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Die
Erfindung betrifft ein Überrollschutzsystem
für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere für
ein Cabriolet-Fahrzeug, mit einem gegenüber einem karosseriefesten
Modul von einer abgesenkten Ruhelage in eine obere Stützlage verfahrbaren Überrollkörper.
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Ein
derartiges Überrollschutzsystem
ist mit einem eine Fahrzeugbreite überspannenden Überrollkörper oder
mehreren jeweils einem Sitz zugeordneten Überrollkörpern in mannigfaltiger Ausgestaltung
aus der Praxis und der Patentliteratur bekannt.
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Beispielsweise
ist in der
DE 103
18 594 A1 eine Überrollschutz-Vorrichtung
für ein
Kraftfahrzeug beschrieben, bei welcher ein Überrollbügel wenigstens annähernd U-förmig mit
einem Querjoch und seitlichen Schenkeln, eine Durchladeöffnung freigebend
und im Wesentlichen die Fahrzeugbreite überspannend ausgebildet ist.
Die seitlichen Schenkel sind zur Überführung des Überrollbügels aus einer abgesenkten
Ruhelage in eine obere Stützlage
entlang ortsfester Führungseinrichtungen
verlagerbar. Wenn der Überrollbügel von
einer Halte- und Auslöseeinrichtung
losgelassen wird, wird der Überrollbügel mit
einem durch eine Synchronisationswelle synchronisierten Lauf seiner
Schenkel in eine obere Stützlage
verschoben, in der er durch beidseitig an den Schenkeln befestigte
Sperrklinken, welche in ein entsprechendes, in einer Führungskassette
angeordnetes Gegenstück
einrasten, in Richtung seiner Ruhelage abgestützt ist.
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Nachteilig
dabei ist jedoch, dass die Sperrklinken einen vergleichsweise großen Bauraum
einnehmen und somit eine Durchladeöffnung zwischen den Schenkeln
gegebenenfalls in unerwünschtem Umfang
begrenzen.
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Aus
der
DE 43 14 538 C3 ist
eine weitere Ausgestaltung einer Verrieglungsvorrichtung zur Abstützung eines Überrollbügels in
ausgefahrenem Zustand bekannt, bei der eine gezahnte Rastleiste
einer ersten Rasteinrichtung der Verriegelungsvorrichtung mit einem
karosseriefesten Gehäuse
verschraubt ist, wobei die Rastleiste zum sicheren Halten des Überrollbügels in
einer von seiner Ruhelage abweichenden Position mit einer am Überrollbügel drehbar
gelagerten und in Richtung einer Sperrlage federbelasteten Sperrklinke
einer zweiten Rasteinrichtung der Verriegelungsvorrichtung zusammenwirkt.
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Sperrklinken
dieser Art stellen jedoch aufwändige
Präzisionskomponenten
dar, welche mit keinem weiteren Bauteil des Überrollschutzsystems funktionell
verbindbar sind.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Überrollschutzsystem
der eingangs genannten Art zu schaffen, welches eine sicher funktionierende
Verrieglungsvorrichtung zum Arretieren des Überrollkörpers in einer von seiner Ruhelage
abweichenden Position mit geringem Bauraumbedarf und einer eine
Mehrfachnutzung erlaubenden Gestaltung aufweist.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe mit einem Überrollschutzsystem
gemäß den Merkmalen des
Patentanspruches 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Überrollschutzsystem
für ein
Kraftfahrzeug, insbesondere für
ein Cabriolet-Fahrzeug, ist mit einem gegenüber einem karosseriefesten
Modul zwischen einer abgesenkten Ruhelage und einer oberen Stützlage verlagerbaren Überrollkörper ausgeführt, welcher
durch zugeordnete Führungseinrichtungen
des karosseriefesten Moduls geführt
ist.
