DE19642686C1 - Personenkraftwagen mit einer selbsttragenden Karosserie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Personenkraftwagen mit einer selbsttragenden Karosserie, die auf Höhe einer Fahrgastzelle in zwei gegenüberliegenden Seitenwandbereichen jeweils wenigstens zwei in Fahrzeuglängsrichtung zueinander beabstandete, wenigstens einen Türausschnitt begrenzende und von einem bodenstrukturseitigen Längsschweller zu einem Dachbereich führende Tragsäulen aufweist, sowie mit einem in dem Seitenwandbereich zumindest teilweise integrierten Seitenaufprallschutz, der wenigstens ein Zugmittel aufweist, das bei einer Seitenaufprallbelastung gestrafft in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den wenigstens zwei Tragsäulen aufgespannt ist.

Aus der JP-A 5-201 299 ist es bekannt, einen Türausschnitt eines Seitenwandbereiches einer Karosserie eines Personenkraftwagens durch einen Sicherheitsgurt zu überspannen, der sich zwischen einer vorderen und einer hinteren Tragsäule des Seitenwandbereiches erstreckt. Der Sicherheitsgurt ist mit einer Gurtsperre versehen, die bei einer Seitenaufprallbelastung auf die Seitenwand wirksam wird. Dadurch können Intrusionen in den Seitenwandbereich und damit in die Fahrgastzelle verringert werden. Der Sicherheitsgurt erstreckt sich jedoch sowohl in seiner Bereitschaftsposition als auch in der blockierten Sicherungsposition immer längs über den Türausschnitt, so daß ein Öffnen oder Schließen der Seitentür nur mit zusätzlichem Aufwand möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Personenkraftwagen der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei Seitenaufprallbelastungen stärkere Intrusionen des Seitenwandbereiches verhindert und dennoch den Ein- und Ausstiegkomfort der Fahrzeuginsassen nicht einschränkt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Zugmittel innerhalb eines sich über einen Teil der Höhe des Seitenwandbereiches erstreckenden Freiraumes des Seitenwandbereiches zwischen einer außerhalb des wenigstens einen Türausschnittes verlaufenden, ungespannten Ruheposition und der den wenigstens einen Türausschnitt längs überspannenden Funktionsposition höhenverlagerbar ist, und daß dem Zugmittel eine Spannvorrichtung zugeordnet ist, die durch eine Steuereinheit abhängig von Signalen einer Seitenaufprallsensorik derart steuerbar ist, daß beim Erfassen einer Seitenaufprallbelastung ein Spannen des Zugmittels erfolgt. Dadurch, daß das Zugmittel in seiner ungespannten Ruheposition außerhalb, vorzugsweise unterhalb, des Türausschnittes verlegt ist, wird das Ein- und Aussteigen von Fahrzeuginsassen durch das Zugmittel in seiner Ruheposition nicht behindert. Das Zugmittel wird jedoch im Falle einer Seitenaufprallbelastung analog der Auslösung eines Sidebag automatisch in die gespannte Funktionsposition überführt, in der es eine Stabilisierung und Versteifung der Seitenwand erzeugt.

In Ausgestaltung der Erfindung weist die Spannvorrichtung zwei das Zugmittel schlagartig spannende Spanneinheiten auf, die an gegenüberliegenden Stirnenden des Zugmittels angreifen. Dadurch wird im Falle einer Seitenaufprallbelastung ein schnelles und rechtzeitiges Aufspannen des Zugmittels erzielt. Als Zugmittel können insbesondere Gurte, Seile oder anders gestaltete Flächengebilde vorgesehen sein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Zugmittel ein flexibles Seil mit einer hohen Zugfestigkeit vorgesehen. Hierbei ist insbesondere der Einsatz eines Stahlseiles vorteilhaft.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die gegenüberliegenden Stirnenden des Seiles an Führungselementen festgelegt, die in karosseriefest angeordneten Linearführungen In einem vorderen und einem hinteren Abschnitt des Seitenwandbereiches linear beweglich gehalten sind, und die mit jeweils einer Spanneinheit in Wirkverbindung stehen. Die Spanneinheit übt je nach ihrer Anordnung relativ zu dem zugehörigen Führungselement eine Druck- oder Zugbelastung im Falle einer Seitenaufprallbelastung auf das Führungselement auf, wodurch die Führungselemente unter gleichzeitiger Spannung des Seiles linearbewegt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jedes linearbewegliche Führungselement in der Ruheposition und in der Funktionsposition des Seiles mittels einer Sperre blockierbar. Dadurch wird gewährleistet, daß das Seil sowohl in seiner Ruheposition als auch in der aufgespannten Funktionsposition gesichert ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist jede Spanneinheit eine auf das Führungselement wirkende Druckfeder auf, die der dimensioniert ist, daß nach dem Entriegeln der Sperre für die Ruheposition des Seiles ein schlagartiges Spannen des Seiles erfolgt. Dies ist eine einfache und dennoch funktionssichere mechanische Lösung zum Spannen des Seiles.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Führungselement als Kolben eines Druckzylinders gestaltet, der mit einem Druckspeicher und einer an die Steuereinheit angeschlossenen Zündeinheit in Verbindung steht. Der Kolben wird somit im Falle einer Seitenaufprallbelastung analog der Auslösung eines Airbags aus der Ruheposition in die Funktionsposition geschossen, wodurch gleichzeitig das Seil gespannt wird. Die der Funktionsposition des Seiles zugeordnete Sperre verhindert, daß die Zugkraft des Seiles die Kolben wieder zurückzieht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht einer Seitenwand einer Karosserie für einen Personenkraftwagen, bei der sich ein Seil eines Seitenaufprallschutzes in seiner Ruheposition befindet,

