einer Mantellinie des Stützkolbens 7 eingeformt ist. In die Sperrverzahnung 101 wird die Sperrklinke 97 durch die Wirkung zweier, sich an einem Zylindrischen Halteteil 101 abstützender Federn 103 und 104 gedrückt, wodurch sie ein Einfahren des Stützkolbens 7 verhindert.

Damit der hydraulische Antriebskolben 91 in seiner vollständig eingefahrenen Position gegen eine kriechende, selbsttätige Ausfahrbewegung bei drucklos geschalteten Hydraulikleitungen 94 und 95 fixiert ist, kann in diesem Zylinder 89 ebenfalls ein Rastschloß 105 vorgesehen sein, das entsprechend der in Fig. 9 dargestellten Ausführung ausgebildet sein kann.

Bei einer langsamen Ein- und Ausfahrbewegung der Kolben 7 und 91, einer sogenannten "Komfort-Betätigung" des Überrollbügels 4, während der die Bewegung des Überrollbügels 4 bei Bedarf auch problemlos durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebskolbens 91 anzuhalten oder umzukehren ist, ist die Sperrklinke 97 durch die Wirkung des Druckzylinders 98 aus Verschleiß- und Geräuschgründen außer Eingriff gesetzt.

Erfolgt ein Crash-Impuls, so trennt eine das Verbindungsstück 92 mit dem Antriebskolben 91 kuppelnde Crash-Kupplung 106 diese Verbindung sofort, wonach die Ausstoßfeder 85 unabhängig vom Antrieb 87 den Stützkolben 7 bis zur Begrenzung durch kolben- und zylinderfeste Anschläge 107 und 108 rasch ausfährt und den Überrollbügel 4 aufstellt. Dabei sind die Hydraulikleitungen 95 und 96, die unmittelbar miteinander verbunden sind, drucklos geschaltet, so daß die Sperrklinke 97 durch die Federn 103 und 104 angedrückt - über die Sperrverzahnung 101 läuft und bei einer Belastung des Überrollbügels 4 durch eine daran angreifende Kraft in Einfahrrichtung in die Sperrverzahnung 101 eingreift, eine Einfahrbewegung des Stützkolbens 7 verhindert und den Überrollbügel 4 damit abstützt. Die günstig gewählte Form der Verzahnung 100 der Sperrklinke 97 und der der Sperrverzahnung 101 führt dazu, daß deren Sperrwirkung durch Druck auf den Überrollbügel 4 noch verstärkt wird.

Eine Crash-Kupplung soll nun entsprechend der Ausbildungsform in Fig. 8, jedoch vergrößert dargestellt, in Fig. 9 beschrieben werden.

Die Crash-Kupplung 106 dient dazu, ein am Stützkolben 7 angebrachtes Verbindungsstück 92 mit dem Antriebskolben 91 lösbar zu verbinden. An das Verbindungsstück 92 schließt ein zum Öffnen der Crash-Kupplung 106 dienender Elektromagnet 109 an, durch den ein Sperrbolzen 110 bewegt wird, der zur Ver- und Entriegelung der Verbindung dient. Koaxial um den Sperrbolzen 110 angeordnet und ebenfalls am Elektromagneten 109 angebracht ist eine Hülse 111, welche Wandbohrungen 112 aufweist, in die durch den Sperrbolzen 110 innenanliegende Sperrkugeln 113 gedrückt werden können, bis sie über den Umfang der Hülse 111 hinausragen.

Der Antriebskolben 91 geht an seinem zu verbindenden Ende in einen Buchsenkörper 114 über, mit dem er die Hülse 111 in der vorgesehenen Verbindungslage umgreift, und weist eine innere Ringnut 115 auf, in die die über den Hülsenumfang hinausragende Sperrkugeln 113 eingreifen und dabei die Hülse 111 mit dem Buchsenkörper 114 formschlüssig verbinden. In die Ringnut 115 verschoben werden die Sperrkugeln 113 dadurch, daß der Sperrbolzen 110 durch eine Spannfeder 116 in eine vorgeschobene Lage gebracht wird, in der er durch einen angeformten Konus 117 die Sperrkugeln 113 durch die Wandbohrungen 112 drückt.

