WO2005113298A1 - Kraftfahrzeug, insbesondere cabriolet - Google Patents

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    • B60R21/02Occupant safety arrangements or fittings, e.g. crash pads
    • B60R21/13Roll-over protection

Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle, in particular a convertible vehicle, which has an A-pillar on both sides in a front vehicle area and a roof cross member running between them.
  • the aim is to prevent a vehicle occupant from having his head against a body pillar or a spar, in particular in the event of an accident front roof spar or roof cross member, bouncing, for which numerous different security systems have become known.
  • DE 196 12 227 proposes an airbag for this purpose, which is held by a separate deformation element in order to achieve good impact protection without requiring too much installation space.
  • a device for rollover protection of an open convertible vehicle in which a support strut, which is concealed in its rest position in the A-pillar, in the event of an accident around a pivot point provided on the A-pillar in a support position is pivotable, in which it forms a rollover protection system together with the A-pillar.
  • the object of the present invention is to provide a vehicle, in particular a convertible vehicle. hend improve that in the event of an accident, especially in a frontal impact, the risk of serious head injuries for a vehicle occupant is reduced.
  • a vehicle in particular a Carbiolet vehicle, which has an A-pillar on both sides and a roof cross member running between them, the vehicle being characterized in that an upper part of the A-pillar has a frontal impact responsive actuating means is connected to move the upper part forward in the event of an impact.
  • the invention therefore goes entirely another way and proposes, in the event of an accident, to move the particularly dangerous areas, namely in particular the upper part of the A-pillars and the roof cross member, substantially simultaneously with the forward relative movement of the head of a vehicle occupant, thereby moving the head Impact risk can be significantly reduced.
  • this measure can advantageously be advantageously combined with previously known energy-based padding, airbags, etc.
  • Numerous variants are conceivable for the specific design of the actuating means. For example.
  • the actuating means could be formed by a pulling element connected to an inertial mass, so that the actuation takes place automatically in the event of an impact on the basis of the mass forces that occur, without having to generate a separate driving force.
  • the inertial mass could be formed by an existing unit of the vehicle, for example the engine.
  • the actuating means can be formed by an acceleration sensor and a drive means which can be activated by the latter, wherein the drive means can have a pyrotechnic propellant charge, for example.
  • a piston / cylinder unit can be present, which can be connected to the upper part of the A-pillar by means of tension or pressure elements.
  • the invention proposes that the upper part of the A-pillar is pivoted at a pivot point to a lower part of the A-pillar in order to pivot forward in the event of an impact.
  • the pivot point is arranged at the level of the vehicle parapet line in order to achieve a maximum movement path with a specific pivot angle to reach the upper end of the A-pillars or the roof crossmember.
  • the pivot point is formed by a pivot axis running transversely to a vehicle longitudinal axis and fixed to the lower part of the A-pillar. Furthermore, it can be provided that the connection between the upper part of the A-pillar and the vehicle is designed in the manner of a predetermined breaking point, which only yields at a predetermined force or a predetermined torque, however, with smaller forces, a relative movement of the upper part of the A -Pillar prevents so that a given installation condition is maintained under normal stresses on the vehicle and the desired movement only occurs in the event of an accident.
  • the upper part of the A-pillar is extended beyond the pivot point in the form of an actuating lever which is supported on a body element participating in an accident-related longitudinal deformation, which can in particular be a side member.
  • a console can be arranged on the side member, which cooperates with the actuating lever.
  • the invention provides that the upper part of the A-pillar can be pivoted by a pivoting angle of at least 10 °, in particular at least 20 °.
  • a pivoting angle of at least 10 °, in particular at least 20 °.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of structural components of a front-end region of a vehicle according to the invention which are relevant in the present context, in a non-deformed state, and
  • Fig. 2 shows a side view corresponding to Fig. 1 in a deformed state after a frontal impact.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of some essential structural parts of a front end area of a vehicle, this being a convertible vehicle, the roof of which is not shown.
  • the A-pillars of the vehicle each have a lower part 2, which is fixedly connected in a conventional manner to a side sill 4 and an upper 6 and a lower side member 8.
  • the special feature according to the invention is that the A-pillar is not continuously formed as a single structural part, but that an upper part 10 of the A-pillar is arranged to be movable in a certain way.
  • a (lower) cross member 12 for the windshield and an (upper) roof cross member 14 are indicated, which is held on an upper end portion of the upper part 10 of the A-pillar.
