DE102004025856A1

DE102004025856A1 - Kraftfahrzeug, insbesondere Cabriolet

Info

Publication number: DE102004025856A1
Application number: DE200410025856
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Dr. Emmelmann; Markus Exner
Original assignee: Wilhelm Karmann GmbH
Current assignee: Valmet Automotive Oy
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-12-22
Also published as: WO2005113298A1; WO2005113298A8

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

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Cabriolet-Fahrzeug, das in einem vorderen Fahrzeugbereich 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 dadurch 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 Kopfaufprallrisiko deutlich gesenkt werden kann. Selbstverständlich kann diese Maßnahme vorteilhaft mit bisher bekannten energiebasorbierenden Polsterungen, 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 Fahrzeugs 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 Ausführungsbeispiels erläutert, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen wird, in der
1 eine schematische Seitenansicht von im vorliegenden Zusammenhang relevanten strukturellen Komponenten eines Vorderwagenbereichs eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs in einem nicht deformierten Zustand zeigt, und
2 eine Seitenansicht entsprechend 1 in einem nach einem Frontalaufprall deformierten Zustand zeigt.
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 ausgebildet 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 verlängert, wobei der Betätigungshebel 22 an seinem freien Ende gegen eine Konsole 24 stößt, die fest mit dem unteren Längsträger 8 verbunden ist.
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 6 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 ausgebildet 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 eines 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 1 und 2 dargestellten Verschwenkung 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 einen Frontaufprall erleidet, um auf diese Weise eine Verlagerung des Dachquerträgers 14 nach vorn zu erreichen, ähnlich wie es in 2 (Maß d) dargestellt ist.
Zur Realisierung einer derartigen translatorischen Verlagerung 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.

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

Fahrzeug, insbesondere Cabriolet-Fahrzeug, das beiderseits eine A-Säule und einen dazwischen verlaufenden 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.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel durch ein mit einer trägen Masse verbundenes Zugorgan gebildet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsmittel durch einen Beschleunigungssensor und ein durch diesen aktivierbares Antriebsmittel gebildet ist.
Fahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsmittel eine pyrotechnische Treibladung aufweist.
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.
Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die pyrotechnische Treibladung gleichzeitig zum Aktivieren mindestens eines Airbags dient.
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.
Fahrzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkpunkt (16) in Höhe einer Fahrzeugbrüstungslinie (17) angeordnet ist.
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.
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.
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 ein_em an einer unfallbedingten Längsverformung teilnehmenden Karosserieelement, insbesondere einem Längsträger (8), abgestützt ist.
Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Längsträger (8) eine Konsole (24) angeordnet ist, die mit dem Betätigungshebel (22) zusammenwirkt.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (10) der A-Säule um einen Schwenkwinkel (6) von mindestens 10°, insbesondere mindestens 20°, verschwenkbar ist.