DE10119810A1

DE10119810A1 - Gurtstraffer

Info

Publication number: DE10119810A1
Application number: DE10119810A
Authority: DE
Inventors: Thomas Herrmann; Robert Kopetzky
Original assignee: Takata Petri Ulm GmbH
Current assignee: Takata Petri Ulm GmbH
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2002-10-24
Also published as: WO2002085669A3; WO2002085669A2

Abstract

Ein Gurtstraffer für Kraftfahrzeuge weist zur Straffung eines Sicherheitsgurtes einen pneumatischen Antrieb auf, der aus einem Bordnetz mit Druckluft gespeist wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtstraffer für Kraftfahrzeuge und ein Sicherheitssystem mit einem Gurtstraffer.

Gurtstraffer sind grundsätzlich bekannt und bewirken, dass bei einem Unfall der Sicherheitsgurt eng am Körper des betreffenden Insassen anliegt, wodurch die Schutzwirkung des Sicherheitsgurtes verbessert wird.

Es sind Gurtstraffer bekannt, die Gasgeneratoren enthalten und beispielsweise an Gurtschlössern vorgesehen sind. Durch Zünden eines chemischen Sprengsatzes und einen daraus resultierenden Rückstoßeffekt wird eine Straffung des Sicherheitsgurtes bewirkt.

Derartige Gurtstraffer müssen jedoch nach einem Unfall durch neue Gurtstraffer ersetzt werden. Zudem müssen die Sprengsätze mit speziellen Sicherheitsvorrichtungen versehen sein, um eine ungewollte Zündung zu vermeiden, ein sicheres Aus- und Einbauen zu gewährleisten und eine Belastung der Insassen mit Chemikalien zu vermeiden. Die Herstellung und Montage derartiger Gurtstraffer sind zudem mit einem hohen Aufwand verbunden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Gurtstraffer und ein verbessertes Sicherheitssystem mit einem Gurtstraffer anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1, und insbesondere dadurch, daß der Gurtstraffer einen pneumatischen Antrieb zur Straffung des Sicherheitsgurtes aufweist.

Aufgrund seines pneumatischen Antriebs, d. h. des Betriebs mit Druckluft, ist der Gurtstraffer wiederverwendbar. Ferner ist sein Aufbau im Vergleich zu herkömmlichen Gurtstraffern einfacher, da keine Sicherheits vorrichtungen für chemische Sprengsätze erforderlich sind. Außerdem werden die Probleme, die aus der Alterung der chemischen Sprengsätze resultieren oder bei ihrem Ein- und Ausbau und ihrer Entsorgung entstehen, vermieden.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in der Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen beschrieben.

Der pneumatische Antrieb kann als Schubmotor oder als Drehmotor ausgebildet sein. Dadurch kann der Gurtstraffer an verschiedenen Teilen eines Zweipunkt- oder Dreipunkt-Sicherheitsgurtes eingesetzt werden, indem beispielsweise durch den Schubmotor eine lineare Verschiebung einer Gurthalterung oder durch den Drehmotor ein Aufrollen des Gurtes auf eine Spindel ausgelöst wird. Außerdem ist ein nachträglicher Einbau des Gurtstraffers in bisher übliche Sicherheitsgurt-Vorrichtungen möglich.

Der pneumatische Antrieb kann als Schubmotor mit einem Kolben und einem Zylinder ausgebildet sein.

Ferner kann der pneumatische Antrieb ein steuerbares Einlassventil für Druckluft aufweisen. Dadurch kann der pneumatische Antrieb durch ein von einer Sensorik verursachtes elektrisches Signal in Betrieb gesetzt werden. Dies kann gewährleisten, dass der Gurtstraffer nur im Falle eines Unfalls ausgelöst wird. Als Sensorik kann vorteilhaft eine Precrash- Sensorik, d. h. eine Sensorik, die Unfallsituationen bereits kurz vor ihrem Eintreten erkennt, verwendet werden. Dadurch kann bei einem Unfall eine zeitliche Verzögerung der Gurtstraffung aufgrund des pneumatischen Antriebs, der vergleichsweise langsam arbeitet, ausgeglichen werden.

