DE10021382A1

DE10021382A1 - Sicherheitsgurtvorrichtung

Info

Publication number: DE10021382A1
Application number: DE10021382A
Authority: DE
Inventors: Robert Kopetzky
Original assignee: Takata Europe Vehicle Safety Technology GmbH; Takata Europe GmbH
Current assignee: Takata Petri AG
Priority date: 2000-05-03
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2001-11-08
Also published as: JP2001354113A; US6527298B2; US20020047256A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtvorrichtung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen mit einem Sicherheitsgurt, einer einen mehr oder weniger großen Teil des Gurtes aufnehmenden, am Fahrzeugchassis vorzugsweise an dessen Boden drehbar befestigten Gurtrolle, die durch einen Drehmoment-Erzeugungsmechanismus, insbesondere eine Spiralfeder in Gurtaufwickelrichtung vorgespannt ist und weiter eine Abwickel-Sperranordnung aufweist, welche bei versuchtem Schnellauszug des Gurtes und vorzugsweise auch bei unfallbedingten Beschleunigungen das Abwickeln des Gurtes gegen die Kraft des Drehmoment-Erzeugungsmechanismus sperrt, einer oberhalb der Schulter eines durch den Sicherheitsgurt gehaltenen Insassen angeordneten, ein Umlenkglied, insbesondere eine Umlenkrolle aufweisenden Gurtumlenkvorrichtung, zu der der Gurt von der Gurtrolle geführt und durch die der Gurt so umlenkbar ist, daß er sich dem Insassen nähert, sowie einem Gurtschloß, zu dem der Gurt von der Gurtumlenkvorrichtung über den Insassen verläuft und welches an einem am Fahrzeugchassis angebrachten Zugglied befestigt ist, wobei der Gurt vom Gurtschloß noch zu einer weiteren Befestigungsstelle am Fahrzeugchassis geführt sein kann. Die Erfindung besteht darin, daß das Umlenkglied durch Federkraft vom Insassen weg, insbesondere zumindest im wesentlichen vertikal verschiebbar am Fahrzeugchassis befestigt ist und im Normalfall gegen die Federkraft durch einen Haltemechanismus in einer zurückgezogenen ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtvorrichtung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patent anspruchs 1.

Aus der DE 199 57 749 A1 ist eine gattungsgemäße Sicherheitsgurtvor richtung bekannt, bei der die Gurtumlenkvorrichtung als Gurtstraffer ausgebildet ist, indem sie an einer im Gefahrenfalle auslösbaren Bewe gungserzeugungsvorrichtung angebracht ist, die am Fahrzeugchassis be festigt ist und bei Auslösung die Gurtumlenkvorrichtung oder einen Teil derselben schlagartig in Gurtstraffrichtung verschiebt, wobei die Gurtum lenkvorrichtung eine Gurtumlenkrolle umfaßt.

Bei den Sicherheitsgurtsystemen nach dem Stand der Technik erfolgt ein Rückzug des Sicherheitsgurtes nach einem Aufprall allein durch die übli che Aufrollfunktion des Gurtaufrollers, was einen relativ großen Zeitbedarf in der Größenordnung von 1 sec. erfordert. Außerdem ist die durch den Gurtaufroller erzielte Anlagekraft in der Größenordnung von 2 bis 10 N zu gering, um den Insassen nach einem Aufprall in die normale Sitzposition zurückzubefördern und dort bei einem Sekundäraufprall zu halten.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sicherheitsgurt vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der der In sasse nach einer unfallbedingten Beschleunigung nicht nur wieder schnell in seine normale Sitzposition zurückbefördert, sondern im Falle eines zweiten Aufpralls des Fahrzeuges auf ein Hindernis auch sicher in dieser Position gehalten bleibt. Mit anderen Worten soll nach einem Primärauf prall des Fahrzeuges auf ein Hindernis gewährleistet sein, daß der Insasse anschließend schnellstens wieder in seine normale Sitzposition gelangt und daß dann bei einem etwaigen Sekundäraufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis eine zumindest der ursprünglichen Schutzwirkung ähnliche Schutzwirkung erzielt wird.

Zur Lösung der Erfindungsaufgabe sind die Merkmale des kennzeichnen den Teil des Anspruches 1 vorgesehen.

