DE10039085A1 - Cabriolet mit einem Windschutzrahmen - Google Patents

Abstract

Ein solches Cabriolet mit einem Windschutzrahmen, der zwei eine Windschutzscheibe beidseitig flankierende A-Säulenabschnitte sowie einen die A-Säulenabschnitte oberhalb der Windschutzscheibe miteinander verbindenden Querträger aufweist, ist bekannt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist der Windschutzrahmenim Bereich der A-Säulenabschnitte zwischen einer Funktionsposition und einer steiler gestellten Aufprall- oder Überschlagposition verlagerbar, und dem Windschutzrahmen ist ein durch einen Antrieb auslösbares Betätigungsmittel derart zugeordnet, dass der Windschutzrahmen bei einer aufprall- oder überschlagbedingten Auslösung des Betätigungsmittels durch das Betätigungsmittel in die steiler gestellte Aufprall- oder Überschlagposition verlagert wird. DOLLAR A Einsatz für zwei und viersitzige offene Personenkraftwagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Cabriolet mit einem Windschutzrahmen, der zwei eine Windschutzscheibe beidseitig flankierende A-Säulenabschnitte sowie einen die A-Säulenabschnitte oberhalb der Windschutzscheibe miteinander verbindenden Querträger auf­ weist.

Ein solches Cabriolet ist allgemein bekannt. Insbesondere bei einem Frontalaufprall des Cabriolets kann es durch diesen Wind­ schutzrähmen für Fahrer und/oder Beifahrer zu erheblichen Kopf­ verletzungen kommen. Auch bei einem Fahrzeugüberschlag können Probleme auftreten; wenn der Windschutzscheibenrahmen durch ei­ ne entsprechende Aufschlagbelastung einknickt.

Es ist daher bereits eine Vielzahl von Lösungen vorgeschlagen worden, um den Windschutzrahmen in einer Unfallsituation zu verstärken. So ist es aus der DE 195 14 551 A1 bekannt, dem Windschutzrahmen im Falle eines Überschlags des Cabriolets ei­ nen zusätzlichen Überrollschutz zuzuordnen, der sensorgesteuert im Bereich der A-Säule bei Erkennen eines Überschlags nach oben ausfährt. Aus dieser Druckschrift ist ebenfalls bereits be­ kannt, den Windschutzrahmen durch eine ausfahrbare Stützstruk­ tur im Falle eines Überschlages gegen ein Abknicken der A-Säu­ lenabschnitte zusätzlich zu stützen.