  • the mobility of the upper part 10 of the A-pillar is realized in that the upper part 10 is articulated at a pivot point 16 to the lower part 2 of the A-pillar, the pivot point being a horizontal and transverse to the direction of travel 18 Pivot axis 20 is formed, which can either be fixed on the lower part 2 or on the upper part 10 and engages in a corresponding receiving opening in the other part.
  • the pivot point 16 lies approximately at the level of the vehicle parapet line 17.
  • the upper part 10 of the A-pillar is extended beyond the pivot axis 18 in the form of an actuating lever 22, the actuating lever 22 abutting at its free end against a bracket 24 which is firmly connected to the lower longitudinal member 8.
  • Fig. 2 shows the effect of a frontal impact, in which the front side members 6, 8 are deformed as planned, on the pivotable arrangement of the upper part 10 of the A-pillar.
  • the bracket 24 Due to the longitudinal deformation of the longitudinal beam 8, the bracket 24 has also been moved backwards against the direction of travel 20 relative to the rest of the vehicle and in particular relative to its interior, in the present example by the dimension D. Due to the connection of the upper part 10 of the A-pillar to the The longitudinal member 8, which is embodied in the present case by the bracket 24 and the actuating lever 22, has also been displaced, namely in the example shown by the pivot point 16 by a pivot angle ⁇ .
  • the pivot point 16 should / should not be designed in the sense of an easily rotatable pivot connection, but can certainly be designed as a relatively firm and stable connection between the upper and lower parts of the A-pillar, but in the sense of a predetermined breaking point in that the Connects between the upper and lower part in the event of an accident when a predetermined force or a predetermined torque occurs and can be deformed in the sense of a relative rotation between the upper and lower part.
  • the upper part of the A-pillar is translationally displaced relative to the lower part of the A-pillar is when the vehicle suffers a frontal impact in order to move the roof cross member 14 forward, in a manner similar to that shown in FIG. 2 (dimension d).
  • an upper part of the A-pillar is held in a longitudinal guide and in the manner of a predetermined breaking point is relatively firm and load-bearing, for example, is connected to the lower part of the A-pillar or a side member, but is displaced in the event of a front impact when a predetermined force is reached.

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Abstract

Fahrzeug, insbesondere Cabriolet-Fahrzeug, das beiderseits eine A-Säule und einen dazwischen verlaufenden Dachquerträger aufweist, wobei ein oberer Teil der A-Säule mit einem auf einen Frontaufprall ansprechenden Betätigungsmittel verbunden ist, um den oberen Teil im Falle eines Aufpralls nach vorn zu bewegen.

Description

Kraftfahrzeug, insbesondere Cabriolet
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Cabriolet-Fahrzeug, das in einem vorderen Fahrzeug- bereich beiderseits eine A-Säule und einen dazwischen verlaufenden Dachquerträger aufweist.
Bei einem zumindest teilweise im vorderen Bereich geschlossenen Kraftfahrzeug, das beiderseits eine A-Säule und einen dazwischen verlaufenden Dachquerträger aufweist, besteht das Bestreben, zu vermeiden, daß ein Fahrzeuginsasse im Falle eines Unfalls mit dem Kopf gegen eine Karosseriesäule oder einen Holm, insb. den vorderen Dachholm bzw. Dachquerträger, prallt, wobei hierfür zahlreiche unterschiedliche Sicherheitssysteme bekannt geworden sind.
In der DE 196 12 227 wird hierfür ein Airbag vorgeschlagen, der von einem separaten Deformationselement gehalten ist, um einen guten Aufprallschutz zu erzielen, ohne daß zuviel Bauraum benötigt wird.
Aus der DE 195 11 400 ist eine Vorrichtung zum Überrollschutz eines offenen Cabriolet-Fahrzeugs bekannt, bei der eine Stützstrebe, die in ihrer Ruheposition in der A-Säule verdeckt angeordnet ist, im Falle eines Unfalls um eine an der A-Säule vorgesehene Anlenkstelle in eine Stützposition schwenkbar ist, in der sie zusammen mit der A-Säule einen Überrollschutzverbund bildet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Fahrzeug, insbesondere Cabriolet-Fahrzeug, dahinge- hend zu verbessern, daß im Falle eines Unfalls, insbesondere bei einem Frontalaufprall, die Gefahr von schweren Kopfverletzungen für einen Fahrzeuginsassen herabgesetzt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug, insbesondere Carbiolet-Fahrzeug, gelöst, das beiderseits eine A-Säule und einen dazwischen verlaufenden Dachquerträger aufweist, wobei sich das Fahrzeug da- durch auszeichnet, daß ein oberer Teil der A-Säule mit einem auf einen Frontalaufprall ansprechenden Betätigungsmittel verbunden ist, um den oberen Teil im Falle eines Aufpralls nach vorn zu bewegen.