Der Erfindungsgedanke besteht also darin, daß durch die bewegliche An ordnung des Umlenkgliedes und die Beaufschlagung durch eine Feder nach einem Primäraufprall innerhalb einer sehr kurzen Zeit von bei spielsweise 0,2 bis 0,8 sec. eine erhebliche Rückzugskraft in der Größen ordnung von 100 bis 300 N wirksam wird, die nicht nur gewährleistet, daß der Insasse nach einem Primäraufprall schnellstens wieder in die normale Sitzposition zurückbefördert wird, sondern auch für den Fall ei nes Sekundäraufpralls eine ähnliche Schutzwirkung gewährleistet ist wie beim Primäraufprall.

Bevorzugte Größenordnungen für die erforderliche Rückzugskraft und die Zeit für ihr Wirksamwerden entnimmt man den Ansprüchen 2 bis 4.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Patentan sprüchen 5 bis 11 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung be schrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht einer erfindungs gemäßen Sicherheitsgurtvorrichtung in normaler, nicht aus gelöster Position, wobei auch in der Schiene angeordnete Bau elemente angedeutet sind,

Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Seitenansicht der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 vorgesehenen Schiene mit den daran vorgesehenen Bauelementen,

Fig. 2a den vergrößerten Ausschnitt IIa aus Fig. 2,

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch im ausgefahrenen Zustand des Umlenkgliedes und

Fig. 4 eine schematische Vorderansicht der erfindungsgemäßen Si cherheitsgurtvorrichtung mit von dieser gehaltenem Insassen.

Nach Fig. 4 ist ein auf einem Fahrzeugsitz 33 befindlicher Insasse 13 durch eine sogenannte Dreipunktgurtanordnung gehalten, die aus einem am Fahrzeugchassis 11 befestigten Zugglied 14, einem daran anschlie ßenden Gurtschloß 18 und einem Sicherheitsgurt 15 besteht, der sich von einer neben dem Sitz 33 befindlichen Befestigungsstelle am Fahr zeugchassis 11 durch eine Öse 34 (Fig. 1) des Gurtschlosses 18 zu ei nem Ablenkglied 21 erstreckt, von dem aus er zu einer Umlenkrolle 20 geführt und durch diese um etwa 180° umgelenkt und dann zu einer ebenfalls am Fahrzeugchassis befestigten Gurtrolle 12 gelangt. Die Um lenkrolle 20 und das Ablenkglied 21 bilden zusammen eine Gurtumlenk vorrichtung 17. Die Gurtrolle 12 weist einen nicht dargestellten Drehmo ment-Erzeugungsmechanismus in Form einer Spiralfeder und eine Abwic kel-Sperranordnung auf, die bei versuchtem schnellen Auszug des Gurtes 15 oder bei unfallbedingten Beschleunigungen wirksam wird.

Erfindungsgemäß ist die Umlenkrolle 20 nach den Fig. 1 und 2 über einen Rahmen 26 an einem Kolben 25 angeordnet, der sich von oben in einen oben offenen, unten geschlossenen Zylinder 22 innerhalb einer Schiene 23 erstreckt, die mittels Schrauben 35 (Fig. 1) am Fahr zeugchassis 11, insbesondere an einer seitlichen Fahrzeugsäule befestigt ist. Der Kolben 25 ist hohl ausgebildet und enthält eine Druckfeder 19, die sich unten am Zylinderboden 37 abstützt und oben den Rahmen 26 der Umlenkrolle 20 beaufschlagt.

An der Schiene 23 ist ein Gurt-Ablenkglied 21 höhenverstellbar befestigt, welches in seitliche Nuten 23' der Schiene 23 eingreift. Das Gurt- Ablenkglied 21 ist in verschiedene Höhenlagen verschiebbar und dort fest stellbar.

Die beiden durch die Umlenkrolle 20 gebildeten Trümer des Gurtes 15 verlaufen vor der Schiene 23 und durch eine entsprechende Öffnung 36 im Gurt-Ablenkglied 21 hindurch.

Im oberen Bereich weist der Kolben 25 seitlich eine gemäß Fig. 2a ge formte Verriegelungsvertiefung 28 auf, in die von der Seite eine Verriege lungsklinke 27 eingreift, und zwar derart, daß aufgrund der Federbeauf schlagung des Kolbens 25 die Bewegung des Kolbens 25 nach oben ge sperrt wird. Hierzu ist die Verriegelungsklinke 27 hakenförmig ausgebildet und die Verriegelungsvertiefung 28 komplementär dazu geformt, damit ein Formschluß zwischen der Klinke 27 und dem Kolben 25 erzielt wird.

Die Verriegelungsklinke 27 ist durch eine Zugfeder 32 in Entsperrungs richtung vorgespannt.