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Des
Weiteren ist das Überrollschutzsystem mit
einer Verriegelungsvorrichtung ausgebildet, mittels der der Überrollkörper in
einer von seiner Ruhelage abweichenden Position gegen einen in Richtung der
Ruhelage wirkenden Kraftangriff abstützbar ist und welche wenigstens
eine erste Rasteinrichtung aufweist, die mit wenigstens einem Zahnprofilelement
ausgeführt
ist und mit einer zweiten Rasteinrichtung, die mit einer an dem Überrollkörper ausgebildeten
Rastleiste ausgebildet ist, wenigstens in einem verriegelten, den Überrollkörper abstützenden Betriebszustand
in Wirkverbindung steht.
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Erfindungsgemäß ist das
Zahnprofilelement der ersten Rasteinrichtung als ein Zahnradelement ausgebildet,
welches mit der zugeordneten Rastleiste des Überrollkörpers in Eingriff steht und
bei seiner Rotation mit einem Umfangsabschnitt, welcher wenigstens
eine keilartige Ausnehmung aufweist, über wenigstens ein angefedert
gelagertes Sperrelement läuft,
welches eine Rotation des Zahnradelementes durch eine Verlagerung
der Rastleiste des Überrollkörpers in
Richtung von dessen Stützlage
zulässt und
eine Rotation des Zahnradelementes in entgegengesetzte Richtung
blockiert.
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Eine
derartige Ausgestaltung der Verriegelungsvorrichtung mit einem Zahnradelement
hat den Vorteil, dass die dem karosseriefesten Modul und dem Überrollkörper zugeordneten
Rasteinrichtungen hinsichtlich ihrer Lage bei einer Ausfahrbewegung des Überrollkörpers zueinander
stets eindeutig definiert sind, wobei je nach Anzahl der Zähne und
der keilartigen Ausnehmungen an dem Zahnprofilelement eine hohe
Feinheit bei der Einrastung einstellbar ist und die Bauhöhe reduziert
werden kann.
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Eine
reduzierte Bauhöhe
hat wiederum bei einem Überrollkörper mit
einer sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Quertraverse den
Vorteil, dass eine Durchladeöffnung
zwischen den seitlichen Führungen
des Überrollkörpers vergrößert werden kann.
Hinsichtlich einer erstrebenswert großen Breite einer solchen Durchladeöffnung ist
es des Weiteren vorteilhaft, dass bei der erfindungsgemäßen Lösung die
Verriegelungsvorrichtung statt in einem dem Fahrzeugboden nahen
Bereich in einem Fahrzeugbereich angeordnet werden kann, der in
Ruhelage des Überrollkörpers in
Fahrzeugquerrichtung durch den sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckenden Überrollbügel belegt
ist.
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Weiterhin
ist die erfindungsgemäße Lösung dahingehend
vorteilhaft, dass ein Zahnradelement ein vielseitig einsetzbares
Bauelement darstellt, welches multifunktional genutzt werden kann.
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So
kann beispielsweise eine die Verlagerung von Schenkelelementen eines Überrollbügels entlang
der Führungseinrichtungen
synchronisierende Synchronisationswelle, die mit einem Zahnprofil
jeweils mit einer an jedem Schenkelement ausgebildeten Rastleiste
in Eingriff steht, in die erfindungsgemäße Verriegelungsvorrichtung
derart integriert werden, dass das Zahnprofil der Synchronisationswelle
die Zahnradelemente der ersten Rasteinrichtung bildet.