Ein Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge weist einen Sicherheitsgurt und einen Gurtstraffer auf, wobei der Gurtstraffer einen pneumatischen Antrieb zur Straffung des Sicherheitsgurtes aufweist und ein Druckluft speicher zum Betreiben des pneumatischen Antriebs vorgesehen ist. Dies führt zu dem Vorteil, dass ein im Kraftfahrzeug vorhandenes Druckluft netz (Bordnetz) mit einem zentralen Druckluftspeicher verwendet werden kann. Derartige zentrale Druckluftspeicher sind in Kraftfahrzeugen beispielsweise für eine aktive Aufhängung der Karosserie vorgesehen.

Das Sicherheitssystem kann eine Precrash-Sensorik zum Auslösen des pneumatischen Antriebs aufweisen. Dadurch kann bei einem Unfall eine zeitliche Verzögerung der Gurtstraffung aufgrund des vergleichsweise langsam arbeitenden pneumatischen Antriebs ausgeglichen werden.

Bei einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem kann der pneumatische Anrieb mit einem steuerbaren Einlassventil für Druckluft versehen sein und eine Steuerung zum Einstellen des Einlassventils vorgesehen sein. Dies ermöglicht eine permanente Gurtstraffung, so dass der Gurt auch im unfallfreien Betrieb des Kraftfahrzeuges am Körper eines Insassen eng anliegt. Der Druck der Druckluft wird dabei so eingestellt, dass er im Vergleich zu einem Druck, der im unfallbedingten Betrieb des Gurtstraffers eingesetzt wird, niedriger ist.

Bei einem erfindungsgemäßen Sicherheitssystem kann der Sicherheitsgurt ein Sicherheitsgurt mit einem Gurtaufroller, einer Gurtumlenkung und einem Gurtschloß sein, wobei der Gurtstraffer an dem Gurtaufroller, an der Gurtumlenkung und/oder an dem Gurtschloß vorgesehen ist. So kann derselbe Gurtstraffer an verschiedenen Teilen und Positionen des Sicher heitsgurtes eingesetzt werden. Außerdem kann der Sicherheitsgurt mit mehreren Gurtstraffern versehen sein, wodurch dessen Schutzwirkung optimiert werden kann.

Der erfindungsgemäße Gurtstraffer oder das erfindungsgemäße Sicherheitssystem kann in einem Kraftfahrzeug zur permanenten Gurtstraffung bei einem unfallfreien Betrieb des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Dies führt zu dem Vorteil, daß für die permanente Gurtstraffung Druckluft aus einem Bordnetz mit einem zentralen Druckluftspeicher verwendet werden kann. Der Druck wird dabei so eingestellt, dass er im Vergleich zu einem im unfallbedingten Betrieb des Gurtstraffers eingesetzten Druck niedriger ist. Der benötigte Druck kann von einer Steuerung geregelt werden, die ein Einlassventil des pneumatischen Antriebs einstellt.

Nachfolgend wird die Erfindung rein beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers in einem Sicherheitssystem;

Fig. 2 schematisch eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtstraffers in einem Sicherheitssystem;

Fig. 3 schematisch eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers in einem Sicherheitssystem;

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines Dreipunkt-Sicherheitsgurtes.

Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gurtstraffers in einem Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge. Der Gurtstraffer 10 dieser Ausführungsform besitzt einen pneumatischen Antrieb in Form eines Schubmotors und ist an einer Gurtumlenkung einer Dreipunkt- oder einer Zweipunkt-Sicherheitsgurtvorrichtung vorgesehen. Der schematische Aufbau einer Dreipunkt-Sicherheitsgurt vorrichtung, die im wesentlichen aus einer Gurtumlenkung 30, einem Gurtschloss 60 und einem Gurtaufroller 80 mit einem Motor und einer Spindel besteht, ist aus Fig. 4 ersichtlich.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, besteht der Gurtstraffer 10 im wesentlichen aus einem Schubmotor mit einem Zylinder 12, einem Zylinderboden 14, einem Kolben 16 und einer Kolbenstange 18. An einer im Zylinderboden 14 vorhandenen Einlassöffnung 20 des Zylinders 12 ist ein Einlassventil 22 vorgesehen, das über eine Druckluftleitung 24 mit einem Druckluft speicher 26 des Sicherheitssystems verbunden ist. Der Druckluftspeicher 26 kann beispielsweise mit einem Kompressor in Verbindung stehen, mit dem während des Betriebs des Fahrzeugs Druckluft erzeugt wird. Über die Druckluftleitung 24 wird Druckluft mit einem Druck von maximal etwa 40 bar zur Verfügung gestellt. Das Einlassventil 22 ist mit einer Steuerungseinheit 28 des Sicherheitssystems verbunden, durch diese steuerbar und im unfallfreien Betrieb geschlossen. Die Steuerungseinheit 28 besitzt eine Precrash-Sensorik, d. h. eine Sensorik, die Unfallsituationen bereits kurz vor ihrem Eintreten erkennt.

Die Gurtumlenkung 30 weist eine mit einer Halterung am Fahrzeugchassis 32 drehbar angebrachte Umlenkrolle 34 auf, über die ein Sicherheitsgurt 90 geführt wird. Die Halterung der Umlenkrolle 34 besteht aus einem Träger 36, der eine Welle 38 der Umlenkrolle 10 lagert und in einer am Fahrzeugchassis 32 befestigten Schiene 40 im wesentlichen vertikal in Richtung des Fahrzeugdaches (Pfeil A) verschiebbar verankert ist.

Der Zylinder 12 des Gurtstraffers 10 ist derart am Fahrzeugchassis 32 befestigt, dass die Kolbenstange 18 im wesentlichen vertikal in Richtung des Fahrzeugdaches ausgerichtet ist. Außerdem ist die Kolbenstange 18 an der Welle 38 der Umlenkrolle 34 befestigt.

Kurz vor einem Unfall gibt die Precrash-Sensorik der Steuerungseinheit 28 ein elektrisches Signal an das Einlassventil 22 aus, welches sich daraufhin öffnet. Gleichzeitig wird ein Signal über eine nicht gezeigte Signalleitung an den Gurtaufroller 80 gesandt, um dessen Spindel, beispielsweise mit Hilfe eines über eine Spule aktivierbaren Riegels, zu blockieren. Durch das Öffnen des Einlassventils 22 wird der Kolben 16 mit Druckluft aus dem Druckluftspeicher beaufschlagt und innerhalb des Zylinders 12 in Richtung des Fahrzeugdaches bewegt. Infolgedessen wird auch die Umlenkrolle 34 in Richtung des Fahrzeugdaches (Pfeil A) verschoben, wobei der Träger 36 innerhalb der Schiene 40 geführt wird. Dies bewirkt, wie aus Fig. 4 zu erkennen ist, eine Straffung des Sicherheitsgurtes 90, da der Gurtaufroller 80 blockiert ist.

Eine in Fig. 2 dargestellte zweite Ausführungsform eines erindungsgemäßen Gurtstraffers 50 ist an dem Gurtschloß 60 eines Dreipunkt- oder Zweipunkt-Sicherheitsgurtes vorgesehen. Identische Bauteile der verschiedenen Ausführungsformen sind mit identischen Bezugszeichen versehen.

Der Gurtstraffer 50 ist als Schubmotor ausgebildet und weist einen Zylinder 12 und einen Kolben 16 auf. Wie in der ersten Ausführungsform, ist am Zylinderboden 14 die Einlassöffnung 20 vorgesehen und über das im unfallfreien Betrieb geschlossene Einlassventil 22 und die Druckluftleitung 24 mit dem Druckluftspeicher 26 verbunden. Das Einlassventil 22 ist mit der Steuerungseinheit 28, die eine Precrash- Sensorik aufweist, ansteuerbar.