Auf diese Weise ist der Kolben 25 in der vorgeschobenen Position der Klinke 27 nach den Fig. 1, 2 und 2a gegen Ausfahren durch die Kraft der Feder 19 gesperrt. Die Verriegelungsklinke 27 und die Verriegelungs vertiefung 28 bilden also einen Haltemechanismus 16 für den Kolben 25 in der zurückgezogenen Normalposition nach den Fig. 1, 2 und 2a.

Im unteren Bereich ist der Kolben mit einer Periphernut 30 versehen, in der Sperrkugeln 38 untergebracht sind. Im Bereich der höchsten Position des Kolbens 25 (Fig. 3) liegen den Sperrkugeln 38 Sperrvertiefungen 31 im Zylinder 22 gegenüber, die oben Schrägflächen 39 aufweisen, wodurch erreicht wird, daß der Kolben 25 sich aus der Position nach Fig. 3 nicht zurück in den Zylinder 22 hineinbewegen kann.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Sicherheitsvorrichtung ist wie folgt:
Im Normalfall ist der Insasse 13 so wie in Fig. 5 angedeutet mittels des Dreipunktgurtes 15 angeschnallt.

Bei einem Frontalaufprall des Fahrzeuges wird der Insasse innerhalb einer Zeit von ca. 25 msec. nach vorn geschleudert, wobei sich eine erhebliche Gurtkraft in der Größenordnung von 100 bis 300 N aufbaut. Nach ca. 50 msec. hat das auf ein Hindernis prallende Fahrzeug den Stillstand er reicht und der Gurt und gegebenenfalls ein vorhandener Gurtkraftbe grenzer sind maximal gedehnt bzw. verformt.

Die Kraft der Feder 19 ist nun so zu bemessen, daß aufgrund der beim Aufprall entstehenden Gurtkraft der Kolben 25 sich ein Stück nach unten bewegt, wodurch die Verriegelungsklinke 27 von dem Gegenanschlag 24 frei wird und durch die Zugfeder 32 aus der Verriegelungsvertiefung 28 herausbewegt werden kann. Hierzu muß oberhalb der Klinke 27 ein aus reichender Freiraum 40 (Fig. 2a) vorgesehen sein.

Wenn nun nach dem Stillstand des Fahrzeuges die Verzögerungskräfte abnehmen und schließlich verschwinden, fährt die Feder 19 den Kolben 25 innerhalb einer relativ kurzen Zeit von 0,2 bis 0,8 sec aus und übt da bei eine Rückzugskraft von 100 bis 300 N auf den Sicherheitsgurt 15 aus, was dazu führt, daß der Insasse 13 schnell in den Sitz 33 zurückbewegt wird, wo er dann mit der durch die Feder 19 bedingten Rückzugskraft ge halten wird, bis gegebenenfalls ein Sekundäraufprall stattfindet. Sollte die Zugkraft am Sicherheitsgurt 15 beim Sekundäraufprall die Rückstellkraft der Feder 19 überschreiten, wird die Rücklaufsperre 29 wirksam, indem die Sperrkugeln 38 durch die Sperrvertiefung gegen die Schrägflächen 39 gedrückt werden.

Wesentlich ist also, daß bei einem Primäraufprall der Kolben 25 gegen die Kraft der Feder 19 um ein solches Stück nach unten bewegt wird, daß der Haltemechanismus 16 den Kolben 25 freigibt, so daß dieser unter der Einwirkung der Feder 19 nach oben schnellen kann. Die Kraft der Feder 19 ist dabei um zumindest einen Faktor 10 größer als die durch die Gur trolle 12 aufgebrachte Rückzugskraft.

Bezugszeichenliste

11

Fahrzeugchassis

12

Gurtrolle

13

Insasse

14

Zugglied

15

Sicherheitsgurt

16

Haltemechanismus

17

Gurtumlenkvorrichtung

18

Gurtschloß

19

Feder

20

Umlenkglied (Umlenkrolle)

21

Gurt-Ablenkglied

22

Zylinder

23

Schiene

23

' Nut

24

Gegenanschlag

25

Kolben

26

Rahmen

27

Verriegelungsklinke

28

Verriegelungsvertiefung

29

Rücklaufsperre (Kugelgesperre)