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Die
Erfindung ermöglicht
damit eine Reduzierung der Bauteilanzahl, wodurch das Überrollschutzsystem
insgesamt einfacher und mit geringeren Kosten realisiert werden
kann.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach
der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäß ausgestalteten Überrollschutzsystems
ist in der Zeichnung schematisch ver einfacht dargestellt und wird
in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 eine
vereinfachte perspektivische Ansicht eines Überrollschutzsystems für ein Cabriolet-Fahrzeug
in Alleinstellung;
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2 eine
ausschnittsweise Darstellung eines in 1 näher gekennzeichneten
Bereiches II, wobei ein Abschnitt einer Synchronisationswelle dargestellt
ist, welche einen Teil einer Verriegelungsvorrichtung für einen Überrollkörper des Überrollschutzsystems
bildet;
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3 ein
karosseriefestes Gehäuse
mit Sperrelementen, welche Teil der Verriegelungsvorrichtung gemäß 2 sind;
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4 ein
Sperrelement der Verriegelungsvorrichtung nach 3;
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5 einen
schematisierten Querschnitt durch die Verriegelungsvorrichtung der 2 in
einem den Überrollkörper nicht
verriegelnden Betriebszustand;
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6 einen
schematisierten Querschnitt durch die Verriegelungsvorrichtung der 2 entsprechend
der Darstellung der 5 in einem den Überrollkörper verriegelnden
Betriebszustand; und
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7 eine
vereinfachte dreidimensionale Ansicht der Verriegelungsvorrichtung
der 2 ohne das in 3 näher dargestellte
Gehäuse.
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In 1 ist
ein Überrollschutzsystem 1 für ein Cabriolet-Kraftfahrzeug in
einer dreidimensionalen Einzelansicht dargestellt, welches mit einem
gegenüber
einem karosseriefesten Modul 2 von einer in 1 dargestellten
Ruhelage in eine obere, nicht näher
dargestellte Stützlage
verfahrbar ausgebildeten Überrollkörper 3 ausgebildet
ist, welcher ein sich in Fahrzeugquerrichtung erstreckendes Aufprallelement
in Form eines Überrollbügels 20 mit
zwei im Wesentlichen in Fahrzeughochrichtung verlaufenden Schenkelelementen 3A und 3B bildet.
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Die
Schenkelelemente 3A und 3B wirken jeweils mit
einer von zwei vorliegend baugleichen Führungseinrichtungen 20 des
karosseriefesten Moduls 2 teleskopartig zusammen und werden
bei einer Ausfahrbewegung des Überrollkörpers 3 in
eine durch einen Pfeil Z näher
gekennzeichnete Bewegungsrichtung über eine Synchronisationseinrichtung 25,
die wie in 2 näher ersichtlich wenigstens
zwei mit den Schenkelelementen 3A und 3B in an
sich bekannter Weise wirkverbundene, jeweils einer Fahrzeugseite
zugeordnete Rastleisten 26 und eine mit den beiden Rastleisten über Zahnradelemente 7 bildende
Zahnprofilelemente in Eingriff stehende Synchronisationswelle 29 aufweist,
gleichzeitig und synchron zueinander gegenüber den Führungseinrichtungen 20 verschoben.
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Zwischen
dem Überrollbügel 3 und
einem in Fahrzeugquerrichtung verlaufend angeordneten karosseriefesten
Querjoch 27 ist eine zentrale Auslöseeinheit beziehungsweise eine
lösbare
Halteeinrichtung 32 vorgesehen, mittels der der Überrollbügel 3 entgegen
der Federkraft eines Kraftspeichers in seiner in 1 dargestellten
Ruhelage haltbar ist und im Bedarfsfall freigebbar ist, so dass
der Überrollbügel 3 durch
den Kraftspeicher in seine Stützlage überführbar ist.
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Die
Halteeinrichtung
32 ist vorliegend in einer in der
DE 10 2005 028 929 näher beschriebenen vorteilhaften
Art ausgeführt,
jedoch kann der Fachmann hiervon abweichend auch eine andere für den jeweiligen
Anwendungsfall geeignete Bauart einer Halte- und Auslöseeinrichtung
wählen.
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Darüber hinaus
ist eine Verriegelungsvorrichtung 4 vorgesehen, mittels
der der Überrollkörper 3 vorzugsweise
in jeder von seiner Ruhelage abweichenden Position gegen einen in
Richtung der Ruhelage wirkenden Kraftangriff abstützbar ist.