Das Gurtschloß 60 ist an einem dem Fahrzeugboden zugewandten Ende mit einem als Zugglied dienenden Zugseil 52 verbunden. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erstreckt sich das Zugseil 52 durch eine Öffnung 54 des Zylinderbodens 14, durch eine Öffnung 56 des Kolbens 16 und ist mittels einer die Öffnung 56 abdichtenden Seilverpressung 58 am Kolben 16 des Gurtstraffers 50 befestigt. Die Öffnung 54 ist mit einer nicht gezeigten Dichtung versehen, die den Austritt der Druckluft verhindert.

Kurz vor einem Unfall öffnet die Steuerungseinheit 28 das Einlassventil 22 des Gurtstraffers 50 und blockiert gleichzeitig die Spindel des Gurtaufrollers 80. Der Kolben 16 wird auf der dem Einlassventil 22 zugewandten Seite mit Druckluft beaufschlagt und in Richtung des Pfeiles B, d. h. in die dem Zylinderboden 14 entgegengesetzte Richtung verschoben. Das Zugseil 52 wird mit dem Kolben 16 in Richtung des Pfeiles B gezogen. Dies bewirkt eine Straffung des am Gurtschloß 60 befestigten Sicherheitsgurtes 90.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist bei einer dritten Ausführungsform ein Gurtstraffer 70 an dem Gurtaufroller 80 des Sicherheitsgurtes 90 vorgesehen. Identische Bauteile der ersten und dritten Ausführungsform sind mit identischen Bezugszeichen versehen.

Der Gurtstraffer 70 besitzt einen pneumatischen Antrieb in Form eines Drehmotors 72 mit einer Welle 74 und ist als Flügelzellen- oder Zahnradmotor ausgebildet. Der Drehmotor 72 weist eine Einlassöffnung 76 auf, an der ein Einlassventil 22 vorgesehen ist. Das Einlassventil 22 ist über die Druckluftleitung 24 mit dem Druckluftspeicher 26 verbunden und der Drehmotor 72 ist mit dessen Druckluft betreibbar. Das Einlassventil 22 ist an die Steuerungseinheit 28 angeschlossen, kann von dieser gesteuert werden und ist im unfallfreien Betrieb geschlossen. Die Steuerungseinheit 28 weist wiederum eine Precrash-Sensorik auf.

Der Gurtaufroller 80 ist in üblicher Weise mit einer Welle 82 und einer Spindel 84 zum Aufrollen des Gurtes 90 ausgebildet. Erfindungsgemäß ist die Welle 82 des Gurtaufrollers 80 mit der Welle 74 des Gurtstraffers 70 gekoppelt und kann von dessen Drehmotor 72 angetrieben werden. In der in Fig. 3 schematisch gezeigten Ausführungsform, sind der Gurtstraffer 70 und der Gurtaufroller 80 am Fahrzeugboden (Fahrzeugchassis) 32 befestigt und die Wellen 74 und 82 sind über eine nicht gezeigte Kupplung miteinander verbunden.

Im Betrieb wird eine bevorstehende Unfallsituation von der Precrash- Sensorik erfasst. Daraufhin wird das Einlassventil 22 von der Steuerungseinheit 28 geöffnet und der Drehmotor 72 mit Druckluft aus der Druckluftleitung 24 und dem Druckluftspeicher 26 in Betrieb gesetzt. Dadurch wird die Welle 82 des Gurtaufrollers 80 von der Welle des Gurtstraffers 70 derart zum Rotieren gebracht, dass der Gurt 90 auf die Spindel 84 aufgerollt und dadurch gestrafft wird.

Der erfindungsgemäße Gurtstraffer kann in seinen verschiedenen Ausführungsformen auch in einem Kraftfahrzeug zur permanenten Gurtstraffung bei einem unfallfreien Betrieb des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Dazu ist das Einlaßventil 22 des Gurtstraffers im unfallfreien Betrieb des Kraftfahrzeuges geöffnet. Der Druck der Druckluft wird dabei so eingestellt, dass er im Vergleich zu einem Druck, der im unfallbedingten Betrieb des Gurtstraffers eingesetzt wird, niedriger ist und der Gurt am Körper des betreffenden Insassen anliegt. Der benötigte Druck von maximal ca. 40 bar wird von der Steuerungseinheit 28 geregelt, die das Einlassventil 22 des pneumatischen Antriebs entsprechend ansteuert.