Bei einem Crash-Impuls wird der Elektromagnet 109 über die Kabel 118 mit Strom versorgt und baut ein elektromagnetisches Feld auf, durch das der Sperrbolzen 110 gegen die Federkraft der Spannfeder 116 in eine zurückgezogene Lage gebracht wird, wodurch die Sperrkugeln 113 durch den durch die Ausstoßfeder 85 bewirkten Zug an der Hülse 111 aus der Ringnut 115 in das Innere der Hülse 111 geführt werden und den Formschluß zum Buchsenkörper 114 lösen. Dabei folgt der Abziehbewegung des Buchsenkörpers 114 ein Sperrschieber 119, der, durch einen Anschlag 120 begrenzt, durch eine koaxial um die Hülse 111 angeordnete Feder 121 in Richtung des Buchsenkörpers 114 gedrückt wird und die Wandbohrungen 112 gegen ein Herausfallen der Sperrkugeln 113 verschließt.

Nachdem das magnetische Feld wieder aufgehoben ist, wird der Sperrbolzen 110 durch die Spannfeder 116 vorgeschoben und gegen die seinen Weg blockierenden Sperrkugeln 113 gedrückt, deren Weg durch den Sperrschieber 119 begrenzt ist. Die Crash-Kupplung 106 ist dadurch für die Regenerierung der Verbindung vorgespannt. Für eine erneute Verbindung wird der Antriebskolben 91 mit dem Buchsenkörper 114 gegen den Sperrschieber 119 gefahren, der dann gegen die Kraft der Feder 121 zurückgeschoben wird, wonach die Sperrkugeln 113 nach einer erreichten Überdeckung der Ringnut 115 mit den Wandbohrungen 112 mittels des durch die Spannfeder 116 beaufschlagten Sperrbolzens 110 in die Ringnut 115 gedrückt werden und erneut eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Antriebskolben 91 und dem Verbindungsstück 92 bzw. dem Stützkolben 7 herstellen.

In Fig. 10 ist eine Crash-Kupplung 122 zusammen mit einem Rastschloß 123 dargestellt.

Die Crash-Kupplung 122 stellt eine lösbare Verbindung zwischen einem am Stützkolben 7 befestigten Verbindungsstück 124 und einem als steuerbarer Antrieb dienenden Antriebskolben 125 einer zusätzlichen Kolben-Zylinder- Einheit 126 her.

Am Verbindungsstück 124 ist ein Elektromagnet 127 und ein längsverschiebbarer, federbelasteter Sperrbolzen 128 gelagert. Der Sperrbolzen 128 wird durch eine Spannfeder 129 gegen Sperrkugeln 130 gedrückt, die in einer an den Elektromagneten 127 anschließenden Hülse 131 in Wandbohrungen 132 gelagert sind, und die bei einem Übereinandertreffen der Wandbohrungen 132 mit einer inneren Ringnut 133 eines am Antriebskolben 125 gelagerten Buchsenkörpers 134, der die Hülse 131 in der vorgesehenen Verbindungslage übergreift, durch den Sperrbolzen 128 auch in die Ringnut 133 gedrückt werden und den Buchsenkörper 134 an der Hülse 131 festlegen. Weitere Einzelheiten des Aufbaus und der Funktionsweise einer derartigen Crash-Kupplung sind im Beschreibungsteil zur Fig. 9 genannt. Der Buchsenkörper 134 dient hier darüber hinaus dazu, den ihn lagernden Antriebskolben 125 eingefahren in seinem Hydraulikzylinder 135 zu verriegeln. Er ist Bestandteil des Rastschlosses 123 und übergreift mit einem Ende, bei eingefahrenem Antriebskolben 125 eine am Zylinder 135 befestigte, koaxial um den Antriebskolben 125 angeordnete Hülse 136, die eine am Umfang eingeformte Ringnut 137 aufweist, in die bei der Verriegelung Sperrkugeln 138 zu liegen kommen, die in Wandbohrungen 139 des Buchsenkörpers 134 gelagert sind.