Dazu weist die Verriegelungsvorrichtung 4 im Bereich jedes Schenkelelementes 3A, 3B eine
erste Rasteinrichtung 5 auf, die zum Abstützen des Überrollkörpers 3 mit
einer zweiten Rasteinrichtung 6 in Wirkverbindung bringbar
ist und die eine Bewegung des Überrollkörpers 3 ausgehend
von seiner Ruhelage in Richtung seiner Stützlage zulässt.
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Die
in 2 bis 7 dargestellte erste Rasteinrichtung 5 weist
jeweils Zahnprofilelemente 7 auf, welche durch die Zahnradelemente
der Synchronisationswelle 29 gebildet werden und mit den
Rastleisten 26 in der in der Zeichnung näher dargestellten und
die Verriegelungsvorrichtung 4 verriegelnden Art und Weise
wirkverbunden sind.
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Die
Rastleisten 26, mit denen die Zahnradelemente der Synchronisationswelle 29 wirkverbunden
sind, bilden somit Rastleisten der zweiten Rasteinrichtung 6.
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Alternativ
hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass die Verriegelungsvorrichtung
und die Synchronisationseinrichtung unterschiedliche Zahnprofilelemente
und Rastleisten aufweisen.
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Die
beiden Führungseinrichtungen 20 des Überrollschutzsystems 1,
die neben der Führungsfunktion
für die
Schenkelelemente 3A, 3B auch eine Abdeckfunktion übernehmen,
sind durch das parallel zu dem Überrollbügel 3 in
Fahrzeugquerrichtung verlaufende und als Strangpresshohlprofil ausgebildete Querjoch 27 fest
verbunden, wobei in dem Querjoch 27 die Synchronisationswelle 29 der
Synchronisationseinrichtung 25 angeordnet und drehbar gelagert ist.
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Die
Synchronisationswelle 29 steht über die Zahnradelemente 7 jeweils
mit den mit den Schenkelelementen 3A und 3B fest
verbundenen Rastleisten 26 in Eingriff, um beide Seiten
des Überrollbügels 3 in
Fahrzeughochrichtung nach oben oder unten synchronisiert bewegen
zu können.
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Beim
Ausfahren des Überrollbügels 3 werden
somit neben dem Überrollbügel 3 und
dessen Schenkelelementen 3A und 3B auch die beiden
damit fest verbundenen Rastleisten 26 in Ausfahrrichtung
Z verschoben. Da die fest mit der Synchronisationswelle 29 verbundenen
Zahnradelemente 7 mit den Rastleisten 26 in Eingriff
stehen, werden die Zahnradelemente 7 in Rotation versetzt.
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Bei
der Rotation läuft
das Zahnradelement 7 mit einem Umfangsabschnitt 29A,
welcher wenigstens eine keilartige Ausnehmung 30 aufweist, über angefedert
gelagerte Sperrelemente 15, welche eine Rotation des Zahnradelementes 7 durch
eine Verlagerung der Rastleiste 26 des Überrollbügels 3 in Richtung
von dessen Stützlage
zulassen und eine Rotation des Zahnradelementes 7 in entgegengesetzte
Richtung blockieren. Hierzu sind die Sperrelemente 15,
von denen vorliegend vier gleichmäßig um den Umfang der Synchronisationswelle 29 verteilt vorgesehen
sind, in einem Gehäuse 18 unter
der Vorspannung von jeweils einer Druckfeder 17 angeordnet.
Die Geometrie der Sperrelemente 15 kann prinzipiell beliebig sein,
solange sie eine Drehbewegung der Synchronisationswelle 29 und
damit der Zahnradelemente 7 bei einem Ausfahren des Überrollbügels 3 zulässt.
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Bei
der gezeigten Ausführung
sind die Sperrelemente 15 als Blockelemente mit einer Schräge 16 an
ihrer der Synchronisationswelle 29 zugewandten Fläche ausgebildet,
wobei die Steigung der Schräge 16 derart
gewählt
ist, dass eine Drehbewegung der Synchronisationswelle 29 und
damit des Zahnradelementes 7 in Ausfahrrichtung wie in 5 gezeigt
nicht behindert wird.