Anstelle den Innenraum des Fahrzeugs, insbesondere die Fahrzeugsäulen, Holme usw. , durch immer weitere energieabsorbierende Polster, Airbags usw. gegenüber einem Kopfaufprall abzusichern, wodurch letztlich der nutzbare Innenraum bzw. die Komfortmaße des Kraftfahrzeugs immer weiter eingeschränkt werden, geht die Erfindung somit einen ganz anderen Weg und schlägt vor, im Falle eines Unfalls die besonders gefährlichen Bereiche, nämlich insbesondere den oberen Teil der A-Säulen und den Dachquerträger, im wesentlichen gleichzeitig mit der nach vorn gerichteten Relativbewegung des Kopfs eines Fahrzeuginsassen ebenfalls nach vorn zu bewegen, wodurch das Kopf ufpralIrisiko deutlich gesenkt werden kann. Selbstverständlich kann diese Maßnahme vorteilhaft mit bisher bekannten energiebasorbierenden Polste- rungen, Airbags usw. vorteilhaft kombiniert werden. Für die konkrete Ausbildung des Betätigungsmittels sind zahlreiche Varianten denkbar. Bspw. könnte das Betätigungsmittel durch ein mit einer trägen Masse verbundenes Zugorgan gebildet sein, so daß die Betätigung bei einem Aufprall automatisch aufgrund der auftretenden Massenkräfte erfolgt, ohne daß eine eigene Antriebskraft erzeugt werden muß. Die träge Masse könnte durch ein ohnehin vorhandenes Aggregat des Fahrzeugs gebildet sein, bspw. den Motor.
Alternativ kann das Betätigungsmittel durch einen Beschleunigungssensor und ein durch diesen aktivierbares Antriebsmittel gebildet sein, wobei das Antriebsmittel bspw. eine pyrotechnische Treibladung aufweisen kann. Ferner kann eine Kolben-/Zylindereinheit vorhanden sein, die durch Zug- oder Druckelemente mit dem oberen Teil der A-Säule verbunden sein kann. Diese Lösung hätte den Vorteil, daß die pyrotechnische Treibladung gleichzeitig zum Aktivieren mindestens eines Airbags dienen kann, bzw. daß umgekehrt eine pyrotechnische Treibladung eines Airbags zur Betätigung der Kolben- /Zylindereinheit verwendet werden kann.
In einer Variante schlägt die Erfindung vor, daß der obere Teil der A-Säule an einem Schwenkpunkt schwenkbar an einem unteren Teil der A-Säule angelenkt ist, um im Falle eines Aufpralls nach vorn zu schwenken.
Bevorzugt ist vorgesehen, daß der Schwenkpunkt in Höhe der Fahrzeugbrüstungslinie angeordnet ist, um mit einem bestimmten Schwenkwinkel einen maximalen Bewegungsweg des oberen Endes der A-Säulen bzw. des Dachquerträgers zu erreichen.
Es kann vorgesehen sein, daß der Schwenkpunkt durch eine quer zu einer Fahrzeuglängsachse verlaufende, an dem unteren Teil der A-Säule fixierte Schwenkachse gebildet ist. Weiter kann vorgesehen sein, daß die Verbindung zwischen dem oberen Teil der A-Säule und dem Fahrzeug nach Art einer Sollbruchstelle ausgebildet ist, die erst bei einer vorbestimmten Kraft bzw. einem vorbestimmten Drehmoment nachgibt, bei kleineren Krafteinwirkungen hingegen eine Relativbewegung des oberen Teils der A-Säule verhindert, so daß ein vorgegebener Einbauzustand bei üblichen Beanspruchungen des Fahr- zeugs erhalten bleibt und erst im Falle eines Unfalls die gewünschte Bewegung eintritt.