Die Verriegelung durch das Rastschloß 132 erfolgt derart, daß ein im Buchsenkörper 134 durch einen Anschlag 140 begrenzt verschiebbarer Sperrschieber 141, der die Sperrkugeln 138 daran hindert in den Hohlraum des Buchsenkörpers 134 zu fallen, durch einen beim Einfahren des Antriebskolbens 125 in den Zylinder 135 gegen ihn drückenden Konus 142 der Hülse 136 axial verschoben wird, wobei ihm die Hülse 136 in den Buchsenkörper 134 folgt, bis die Ringnut 137 mit dessen Wandbohrungen 139 in Überdeckung kommt. Sofort werden dann die durch einen inneren Konus 134 einer den Buchsenkörper 134 koaxial umgebenden Sperrschieberhülse 144 beaufschlagten Sperrkugeln 138 in die Ringnut 137 gedrückt, die mit etwa halbem Eingriff in den Wandbohrungen 139 und mit der anderen Hälfte in der Ringnut 137 die formschlüssige Verriegelung des Buchsenkörpers 134 an der Hülse 136 bewirken.

Die Sperrschieberhülse 144 ist dabei durch eine vorgespannte Druckfeder 145 kraftbeaufschlagt, die sich an radial auskragenden, bolzenförmigen Fortsätzen 146 eines auf das Kolbenstangenende aufgesetzten Kopfstückes 147 abstützt.

Bei Beginn der Ausfahrbewegung des Antriebskolbens 125 ziehen die Fortsätze 146 die Sperrschieberhülse 144 mit sich, bis die Fortsätze 146 selbst an einem Endanschlag 148 eines jeweiligen Führungsschlitzes 149 des Buchsenkörpers 134 zur Anlage kommen. Dabei wird für die Sperrkugeln 138, der Weg aus der Ringnut 137 frei, die dann teilweise in eine Aussparung 150 der Sperrschieberhülse 144 zu liegen kommen, wobei sie die Verbindung zwischen Hülse 136 und Buchsenkörper 134 lösen.

Der Sperrschieber 141 folgt aufgrund einer ihn in dieser Richtung beaufschlagenden Feder 151 der Hülse 136 und verhindert ein Herausfallen der Sperrkugeln 138 aus den Wandbohrungen 139.

Das Kopfstück 147 wird nach dem Lösen der Verriegelung im Rastschloß 123 durch den auf das Verbindungsstück 124 wirkenden Zug durch die stark vorgespannte Ausstoßfeder im Stützzylinder zurückverschoben und liegt an einem buchsenkörperfesten Stützring 152 an. Dabei drückt es über die Fortsätze 146 auch die Druckfeder 145 zusammen, die die Sperrschieberhülse144 mit ihrem Konus 143 gegen die Sperrkugeln 138 drückt, wodurch das Rastschloß 123 für einen erneuten Verriegelungsvorgang vorgespannt ist.

Die Anordnung eines derartigen Rastschlosses oder auch eines Rastschlosses entsprechend der Ausführung der Crash-Kupplung ist ebenfalls innerhalb des Zylinders, z. B. im Bereich des Zylinderbodens vorstellbar.

Zur Anordnung der Antriebsvorrichtung am Überrollbügel ist zu bemerken, daß es vorteilhaft ist, von beiden Fahrzeugseiten aus am Überrollbügel eine stützende Kolben-Zylinder-Einheit angreifen zu lassen während es ausreichend ist, nur eine dieser Kolben-Zylinder- Einheiten mit einem steuerbaren Antrieb lösbar zu kuppeln.

Claims (21)