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Wird
eine dem Ausfahren entgegengesetzte Bewegung in die Schenkel 3A, 3B des Überrollbügels 3 und
somit in den Zahnstangen-Zahnrad-Mechanismus der Synchronisationseinrichtung 25 beziehungsweise
der Verriegelungsvorrichtung 4 eingebracht, kann sich die
Synchronisationswelle 29 nur solange zurückdrehen,
bis die Sperrelemente 15 in zur Wellenoberfläche senkrechten
Flächen 31 der keilförmige Einfräsungen darstellenden
Ausnehmungen 30 an der Synchronisationswelle 29 anschlagen und
das Überrollschutzsystem 1 wie
in 6 gezeigt verriegeln.
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Um
die Verriegelungsvorrichtung wie beispielsweise im Falle einer Fehlauslösung wieder
zu entriegeln, kann das Gehäuse 18,
welches einen Teil des karosseriefesten Moduls 2 bildet,
aus einer nicht näher
dargestellten Aufnahme an dem fahrzeugfesten Modul 2 nach
Lösen einer
Befestigung herausgedrückt
und in Längsrichtung
einer Drehachse des Zahnprofilelements 7 beziehungsweise
der Synchronisationswelle 29 verschoben werden. Über in einem korrespondierenden,
an die keilartigen Ausnehmungen 30 angrenzenden Umfangsbereich
des Zahnprofilelements 7 angeordnete Rampen 35 können die Sperrelemente 15 bei
Verschieben des Gehäuses 18 mit
diesem in Längsrichtung
der Synchronisationswelle 29 aus den keilartigen Ausnehmungen 30 aufwärts bewegt
werden.
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Sobald
sich die Sperrelemente 15 aufgrund der Verschiebung des
Gehäuses 18 im
Bereich eines Vollwellenabschnittes der Synchronisationswelle 29 befinden,
kann sich der gesamte Zahnstangen-Zahnrad-Mechanismus frei bewegen,
womit der Überrollbügel 3 wieder
in die Ausgangsstellung gebracht werden kann.
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Die
Verschiebung des Gehäuses 18 kann von
Hand erfolgen, wobei das Gehäuse 18 manuell aus
einer Verschraubung oder Verklemmung an dem fahrzeugfesten Modul 2 gelöst wird,
oder aber über einen
zu betätigenden
Hebelmechanismus. Bei Aktivierung eines solchen Hebelmechanismus
wird das Gehäuse 18 mit
den gefederten Sperrelementen 15 automatisch ausgerückt und
beim Herunterdrücken des Überrollbügels 3 auch
wieder eingerückt.
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Alternativ
zu einer Verschiebung des Gehäuses
mit den Sperrelementen kann in einer weiteren Ausführung auch
eine Verschiebbarkeit der Synchronisationswelle vorgesehen sein.
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Die
Anzahl der keilförmigen
Ausnehmungen 30 und der Sperrelemente 15 kann
je nach Ausführung
variieren, wobei eine Funktion der Verriegelungsvorrichtung 4 bereits
mit einer keilartigen Ausnehmung und einem Sperrelement sicher gestellt
ist. Durch die geeignete Wahl von Anzahl und Stärke der Sperrelemente und die
Wahl der Anzahl der keilförmigen
Ausnehmungen kann die Verriegelungsvorrichtung leicht für verschiedene
Belastungen dimensioniert werden, wobei mit einer höheren Anzahl
an keilartigen Ausnehmungen eine höhere Feinheit bei der Einrastung
erzielbar ist.
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Insgesamt
stellt die beschriebene Verriegelungsvorrichtung eine einfach zu
fertigende Vorrichtung dar, bei der ein Versagen mit entsprechend
stark dimensionierten Druckfedern für die Sperrelemente ausgeschlossen
werden kann.