Es ist möglich, daß der obere Teil der A-Säule über den Schwenkpunkt hinaus in Form eines Betätigungshebels verlängert ist, der an einem an einer unfallbedingten LängsVerformung teilnehmenden Karosserieelement abgestützt ist, wobei es sich insbesondere um einen Längsträger handeln kann. Zweckmäßigerweise kann auf dem Längsträger eine Konsole angeordnet sein, die mit dem Betätigungshebel zusammenwirkt.
Die Erfindung sieht vor, daß der obere Teil der A-Säule um einen Schwenkwinkel von mindestens 10°, insbesondere mindestens 20°, verschwenkbar ist. Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausfüh- rungsbeispiels erläutert, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen wird, in der
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht von im vorliegenden Zusammenhang relevanten strukturellen Komponenten eines Vorderwagenbereichs eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einem nicht deformierten Zustand zeigt, und
Fig. 2 eine Seitenansicht entsprechend Fig. 1 in einem nach einem Frontalaufprall deformierten Zustand zeigt.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einige wesentliche strukturelle Teile eines Vorderwagenbereichs eines Fahrzeugs, wobei es sich hier um ein Cabriolet-Fahrzeug handelt, dessen Dach nicht dargestellt ist. Die A-Säulen des Fahrzeugs weisen jeweils einen unteren Teil 2 auf, der in herkömmlicher Weise fest mit einem Seitenschweller 4 sowie einem oberen 6 und einem unteren Längsträger 8 verbunden ist. Die Besonderheit besteht erfindungsgemäß darin, daß die A-Säule nicht durchgehend als ein einziges strukturelles Teil ausge- bildet ist, sondern daß ein oberer Teil 10 der A-Säule in gewisser Weise beweglich angeordnet ist. Erläuterungshalber sind noch ein (unterer) Querträger 12 für die Windschutzscheibe sowie ein (oberer) Dachquerträger 14 angedeutet, der an einem oberen Endabschnitt des oberen Teils 10 der A-Säule gehalten ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Bewegbarkeit des oberen Teils 10 der A-Säule dadurch verwirklicht, daß der obere Teil 10 an einem Schwenkpunkt 16 an dem unteren Teil 2 des A-Säule angelenkt ist, wobei der Schwenkpunkt durch eine horizontal und quer zur Fahrtrichtung 18 verlaufende Schwenkachse 20 gebildet ist, die entweder an dem unteren Teil 2 oder an dem oberen Teil 10 fixiert sein kann und in eine entsprechende Aufnahmeöffnung im jeweils anderen Teil greift. Der Schwenkpunkt 16 liegt etwa in Höhe der Fahrzeugbrüstungslinie 17.
Der obere Teil 10 der A-Säule ist jenseits der Schwenkachse 18 in Form eines Betätigungshebels 22 verlän- gert, wobei der Betätigungshebel 22 an seinem freien Ende gegen eine Konsole 24 stößt, die fest mit dem unteren Längsträger 8 verbunden ist.
Fig. 2 zeigt die Auswirkung eines Frontalaufpralls, bei dem die vorderen Längsträger 6, 8 planmäßig deformiert werden, auf die schwenkbare Anordnung des oberen Teils 10 der A-Säule. Aufgrund der Längsdeformation des Längsträgers 8 ist auch die Konsole 24 entgegen der Fahrtrichtung 20 relativ zu dem übrigen Fahrzeug und insbesondere relativ zu dessen Innenraum zurückverlagert worden, im vorliegenden Beispiel um das Maß D. Aufgrund der Verbindung des oberen Teils 10 der A-Säule mit dem Längsträger 8, die vorliegend durch die Konsole 24 und den Betätigungshebel 22 ausgeführt ist, ist auch der obere Teil 10 verlagert worden, und zwar im dargestellten Beispiel um den Schwenkpunkt 16 um einen Schwenkwinkel δ verschwenkt worden. In Bezug auf den Insassenschutz ist hierbei von Bedeutung, daß das obere Ende des oberen Teils 10 der A-Säule zusammen mit dem Dachquerträger 14 auf diese Weise um ein Maß d relativ zum Fahrzeuginnenraum in Fahrtrichtung 20 verlagert worden ist, so daß die Gefahr eines Kopfaufpralls erheblich reduziert wird.