1. Antriebsvorrichtung für einen Überrollbügel für Kraftwagen, welche mindestens eine den Überrollbügel ausfahrende Kolben-Zylinder-Einheit umfaßt, durch die dieser bei einem durch eine Crashsituation ausgelösten Steuerimpuls aus einer abgesenkten Ruhelage in eine aufgestellte Stützlage überführbar ist, indem der Stützkolben nach einem gesteuerten Lösen einer Verriegelung durch die Wirkung einer Ausstoßfeder aus seinem Führungszylinder ausfahrbar und in der ausgefahrenen Endlage erneut verriegelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kolben-Zylinder-Einheit (1) mittels eines zusätzlichen Antriebs (19 bzw. 26 bzw. 54 bzw. 70 bzw. 87), der hinsichtlich der Bewegungsrichtung und der Geschwindigkeit des federbelasteten Stützkolbens (7) willkürlich steuerbar ist, verstellt werden kann, und daß der Einfluß des zusätzlichen Antriebs (19 bzw. 26 bzw. 54 bzw. 70 bzw. 87) auf den federbelasteten Stützkolben (7) bei Vorliegen eines Crashsignals aufhebbar ist.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützkolben (7) in jeder Ausfahrposition gegen eine Einfahrbewegung verriegelbar ist.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Stützkolben (7) entlang einer Mantellängsachse eine gegen ein Einfahren wirkende Sperrverzahnung (15 bzw. 31 bzw. 51 bzw. 82 bzw. 101) eingeformt ist, mit der ein steuerbares Sperrelement (11 bzw. 32 bzw. 50 bzw. 83 bzw. 83) in Eingriff bringbar ist.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektromotorisch angetriebenes, selbsthemmendes Getriebe (21) über ein Abtriebsritzel (22) mit einer in Längsrichtung entlang einer Mantellängsachse verlaufenden Evolventenverzahnung (32) des Stützkolbens (37) in Eingriff steht, und daß das Abtriebsritzel (22) durch eine Kupplung (24) vom Antrieb (19) abkuppelbar ist.

5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb (26 bzw. 54 bzw. 70 bzw. 87) durch eine regelbare zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit (25 bzw. 55 bzw. 71 bzw. 88 bzw. 126) gebildet ist.

6. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (38 bzw. 74 bzw. 91 bzw. 125) der zusätzlichen Kolben-Zylinder-Einheit (25 bzw. 71 bzw. 88 bzw. 126) mit dem Stützkolben (7) über eine Crash-Kupplung (40 bzw. 81 bzw. 106 bzw. 122) lösbar verbunden ist.

7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit (55 bzw. 71 bzw. 88 bzw. 126) einen doppelt-wirkenden Hydraulikzylinder (57 bzw. 72 bzw. 89 bzw. 135) aufweist.

8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinder (33) in Längsrichtung eine Hubspindel (34) gelagert ist, auf die ein elektromotorisch angetriebenes, selbsthemmendes Schneckengetriebe (36) wirkt, und auf der eine durch die Drehung der Hubspindel (34) im Zylinder (33) längsverschiebbare Rillenmutter (37) angeordnet ist, durch die der Antriebskolben (38) bewegbar ist.

9. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Kolben-Zylinder-Einheit (55) mit ihrem Antriebskolben (56) am Stützkolben (7) befestigt ist und mit ihrem Zylinder (57) am Stützzylinder (5) mittels einer Klinke (60) verriegelbar ist, die aufgrund eines Crash-Impulses aus ihrer Verriegelungsstellung bewegbar ist und dadurch den Zylinder (57) freigibt, der in einer zum Stützzylinder (5) parallelen Führungshülse (67) entsprechend dem Gesamthub des Stützkolbens (7) verschiebbar ist.

10. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement durch einen Sperrschieber (11 bzw. 50) gebildet ist, der während des Bewegens des Stützkolbens (7) durch den Antrieb (19 bzw. 54) durch einen Hubmagneten (12 bzw. 53) außer Eingriff mit der Sperrverzahnung (15 bzw. 51) bringbar ist, und der bei einem Crash-Impuls und dadurch stromlos geschaltetem Hubmagneten (12 bzw. 53) durch eine Feder (13 bzw. 52) in Wirkposition verschiebbar ist.

11. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrelement durch eine Sperrklinke (32 bzw. 83 bzw. 97) gebildet ist, die bei einem Crash-Impuls in die Sperrverzahnung (31 bzw. 82 bzw 101) eingerückt ist, und die durch das geregelte Bewegen des Antriebskolbens (38 bzw. 74 bzw. 91) während dieser Bewegung mittels einer davon abhängigen Zwangssteuerung ausrückbar ist.

12. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (33 bzw. 72) der zusätzliche Kolben-Zylinder- Einheit (25 bzw. 71) in einer Führungshülse (41 bzw. 73), die einen Steuerhub zuläßt, begrenzt verschiebbar am Stützzylinder (5) gelagert ist, und daß eine Druckfeder (42 bzw. 154) einerseits am Zylinder (33 bzw. 72) und andererseits an der Führungshülse (41 bzw. 73) abgestützt ist, die eine geringere Federvorspannung als die am Stützkolben (7) wirkende Ausstoßfeder (29 bzw. 68) im voll ausgefahrenen Zustand des Stützkolbens (7) aufweist.

13. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (97) durch einen gegen Federn (103 und 104) wirkenden, hydraulisch betätigten Druckzylinder (98) ausrückbar ist, dessen Steuerleitung (96) in direkter Wirkverbindung mit einer Hydraulikleitung (95) des doppeltwirkenden Zylinders (89) der zusätzlichen Kolben-Zylinder- Einheit (88) steht, wodurch der Druckzylinder (98) beim Bewegen des Antriebskolbens (91) mit Drucköl beaufschlagt ist und die federbelastete Sperrklinke (97) von der Sperrverzahnung (101) abhebt, und daß die Hydraulikleitungen (94; 95 und 96) bei einem Crash-Impuls drucklos geschaltet sind, wodurch die Sperrklinke (97) eingerückt ist.

14. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Crash-Kupplung (106 bzw. 122) eine mit dem Antriebskolben (91 bzw. 125) bzw. mit dem Stützkolben (7) in fester Verbindung stehende Hülse (111 bzw. 131) aufweist, welche in eingekuppelter Stellung einen am anderen Bauteil (7 bzw. 91 bzw. 125) befestigten Buchsenkörper (114 bzw. 134) umgreift, wobei diese Überdeckung der Teile durch einen steuerbaren Sperrbolzen (110 bzw. 128) formschlüssig ver- und entriegelbar ist, der auf Sperrkugeln (113 bzw. 138) wirkt, die in verriegelnder Stellung in eine Ringnut (115 bzw. 133) des Buchsenkörpers (114 bzw. 134) und in Wandbohrungen (112 bzw. 132) der Hülse (111 bzw. 131) eingreifen.

15. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen (110 bzw. 128) in seiner Verriegelungsrichtung durch eine vorgespannte Spannfeder (116 bzw. 129) beaufschlagt ist, wodurch er die Überdeckung der Hülse (111 bzw. 131) mit dem Buchsenkörper (114 bzw. 134) nach deren Einkuppeln selbsttätig sperrend festlegt.

16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (56) in eingefahrener Stellung und bei abgesenkter Ruhelage des Überrollbügels (4) mit seinem Zylinder (57) mittels einer zylinderfesten elektromagnetisch betätigbaren Klinke (61), die in einen mit dem Antriebskolben (56) verbundenen Bügel (62) einrastet, lösbar verriegelbar ist.

17. Antriebsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebskolben (74 bzw. 125) der zusätzlichen Kolben- Zylinder-Einheit (71 bzw. 126) in eingefahrener Stellung und bei abgesenkter Ruhelage des Überrollbügels (4) in seinem Hydraulikzylinder (72 bzw. 135) gegen eine ausfahrende Kriechbewegung durch ein Rastschloß (84 bzw. 123) verriegelbar ist.

18. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Rastschloß (123) eine mit dem Antriebskolben (125) in Verbindung stehende Sperrschieberhülse (144) umfaßt, die in dessen eingefahrener Stellung dem Antriebskolben (125) zugeordnete Sperrkugeln (138) in eine Ringnut (137) des Hydraulikzylinders (135) drückt, und damit diese Stellung formschlüssig festlegt, und die mit der Ausfahrbewegung des Antriebskolbens (125) gegenüber dem Zylinder (135) begrenzt verschiebbar ist und durch diesen Steuerhub den Weg für die Sperrkugeln (138) aus der Ringnut (137) freigibt.

19. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschieberhülse (144) in ihrer Verriegelungsrichtung durch eine vorgespannte Druckfeder (145) beaufschlagt ist, und daß sie nach Einfahren des Antriebskolbens (125) in den Zylinder (135) die Lage des Antriebskolbens (125) selbsttätig verriegelt.

20. Antriebsvorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem Antriebskolben (125) zugeordnete Bauteile (134) der Crash-Kupplung (122) und des Rastschlosses (123) einstückig ausgebildet sind.

21. Antriebsvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 3 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das steuerbare Sperrelement (97) und/oder das Rastschloß (84 bzw. 123) in direkter Abhängigkeit von der Druckbeaufschlagung des hydraulischen Antriebskolbens (91 bzw. 125) betätigbar ist.