Aus der DE 195 11 400 C2 ist eine weitere, sensorisch betätigbare Stützvorrichtung für die A-Säulenabschnitte eines Cabrio­ lets bekannt. Auch die DE 34 27 537 C2 offenbart eine Stütz­ vorrichtung für einen Windschutzrahmen eines Cabriolets, die ein Einknicken des Windschutzrahmens verhindert. Die Stützvor­ richtung ist durch eine pyrotechnische Auslöseeinrichtung in die Funktionsposition überführbar.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Cabriolet der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln Verletzungsgefahren der Fahrzeuginsassen durch das Auftreffen auf den Windschutzrahmen reduziert sind.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Windschutzrahmen im Bereich der A-Säulenabschnitte zwischen einer Funktionsposition und einer steiler gestellten Aufprall- oder Überschlagposition verlagerbar ist, und dass dem Windschutzrahmen ein durch einen Antrieb auslösbares Betätigungsmittel derart zugeordnet ist, dass der Windschutzrahmen bei einer aufprall- oder überschlag­ bedingten Auslösung des Betätigungsmittels durch das Betäti­ gungsmittel in die steiler gestellte Aufprall- oder Überschlag­ position verlagert wird. Dadurch wird der Windschutzrahmen bei einem Fahrzeugaufprall oder einem -überschlag, vorzugsweise kurz vor einem Aufprall oder Überschlag analog anderer, passi­ ver Sicherheitseinrichtungen des Fahrzeugs, von der Sitzposi­ tion der Fahrzeuginsassen, nämlich Fahrer und Beifahrer, ent­ fernt, wodurch Verletzungsgefahren durch einen Kopfaufschlag im Bereich des Windschutzrahmens reduziert werden. Durch die ge­ genüber der normalen Windschutzrahmenposition steiler gestellte Aufprallposition des Windschutzrahmens kann der Windschutzrah­ men zudem auch bei einem Überschlag größere Überrollkräfte auf­ nehmen, ohne einzuknicken. Im Gegensatz zum Stand der Technik wird keine aufwendige, zusätzliche Stützstruktur benötigt. Vielmehr wird der Windschutzrahmen selbst verlagert, um die Verletzungsgefahren zu reduzieren. Der Antrieb ist pyrotech­ nisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch gestaltet, wo­ bei er so ausgelegt sein muss, dass die Winkelstellung des Windschutzrahmens ausreichend schnell verändert wird, um die entsprechende Schutzfunktion zu erzielen.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die A-Säulenabschnitte um eine gemeinsame, in Fahrzeugquerrichtung verlaufende Schwenk­ achse an vorhandenen Karosserieteilen der Karosserietragstruktur oder an einem mit der Karosserietragstruktur verbundenen Trägerteil schwenkbeweglich gelagert. Die Verlagerbarkeit des Windschutzrahmens wird somit durch eine einfache Schwenklage­ rung an entsprechend tragenden Teilen der Fahrzeugkarosserie erzielt. Vorzugsweise ist der Windschutzrahmen im normalen Be­ triebszustand blockiert und wird lediglich bei einer sensorer­ fassten Aufprall- oder Überrollbelastung in die aufrechtere Po­ sition überführt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Betätigungsmit­ tel eine mit wenigstens einem A-Säulenabschnitt starr verbunde­ ne und zu der Schwenkachse radial abragende Hebeleinheit vorge­ sehen, die durch einen pyrotechnischen Antrieb um die Schwenk­ achse verlagerbar ist. Die starre Verbindung der Hebeleinheit kann auch durch wenigstens einen, mit dem wenigstens einen A-Säulenabschnitt einstückigen Fortsatz gebildet sein. Der pyro­ technische Antrieb übt auf die Hebeleinheit um die Schwenkachse ein Drehmoment derart aus, dass der Windschutzrahmen in eine gegenüber der normalen Funktionsposition steiler gestellte, d. h. aufrechtere Aufprallposition überführt wird. Der pyrotech­ nische Antrieb ist in grundsätzlich bekannter Weise durch eine zentrale Steuereinheit betätigbar, die eine Ansteuerung des Antriebs abhängig von entsprechenden Sensorsignalen eines Auf­ prall- und/oder Überschlagsensors vornimmt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung bevor­ zugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Zeichnung dargestellt sind.

Fig. 1 offenbart schematisch in teilweise aufgeschnittener Darstellung eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Cabriolets, und

Fig. 2 in schematischer, aufgeschnittener Darstellung einen Ausschnitt einer weiteren Ausführung eines erfindungs­ gemäßen Cabriolets.

Ein Cabriolet 1 gemäß Fig. 1, das lediglich schematisch und ab­ schnittsweise dargestellt ist, weist ein nicht näher gezeigtes Dach auf. Das Dach ist in dem dargestellten, offenen Zustand des Cabriolets 1 in einem Heckbereich versenkt angeordnet und kann als Faltverdeck oder als mehrteilige Dachkonstruktion aus formstabilen und gelenkig aneinander gelagerten Dachschalenele­ menten gestaltet sein. Im geöffneten Zustand des Daches ragt über einen durch die Oberkante der Karosserieteile im Fahrgast­ raumbereich definierte Bordkante lediglich ein Windschutzrahmen 3, 4 schräg nach oben und - auf die normale Fahrtrichtung bezo­ gen - nach hinten ab, der eine Windschutzscheibe 2 seitlich und oben umgrenzt. Der Windschutzrahmen 3, 4 wird durch zwei auf gegenüberliegenden Seiten die Windschutzscheibe 2 flankierende A-Säulenabschnitte 4 einerseits und einen oberhalb der Wind­ schutzscheibe 2 positionierten und die A-Säulenabschnitte 4 im Bereich ihrer oberen Stirnenden über die Fahrzeugbreite mitein­ ander verbindenden Querträger 3 gebildet. Die beiden A-Säulen­ abschnitte 4 ragen in ihrer normalen Funktionsposition in einem Winkel α₁, der als spitzer Winkel gestaltet ist und vorzugswei­ se geringer als 45° ist, relativ zur Fahrzeugbordkante nach oben und nach hinten ab.