Fig. 2 die Seitenwand nach Fig. 1, jedoch mit dem in die aufgespannte Funktionsposition überführten Seil,

Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch die Seitenwand nach den Fig. 1 und 2 auf Höhe einer Seitentür, wobei sowohl die Ruheposition als auch die Funktionsposition des Seiles erkennbar ist,

Fig. 4 schematisch einen Längsschnitt durch einen - in Fahrtrichtung - rechten Seitenwandbereich des Personenkraftwagens auf Höhe eines vorderen Stirnendes des Seiles, dem eine Spanneinheit zugeordnet ist und

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer Spanneinheit für das Seil ähnlich Fig. 4.

Eine Seitenwand 1 gemäß den Fig. 1 und 2 stellt einen Teil einer selbsttragenden Karosserie eines Personenkraftwagens dar. Die Seitenwand begrenzt einen vorderen Türausschnitt 2 zur Aufnahme einer vorderen Seitentür sowie einen hinteren Türausschnitt 3 zur Aufnahme einer hinteren Seitentür. Der Karosserierahmen des vorderen Türausschnittes 2 wird durch eine A-Säule 4, einen nicht näher bezeichneten Dachrahmen, eine B-Säule 5 sowie nach unten durch einen Längsschweller 7 gebildet, der Teil einer Bodenstruktur der Karosserie ist. Der hintere Türausschnitt 3 wird nach vorne durch die B-Säule 5, nach oben durch den Dachrahmen, nach hinten durch eine C-Säule 6 und nach unten durch den Längsschweller 7 begrenzt.

Bei einem Seitenaufprall auf die Seitenwand 1 des Personenkraftwagens tritt ein zusätzlicher Seitenaufprallschutz in Funktion, der die Aufprallenergie auf die gesamte Länge der Seitenwand 1 verteilt und so Intrusionen in die Seitenwand 1 reduziert. Dieser Seitenaufprallschutz weist für jede der beiden die Fahrgastzelle des Personenkraftwagens begrenzenden Seitenwände 1 ein Stahlseil 8 auf, das sich in Fahrzeuglängsrichtung durch die gesamte Seitenwand 1 erstreckt. Das Stahlseil 8 ist an seinem vorderen Stirnende 9 auf Höhe oder vor der A-Säule 4 in einer nachfolgend näher beschriebenen Spanneinheit 12 gehalten, die karosseriefest angeordnet ist. Das hintere Stirnende 10 des Stahlseiles 8 ist in einem hinteren Bereich der Seitenwand 1 etwa auf Höhe der C-Säule 6 in einer korrespondierenden Spanneinheit 13 gehalten, die ebenfalls karosseriefest festgelegt ist.

In seiner in Fig. 1 dargestellten unbelasteten Ruheposition ist das Stahlseil 8 so entlang der Ränder der A-Säule 4, des Längsschwellers 7, der B-Säule 5 und der C-Säule 6 verlegt, daß es im Randbereich der Türausschnitte 2 und 3 verläuft. In dieser Ruheposition befindet sich das Stahlseil 8 daher derart außerhalb der Türausschnitte 2 und 3, daß ein Öffnen und Schließen der Seitentüren sowie ein Ein- oder Ausstieg von Fahrzeuginsassen durch das Stahlseil 8 nicht behindert wird. In dieser Ruheposition wird das Stahlseil 8 durch Randdichtungen 16 (Fig. 3) gehalten, die entlang der Ränder der Türausschnitte 2 und 3 verlaufen und derart gestaltet sind, daß sie das Stahlseil 8 zwar in der Ruheposition zurückhalten, daß sie die nachfolgend näher beschriebene Spannung des Stahlseiles 8 bei einer Seitenaufprallbelastung jedoch nicht behindern.