Allen Ausführungsformen der Erfindung ist gemeinsam, dass ein Gurtstraffer durch einen pneumatischen Motor angetrieben wird. Auf diese Weise werden die eingangs beschriebenen Nachteile eines Gurtstraffers mit einem Gasgenerator, der durch Zündung eines chemischen Sprengsatzes in Betrieb gesetzt wird, vermieden. Zudem ist der erfindungsgemäße Gurtstraffer wiederholt einsetzbar und kann mit einem zentralen Druckluftspeicher eines Bordnetzes, der im Fahrzeug z. B. für eine aktive Aufhängung der Karosserie vorhanden ist, betrieben werden.

Bezugszeichenliste

10

Gurtstraffer

12

Zylinder

14

Zylinderboden

16

Kolben

18

Kolbenstange

20

Einlassöffnung

22

Einlassventil

24

Druckluftleitung

26

Druckluftspeicher

28

Steuerungseinheit

30

Gurtumlenkung

32

Fahrzeugchassis

34

Umlenkrolle

36

Träger

38

Welle

40

Schiene

50

Gurtstraffer

52

Zugseil

54

Öffnung

56

Öffnung

58

Seilverpressung

60

Gurtschloß

70

Gurtstraffer

72

Drehmotor

74

Welle

76

Einlassöffnung

80

Gurtaufroller

82

Welle

84

Spindel

90

Sicherheitsgurt

Claims

1. Gurtstraffer für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (10; 50; 70) einen pneumatischen Antrieb (12, 14, 16, 18; 72) zur Straffung eines Sicherheitsgurtes (90) aufweist.

2. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Antrieb (12, 14, 16; 72) als Schubmotor (12, 14, 16, 18) oder als Drehmotor (72) ausgebildet ist.

3. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Antrieb (12, 14, 16, 18) als Schubmotor mit einem Kolben (16) und einem Zylinder (12) ausgebildet ist.

4. Gurtstraffer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Antrieb (12, 14, 16, 18; 72) ein steuerbares Einlassventil (22) für Druckluft aufweist.

5. Sicherheitssystem für Kraftfahrzeuge mit einem Sicherheitsgurt (90) und einem Gurtstraffer (10; 50; 70) dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtstraffer (10; 50; 70) einen pneumatischen Antrieb (12, 14, 16, 18; 72) zur Straffung des Sicherheitsgurtes (90) aufweist und ein Druckluftspeicher (26) zum Betreiben des pneumatischen An triebs (12, 14, 16, 18; 72) vorgesehen ist.

6. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherheitssystem eine Precrash-Sensorik zum Auslösen des pneumatischen Antriebs (12, 14, 16, 18; 72) aufweist.

7. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der pneumatische Anrieb (12, 14, 16, 18; 72) mit einem steuer baren Einlassventil (22) für Druckluft versehen ist, und eine Steue rung (28) zum Einstellen des Einlassventils (22) vorgesehen ist.

8. Sicherheitssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sicherheitsgurt (90) ein Sicherheitsgurt mit einem Gurtauf roller (80), einer Gurtumlenkung (30) und einem Gurtschloß (60) ist, wobei der Gurtstraffer (10; 50; 70) an dem Gurtaufroller (80), an der Gurtumlenkung (30) und/oder an dem Gurtschloß (60) vorgesehen ist.

9. Verwendung eines Gurtstraffers nach einem der vorstehenden An sprüche 1 bis 4 in einem Kraftfahrzeug zur permanenten Gurtstraf fung bei einem unfallfreien Betrieb des Kraftfahrzeugs.

10. Verwendung eines Sicherheitssystems nach einem der vorstehenden Ansprüche 5 bis 8 in einem Kraftfahrzeug zur permanenten Gurt straffung bei einem unfallfreien Betrieb des Kraftfahrzeugs.