Um bei einem Fahrzeugaufprall und/oder bei einem Fahrzeugüber­ schlag die Kopfverletzungsgefahren für Fahrer und/oder Beifah­ rer zu reduzieren, ist der Windschutzrahmen 3, 4 beim darge­ stellten Ausführungsbeispiel um einen bestimmten Winkel etwa auf Höhe der Fahrzeugbordkante begrenzt schwenkbeweglich gela­ gert. Hierzu sind die gegenüberliegenden A-Säulenabschnitte 4 um eine gemeinsame, horizontale und in Fahrzeugquerrichtung er­ streckte Schwenkachse S an einem karosserieseitigen Trägerteil in Form eines Trägerbügels 11 schwenkbeweglich gelagert. Der karosserieseitige Trägerbügel 11 folgt in etwa dem Verlauf ei­ nes Querträgers unterhalb der Windschutzscheibe 2 und ist mit der Karosserietragstruktur tragend verbunden. Bei nicht darge­ stellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die A-Säulen­ abschnitte 4 an anderen, ohnehin in einer entsprechenden Karos­ serietragstruktur vorhandenen Karosserieteilen entsprechend ge­ lagert.

Das Ziel der Erfindung ist es, den Windschutzrahmen 3, 4 bei Auftreten oder frühzeitigem Erkennen einer entsprechenden Auf­ prall- oder Überschlagbelastung in eine gegenüber der normalen Funktionsposition steiler gestellte Aufprallposition zu über­ führen, die in Fig. 1 gestrichelt dargestellt ist. In dieser Aufprallposition nehmen die A-Säulenabschnitte 4 des Wind­ schutzrahmens 3, 4 relativ zur Fahrzeugbordkante und damit re­ lativ zur Horizontalen einen spitzen Winkel α₂ ein, der größer ist als der Winkel α₁ der normalen Funktionsposition.

Um bei einem Fahrzeugaufprall oder einem Fahrzeugüberschlag ei­ ne zwangsgeführte Verlagerung des Windschutzrahmens 3, 4 in die steiler gestellte Aufprallposition zu bewirken, wird der Wind­ schutzrahmen durch ein pyrotechnisch beaufschlagbares Betäti­ gungsmittel in Form einer Hebeleinheit 5, 6 bei Erfassen einer bevorstehenden oder auftretenden Aufprall- oder Überschlagbe­ lastung in die steiler gestellte Aufprallposition überführt. Die Hebeleinheit 5, 6 ist starr mit wenigstens einem der beiden A-Säulenabschnitte 4 verbunden, wobei sie einen einstückigen Fortsatz des einen A-Säulenabschnittes 4 aufweisen kann. Ein Hebelarm der Hebeleinheit 5 ragt von der Schwenkachse S aus ra­ dial etwa zur gegenüberliegenden Seite - auf den zugeordneten A-Säulenabschnitt 4 bezogen - schräg nach vorne und nach unten ab und ist an seinem freien Endbereich mit einem Führungsele­ ment 6 verbunden, das in Pfeilrichtung an einem entsprechenden Stützteil der Karosserietragstruktur etwa rechtwinklig zum He­ belarm 5 verlagerbar ist. Dem Führungselement 6 ist eine pyro­ technische Antriebseinheit 7 zugeordnet, die - in Fahrtrichtung gesehen - vor dem Führungselement 6 positioniert ist und sich an einem entsprechenden Karosserietragstrukturteil stabil ab­ stützt. Bei einer Auslösung der pyrotechnischen Antriebseinheit 7 durch eine entsprechende elektrische Steuereinheit 9 sowie entsprechende elektrische Leitungen 8 wird eine schlagartige Kraft auf das Führungselement 6 in Richtung des Pfeiles ausge­ übt, die wiederum auf den Hebelarm 5 und den Windschutzrahmen 3, 4 ein Drehmoment im Uhrzeigersinn - auf die Zeichnungsebene bezogen - ausübt.