Sowohl die Spannvorrichtung 12 als auch die Spannvorrichtung 13 sind gemeinsam durch eine zentrale Steuereinheit S auslösbar, an die eine Seitenaufprallsensorik A angeschlossen ist. Sobald die Seitenaufprallsensorik A das Auftreten einer Seitenaufprallbelastung auf eine oder auf beide Seitenwände 1 erkennt, übermittelt sie ein entsprechendes Signal an die zentrale Steuereinheit S, die daraufhin die Spanneinheiten 12 und 13 derart steuert, daß das Stahlseil 8 schlagartig gestrafft und in seine in Fig. 2 dargestellte Funktionsposition überführt wird. In dieser Funktionsposition erstreckt sich das Stahlseil 8 geradlinig zwischen den Spanneinheiten 12 und 13. Durch das Spannen des Stahlseiles 8 wird das Stahlseil 8 im Bereich der Türausschnitte 2 und 3 nach oben höhenverlagert. Um dieser Höhenverlagerung des Stahlseiles 8 keinen Widerstand durch eine entsprechende Seitentür 14 in jedem Türausschnitt 2 und 3 entgegenzusetzen (Fig. 3), ist in jeder Seitentür 14 auf Höhe des Stahlseiles 8 ein als Freiraum dienender Schlitz 15 vorgesehen, der sich über die gesamte Länge jeder Seitentür 14 erstreckt und dessen Tiefe, d. h. Erstreckung vertikal nach oben, auf die gestraffte Funktionsposition des Stahlseiles 8 abgestimmt ist. Um im Bereich der B-Säule 5 nicht noch einen weiteren Schlitz zur Höhenverlagerung des Stahlseiles 8 zu benötigen, ist das Stahlseil 8 im Bereich der B-Säule über einen Auflagebock 11 umgelenkt, dessen Auflagefläche sich bereits auf Höhe der Funktionsposition des Stahlseiles 8 befindet.

Die gegenüberliegenden Stirnenden 9 und 10 des Stahlseiles 8 sind bei den dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 4 und 5 fest mit Führungselementen in Form jeweils eines Kolbens 17 verbunden, der in einem Führungszylinder 18 in nachfolgend näher beschriebener Weise gelagert und geführt ist. Bei nicht dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen sind die Stirnenden des Stahlseiles nicht an linearbeweglich gelagerten Führungselementen, sondern an drehbeweglichen Führungselementen festgelegt, so daß das Stahlseil an seinen Stirnenden aufrollbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist ein Ende des Zugmittels, insbesondere des Stahlseiles, karosseriefest verankert und zur Spannung des Zugmittels ist lediglich eine einzelne, dem anderen Ende zugeordnete Spanneinheit vorgesehen. Bei allen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen erfolgt das Spannen des Stahlseiles oder eines anderen Zugmittels jedoch schlagartig, d. h. innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Spanneinheiten 12 und 13 identisch gestaltet und spiegelsymmetrisch zueinander ausgerichtet. Durch die vordere Spanneinheit 12 wird somit der das Stirnende 9 haltende Kolben 17 in Fahrtrichtung nach vorne bewegt. Bei der hinteren Spanneinheit 13 wird der dem gegenüberliegenden Stirnende zugeordnete Kolben 17 entgegen der Fahrtrichtung nach hinten bewegt.

Jeder Kolben 17 ist innerhalb des Führungszylinders 18 mittels einer Sperre 19 in einer Ruheposition festgelegt, in der auch das Stahlseil 8 sich in seiner Ruheposition gemäß Fig. 1 befindet. In dieser Ruheposition des Kolbens 17 ist der Kolben 17 beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 durch eine starke Druckfeder 22 druckbelastet, die sich zwischen dem Kolben 17 und einem zum Stahlseil 8 hin gewandten Ende des Führungszylinders 18 erstreckt. Die Druckfeder 22 stützt sich an der zugehörigen Stirnseite des Führungszylinders 18 einerseits und an der dem Stahlseil 8 zugewandten Stirnseite des Kolbens 17 andererseits ab. Sobald die Sperre 19 gelöst ist, drückt die Druckfeder 22 aufgrund ihrer hohen Druckkraft den Kolben 17 schlagartig in Richtung der gegenüberliegenden Stirnseite des Führungszylinders 18, wobei die Länge des Führungszylinders 18 so bemessen ist, daß gemeinsam mit dem entsprechend entgegengerichtet bewegten Kolben der gegenüberliegenden Spanneinheit das Stahlseil 8 gestrafft und in seiner Funktionsposition gemäß Fig. 2 gespannt wird. In der gespannten Endposition des Stahlseiles 8, in der der Kolben 17 sich an der gegenüberliegenden Stirnseite des Führungszylinders 18 befindet, wird der Kolben 17 durch eine Rastsperre 21 formschlüssig in dieser Endposition gehalten. Die Rastsperre 21 weist mehrere federbelastete Sperrklinken auf, die durch den linearbewegten Kolben 17 zunächst zurückgedrückt werden und anschließend in entsprechend gestaltete Nuten des Kolbens 17 eingreifen. Auch die Sperre 19 weist Sperrklinken auf, die durch die Steuereinheit S gelöst werden.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 wird der notwendige Druck zur Bewegung des Kolbens 17 durch die Zündung einer als Druckspeicher dienenden Gaspatrone 24 ausgelöst, die an den zum Stahlseil 8 gewandten Druckraumbereich des Führungszylinders 18 angeschlossen ist. Da der Kolben 17 im Ruhezustand nicht unter Druck steht, wie dies bei der Druckfeder 22 gemäß Fig. 4 der Fall ist, ist auch die Sperre 19a mit einer erheblich reduzierten Rückhaltekraft ausgeführt, da lediglich ungewünschte Linearbewegungen des Kolbens 17 verhindert werden müssen, die im Fahrbetrieb des Personenkraftwagens auftreten könnten. Die Gaspatrone 24 ist einschließlich einer entsprechenden Zündeinrichtung mit der Steuereinheit S verbunden, die die Zündeinrichtung und damit die Expansion des Gases im Druckraum 23 abhängig von einem entsprechenden Signal der Seitenaufprallsensorik A auslöst. Die Rastsperre 21 am gegenüberliegenden Stirnendbereich des Führungszylinders 18 entspricht der Rastsperre nach Fig. 4.