30

Periphernut

31

Sperrvertiefung

32

Zugfeder

33

Sitz

34

Öse

35

Schraube

36

Öffnung

37

Zylinderboden

38

Sperrkugel

39

Schrägfläche

40

Freiraum

Claims

1. Sicherheitsgurtvorrichtung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahr zeugen mit einem Sicherheitsgurt (15), einer einen mehr oder weni ger großen Teil des Gurtes (15) aufnehmenden, am Fahrzeugchassis (11) vorzugsweise an dessen Boden drehbar befestigten Gurtrolle (12), die durch einen Drehmoment-Erzeugungsmechanismus, ins besondere eine Spiralfeder in Gurtaufwickelrichtung vorgespannt ist und weiter eine Abwickel-Sperranordnung aufweist, welche bei ver suchtem Schnellauszug des Gurtes (15) und vorzugsweise auch bei unfallbedingten Beschleunigungen das Abwickeln des Gurtes (15) gegen die Kraft des Drehmoment-Erzeugungsmechanismus sperrt, einer oberhalb der Schulter eines durch den Sicherheitsgurt (15) gehaltenen Insassen (13) angeordneten, ein Umlenkglied, insbeson dere eine Umlenkrolle (20) aufweisenden Gurtumlenkvorrichtung (17), zu der der Gurt (15) von der Gurtrolle (12) geführt und durch die der Gurt (15) so umlenkbar ist, daß er sich dem Insassen (13) nähert, sowie einem Gurtschloß (18), zu dem der Gurt (15) von der Gurtumlenkvorrichtung (17) über den Insassen (13) verläuft und welches an einem am Fahrzeugchassis (11) angebrachten Zugglied (14) befestigt ist, wobei der Gurt (15) vom Gurtschloß (18) noch zu einer weiteren Befestigungsstelle am Fahrzeugchassis (11) geführt sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkglied (20) durch Federkraft (19) vom Insassen (13) weg, insbesondere zumindest im wesentlichen vertikal verschiebbar am Fahrzeugchassis (11) befestigt ist und im Normalfall gegen die Federkraft (19) durch einen Haltemechanismus (16) in einer zu rückgezogenen Normalposition fixiert ist, und daß der Haltemecha nismus (16) bei einer unfallbedingten Zugkraft am Gurt (15) das Umlenkglied (20) freigibt, worauf die Federkraft (19) das Umlenk glied (20) schlagartig ausfährt und am Gurt (15) eine den Insassen (13) in die normale Sitzposition zurückbewegende Rückzugskraft ausübt.

2. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft (19) nach Freigabe des Umlenkgliedes (20) über den Gurt (15) zumindest im wesentlichen eine solche Kraft auf den Insassen (13) ausübt, wie sie bei unfallbedingten Beschleunigungen wirksam ist, wobei die Rückzugskraft vorzugsweise um mindestens einen Faktor 10 größer als die von der Gurtrolle (12) ausgeübte Kraft ist.

3. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugskraft 100 bis 300 N beträgt.

4. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückzugskraft nach der Freigabe des Umlenkgliedes (20) innerhalb von 0,2 bis 0,8 sec. wirksam wird.

5. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkglied (20) an einem in einem Zylinder (22) ver schiebbaren Kolben (25) angebracht ist, der von einer Feder (19) in Ausstellrichtung beaufschlagt ist.

6. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltemechanismus (16) durch eine unter Zugkraft stehende Verriegelungsklinke (27) gebildet ist, die in eine komplementäre Ver riegelungsvertiefung (28) des Kolbens (25) eingreift und bei einer die Federkraft (19) überwindenden Zugkraft am Gurt (15) freikommt und durch die Zugkraft vom Kolben (25) wegbewegt wird, so daß dieser von der Feder (19) ausgefahren werden kann.

7. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklinke (27) zumindest im wesentlichen senk recht zur Kolbenbewegung verschiebbar ist.

8. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Kolben (25) und Zylinder (22) eine Rücklaufsperre (29) wirksam ist, die ein Ausfahren des Kolbens (25) gestattet, jedoch seine Rückbewegung unterbindet.

9. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtumlenkvorrichtung (17) auch ein vorzugsweise höhen verstellbar am Fahrzeugchassis (11) angebrachtes Gurt-Ablenkglied (21) aufweist, durch das der Gurt (15) nach Umlenkung durch das Umlenkglied (20) um zumindest im wesentlichen 180° zum Insassen (13) geführt ist.

10. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Kolben (25) und Zylinder (22) sowie ggf. auch Nuten (23') für die Führung des Gurt-Ablenkgliedes (21) in einer am Fahrzeugchassis befestigten Schiene (23) untergebracht sind.