Der Hebelarm 5 oder das Führungselement 6 ist sowohl in der normalen Funktionsposition mit einer Arretierung versehen, die die Sicherung des Windschutzrahmens 2, 4 in der Funktionsposi­ tion gewährleisten. Falls durch den Windschutzrahmen auch ein verbesserter Überrollschutz gewährleistet sein soll, so ist dem Windschutzrahmen 3, 4 und damit insbesondere dem Hebelarm 5 und/oder dem Führungselement 6 zudem auch für die aufrechter gestellte Aufprallposition eine weitere Arretierung zugeordnet, die verhindert, dass starke Überschlagbelastungen den Wind­ schutzrahmen 3, 4 wieder in eine flachere Position zurückdrü­ cken.

Zur Ansteuerung der pyrotechnischen Antriebseinheit 7 und damit zur Initiierung des Verlagerungsvorganges des Windschutzrahmens 3, 4 ist eine im Fahrzeug ohnehin vorhandene zentrale Steuer­ einheit St vorgesehen, die entsprechende Sensorsignale eines Aufprall- und/oder Überschlagsensors 10, der im Fahrzeug fest montiert ist, empfängt. Eine derartige zentrale Steuereinheit ist für die Auslösung weiterer, passiver Sicherheitseinrichtun­ gen wie Gurtstraffer, Airbags und ähnlichem ohnehin vorgesehen. Sie kann daher in einfacher Weise mit einer Zusatzfunktion, nämlich der Auslösung der pyrotechnischen Antriebseinheit 7 zur Verschwenkung des Windschutzrahmens 3, 4, ausgerüstet sein.

Bei dem Cabriolet nach Fig. 2 sind die A-Säulen in einen unte­ ren, feststehenden A-Säulenabschnitt 12, der stabil in die Ka­ rosserietragstruktur eingebunden ist, sowie in einen oberen, um eine Schwenkachse S schwenkbeweglichen A-Säulenabschnitt 4a un­ terteilt. Die oberen A-Säulenabschnitte 4a sind aus einer Funk­ tionsposition (durchgezogene Linien) in eine Aufprall- oder Überschlagposition (gestrichelte Linien) abhängig von einer entsprechenden Aufprall- oder Überschlagsensorsteuerung ent­ sprechend dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verlagerbar. Hierzu sind die A-Säulenabschnitte 4a, die über einen nicht nä­ her bezeichneten Windschutzrahmen miteinander verbunden sind, mit einem einstückigen, exzentrisch zur Schwenkachse S ange­ formten Fortsatz versehen, an dem jeweils ein Angriffspunkt 15 eines Betätigungsmittels 6a vorgesehen ist. Die Schwenkachse S befindet sich an einem zu einem Motorraum gewandten vorderen Bereich des unteren A-Säulenabschnittes 12. Das Betätigungsmit­ tel 6a ist als Hubzylinder gestaltet, der in dem unteren A-Säu­ lenabschnitt 12 integriert ist. Der Hubzylinder 6a kann mit ei­ nem pyrotechnischen, einem pneumatischen oder einem hydraulisch gestalteten Antrieb versehen sein, der eine Kolbenstange des Hubzylinders 6a bei einer entsprechenden Auslösung durch die Sensorsteuerung nach oben treibt. Das vordere Stirnende der Kolbenstange greift an dem Angriffspunkt 15 an dem oberen, schwenkbeweglichen A-Säulenabschnitt 4a an. Der Hubzylinder 6a ist auf einem Längsträger 14 der Karosserietragstruktur stabil abgestützt, wobei er mittels einer nicht näher bezeichneten La­ gerung in gewissen Grenzen um eine zur Schwenkachse S parallele Schwenkachse verschwenkbar ist, um die Linearführung der Kol­ benstange beim Anheben oder Absenken des A-Säulenabschnittes 4a nicht zu beeinträchtigen. Der Kolbenstange ist zudem eine Sperrvorrichtung 13 zugeordnet, indem kolbenstangenseitig eine Sperrklinke und zylinderseitig eine entsprechende Rasterung vorgesehen ist. Dadurch wird die Kolbenstange und damit auch der A-Säulenabschnitt 4a in der jeweiligen Funktions- oder Auf­ prall- und Überschlagposition sicher arretiert, wobei die Sperrvorrichtung 13 derart stabil ausgebildet ist, dass sie auch auf den Windschutzrahmen und die A-Säulenabschnitte 4a wirkende Überrollkräfte aufnehmen kann, ohne ein Einknicken oder Absenken der A-Säulenabschnitte 4a zu bewirken. Die Sperr­ klinke ist vorzugsweise in Sperrrichtung federbelastet, wodurch die Sicherung der jeweiligen Funktions- oder Aufprall- und Überschlagposition gewährleistet ist. In Löserichtung wird die Sperrklinke durch die Sensorsteuerung ausgelenkt. Die Schwenk­ achse S für die A-Säulenabschnitte 4a befindet sich in Abstand - in Fahrtrichtung gesehen - vor dem Einbauraum für das Betäti­ gungsmittel 6a in dem unteren A-Säulenabschnitt 12. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist es möglich, dass jedem A-Säulen­ abschnitt 4a auf beiden Fahrzeugseiten jeweils ein eigenes Be­ tätigungsmittel 6a und eine eigene Sperrvorrichtung 13 zugeord­ net ist, die entsprechend synchron angesteuert werden.