Bei beiden Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 4 und 5 ist der Führungszylinder 18 jeweils mittels eines entsprechenden Flansches 20 sowie gegebenenfalls mittels weiterer Befestigungselemente derart starr an einem entsprechenden Trägerteil der Seitenwand 1 oder der übrigen Karosserietragstruktur festgelegt, daß eine kraftübertragende Verbindung im Falle einer Seitenaufprallbelastung vorliegt.

Claims (7)

1. Personenkraftwagen mit einer selbsttragenden Karosserie, die auf Höhe einer Fahrgastzelle in zwei gegenüberliegenden Seitenwandbereichen jeweils wenigstens zwei in Fahrzeuglängsrichtung zueinander beabstandete, wenigstens einen Türausschnitt begrenzende und von einem bodenstrukturseitigen Längsschweller zu einem Dachbereich führende Tragsäulen aufweist, sowie mit einem in dem Seitenwandbereich zumindest teilweise integrierten Seitenaufprallschutz, der wenigstens ein Zugmittel aufweist, das bei einer Seitenaufprallbelastung gestrafft in Fahrzeuglängsrichtung zwischen den wenigstens zwei Tragsäulen aufgespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel (8) innerhalb eines sich über einen Teil der Höhe des Seitenwandbereiches erstreckenden Freiraumes (15) des Seitenwandbereiches (1) zwischen einer außerhalb des wenigstens einen Türausschnittes (2, 3) verlaufenden, ungespannten Ruheposition und der den wenigstens einen Türausschnitt (2, 3) längs überspannenden Funktionsposition höhenverlagerbar ist, und daß dem Zugmittel (8) eine Spannvorrichtung (12, 13) zugeordnet ist, die durch eine Steuereinheit (S) abhängig von Signalen einer Seitenaufprallsensorik (A) derart steuerbar ist, daß beim Erfassen einer Seitenaufprallbelastung ein Spannen des Zugmittels (8) erfolgt.

2. Personenkraftwagen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung zwei das Zugmittel (8) schlagartig spannende Spanneinheiten (12, 13) aufweist, die an gegenüberliegenden Stirnenden des Zugmittels (8) angreifen.

2. Personenkraftwagen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zugmittel ein flexibles Seil (8) mit einer hohen Zugfestigkeit vorgesehen ist.

4. Personenkraftwagen nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Stirnenden (9, 10) des Seiles (8) an Führungselementen (17) festgelegt sind, die in karosseriefest angeordneten Linearführungen (18) in einem vorderen und einem hinteren Abschnitt des Seitenwandbereiches (1) linearbeweglich gehalten sind, und die mit jeweils einer Spanneinheit in Wirkverbindung stehen.

5. Personenkraftwagen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes linearbewegliche Führungselement (17) in der Ruheposition und in der Funktionsposition des Seiles mittels einer Sperre (19, 21; 19a) blockierbar ist.

6. Personenkraftwagen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spanneinheit eine auf das Führungselement (17) wirkende Druckfeder (22) aufweist, die derart dimensioniert ist, daß nach dem Entriegeln der Sperre (19) für die Ruheposition des Seiles (8) ein schlagartiges Spannen des Seiles (8) erfolgt.

7. Personenkraftwagen nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement als Kolben (17) eines Druckzylinders (18) gestaltet ist, der mit einem Druckspeicher (24) und einer an die Steuereinheit (S) angeschlossenen Zündeinheit in Wirkverbindung steht.