Selbstverständlich muß/sollte der Schwenkpunkt 16 nicht im Sinne einer leicht drehbaren Schwenkverbindung aus- gebildet sein, sondern kann durchaus als relativ feste und tragfähige Verbindung zwischen den oberen und unteren Teilen der A-Säule ausgebildet sein, jedoch im Sinne einer Sollbruchstelle dahingehend, daß die Verbindung zwischen dem oberen und unteren Teil im Falle ei- nes Unfalls bei Auftreten eines vorbestimmten Kraft bzw. eines vorbestimmten Drehmoments nachgibt und im Sinne einer Relativdrehung zwischen dem oberen und unteren Teil verformt werden kann.
Alternativ zu der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ver- schwenkung des oberen Teils 10 der A-Säule relativ zu dem unteren Teil 2 kann vorgesehen sein, daß der obere Teil der A-Säule translatorisch relativ zu dem unteren Teil der A-Säule verlagert wird, wenn das Fahrzeug ei- nen Frontaufprall erleidet, um auf diese Weise eine Verlagerung des Dachquerträgers 14 nach vorn zu erreichen, ähnlich wie es in Fig. 2 (Maß d) dargestellt ist.
Zur Realisierung einer derartigen translatorischen Ver- lagerung könnte anstelle eines Schwenkpunkts vorgesehen sein, daß ein oberer Teil der A-Säule in einer Längsführung gehalten ist und nach Art einer Sollbruchstelle relativ fest und tragfähig bspw. mit dem unteren Teil der A-Säule oder einem Längsträger verbunden ist, aber im Falle eines Frontaufpralls bei Erreichen einer vorbestimmten Kraft verlagert wird.
Bezugs zeichenliste
2 unterer Teil der A-Säule
4 Seitenschweller
6 oberer Längsträger
8 unterer Längsträger
10 oberer Teil der A-Säule
12 unterer Querträger
14 Dachquerträger
16 Schwenkpunkt
17 Fahrzeugbrüstungslinie
18 Schwenkachse
20 Fahrtrichtung
22 Betätigungshebel
24 Konsole
δ Verlagerungswinkel d Verlagerungsweg (von 14)
D Verlagerungsweg (von 24)

Claims

Ansprüche
1. Fahrzeug, insbesondere Cabriolet-Fahrzeug, das beiderseits eine A-Säule und einen dazwischen verlau- fenden Dachquerträger (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein oberer Teil (10) der A-Säule mit einem auf einen Frontaufprall ansprechenden Betätigungsmittel (22, 24) verbunden ist, um den oberen Teil (10) im Falle eines Aufpralls nach vorn zu bewegen.
2. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel durch ein mit einer trägen Masse verbundenes Zugorgan gebildet ist.
3. Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel durch einen Beschleunigungssensor und ein durch diesen aktivierbares An- triebsmittel gebildet ist.
4. Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel eine pyrotechnische Treibladung aufweist.
5. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel eine Kolben-/Zylindereinheit aufweist, die durch Zug- oder Druckelemente mit dem oberen Teil (10) der A-Säule verbunden ist.
6. Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Treibladung gleichzeitig zum Aktivieren mindestens eines Airbags dient.
7. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (10) der A-Säule an einem Schwenkpunkt (16) schwenkbar an einem unteren Teil (2) der A-Säule angelenkt ist, um im Falle eines Aufpralls nach vorn zu schwenken.
8. Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (16) in Höhe einer Fahrzeug- brüstungslinie (17) angeordnet ist.
9. Fahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (16) durch eine quer zu einer Fahrzeuglängsachse verlaufende, an dem unteren Teil (2) der A-Säule fixierte Schwenkachse (18) gebildet ist.
10. Fahrzeug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (16) des oberen Teils (10) der A-Säule mit dem Fahrzeug nach Art einer Sollbruchstelle ausgebildet ist, die bei einer vorbestimmten Kraft nachgibt.
11. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (10) der A-Säule über den Schwenkpunkt (16) hinaus in Form eines Betätigungshebels (22) verlängert ist, der an einem an einer unfallbedingten Längsverformung teilnehmenden Karosserieelement, insbesondere einem Längs- träger (8), abgestützt ist.
12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Längs räger (8) eine Konsole (24) angeordnet ist, die mit dem Betätigungshebel (22) zu- sammenwirkt.
13. Fahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 12 , dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (10) der A-Säule um einen Schwenkwinkel (δ) von mindestens 10 °, insbesondere mindestens 20°, verschwenkbar ist.
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