Claims (8)

1. Cabriolet mit einem Windschutzrahmen, der zwei eine Wind­ schutzscheibe beidseitig flankierende A-Säulenabschnitte sowie einen die A-Säulenabschnitte oberhalb der Windschutzscheibe miteinander verbindenden Querträger aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Windschutzrahmen (3, 4) im Bereich der A-Säulenabschnitte (4) zwischen einer Funktionsposition und einer steiler gestell­ ten Aufprall- oder Überschlagposition verlagerbar ist, und dass dem Windschutzrahmen (3, 4) ein durch einen Antrieb auslösba­ res Betätigungsmittel (5 bis 7) derart zugeordnet ist, dass der Windschutzrahmen (3, 4) bei einer aufprall- oder überschlagbe­ dingten Auslösung des Betätigungsmittels (5 bis 7) durch das Betätigungsmittel (5 bis 7) in die steiler gestellte Aufprall- oder Überschlagposition verlagert wird.

2. Cabriolet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für das Betätigungsmittel (5 bis 7) pyrotechnisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch gelagert ist.

3. Cabriolet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die A-Säulenabschnitte (4) um eine gemeinsame, in Fahrzeugquer­ richtung verlaufende Schwenkachse (S) an vorhandenen Karosse­ rieteilen der Karosserietragstruktur oder an einem mit der Ka­ rosserietragstruktur verbundenen Trägerteil (11) schwenkbeweg­ lich gelagert sind.

4. Cabriolet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die A-Säulenabschnitte (4) mit einem einstückigen Fortsatz bis zu einem Angriffspunkt des Betätigungsmittels versehen sind.

5. Cabriolet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Betätigungsmittel eine mit wenigstens einem A-Säulenab­ schnitt (4) starr verbundene und zu der Schwenkachse (5) radial abragende Hebeleinheit (5) vorgesehen ist, die durch einen py­ rotechnischen Antrieb (7) um die Schwenkachse (S) verschwenkbar ist.

6. Cabriolet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pyrotechnische Antrieb (7) an eine zentrale Steuereinheit (St) angeschlossen ist, die mit einer Aufprallsensoreinrichtung (10) verbunden ist.

7. Cabriolet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Betätigungsmittel ein pneumatisch oder hydraulisch wirksa­ mer Hubzylinder vorgesehen ist, dem eine lösbare Sperreinrich­ tung für die Funktionsposition und die Aufprall- oder Über­ schlagposition zugeordnet ist.

8. Cabriolet nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Angriffspunkt des Betätigungsmittels (5 bis 7) an dem A-Säulenabschnitt (4) oder dem Fortsatz in Abstand zu der Schwenkachse (S) positioniert ist.