DE10239437A1

DE10239437A1 - Sicherheitsgurtsystem

Info

Publication number: DE10239437A1
Application number: DE2002139437
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Fehring (Fh)
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2022-08-29
Also published as: DE10239437B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem mit einem Gurtband (4), bei dem ein Ende an einer Fahrzeugtragstruktur (1) befestigt ist, und einem Umlenkelement (8), das das Gurtband (4) in einen einem Insassen zugeordneten Teil (5) und einen Gurtvorrat (7) unterteilt, wobei an dem Gurtvorrat (7) eine Straffeinheit vorgesehen ist, die das Gurtband (4) im Falle einer gefährlichen Fahrzeugsituation strafft. Das Sicherheitssystem wird so weiterentwickelt, dass die Strafffunktion auf einfache Weise umgesetzt werden kann und gleichzeitig die Sicherheit von Fahrzeuginsassen erhöht wird. Das wird dadurch erzielt, dass die Straffeinheit einen Straffumlenker (11) aufweist, der das Gurtband (4) umlenkt, wobei der Straffumlenker (11) im Falle einer gefährlichen Fahrzeugsituation linear verfahren wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für einen Fahrzeuginsassen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Heutige Sicherheitsgurtsysteme weisen in der Regel einen als Rückholvorrichtung fungierenden Aufroller auf, der im unteren Bereich der B-Säule angeordnet ist, Gurtmaterial hält und dieses von einer ausgefahrenen Position in eine eingefahrene Position zurückholt. Ausgehend von diesem Aufroller wird das Gurtmaterial über Schulterhöhe über einen Umlenker dem Insassen zugeführt. Hierbei tritt das Gurtband zwischen Umlenker und Aufroller oder direkt am Umlenker aus der B-Säule aus. Der Umlenker kann höhenverstellbar ausgeführt sein, um unterschiedlichen Körpergrößen und Sitzpositionen Rechnung zu tragen. Vom Umlenker wird ein Gurtbandabschnitt (Diagonal- oder Thoraxgurt) zu einem Gurtschloss geführt. Vom Gurtschloss, welches das Gurtband wiederum umlenkt, wird ein weiterer Gurtbandabschnitt (Beckengurt) bis zu einem Gurtendbeschlag geführt. Der Gurtendbeschlag ist fahrzeugfest angeordnet. Die Fixierung des Gurtbandes am Fahrzeug ist also auf der einen Seite über einen Aufroller und auf der anderen Seite über einen Gurtendbeschlag realisiert. Eine Gurtumlenkung erfolgt einmal am Umlenker und ein weiteres Mal am Gurtschloss.

Neben dem Gurtband, den Umlenk- und Fixierpunkten gibt es weitere Funktionseinheiten, wie beispielsweise Gurtkraftbegrenzer, die die Belastung eines Insassens durch einen Gurt begrenzen und auf einem voreingestellten Niveau halten. Weiterhin gibt es unterschiedlichste Straffsysteme, die eine eventuell vorhandene Gurtlose aus dem Gurt nehmen, um eine frühzeitige Anbindung des Insassens an eine Fahrzeugverzögerung zu gewährleisten. Heutige Standardsysteme werden beispielsweise als Schloss- oder Endbeschlagstraffer ausgeführt und Straffen den Gurt, indem sie eine lineare Bewegung in das Schloss oder den Endbeschlag einleiten. Zum anderen kommen Aufrollerstraffsysteme zum Einsatz. Durch eine schnelle Rotation wird bei diesen Systemen Gurtmaterial eingezogen. Ist der Aufroller zu Beginn des Straffvorgangs noch nicht komplett verdichtet, erfolgt zunächst eine Verdichtung des Gurtmaterials auf der Rolle, so dass die Straffung verzögert eintritt. Man spricht in diesem Zusammenhang vom Filmspuleffekt. Bei einem Gurtband, welches auf einem Aufroller bevorratet ist, kann demnach die Gefahr einer latenten Gurtlose bestehen.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 195 22 686 C1 , sind Sicherheitsgurtsysteme bekannt, die sich mit dem Problem des Filmspuleffektes befassen. Das in dieser Druckschrift beschriebene Rückhaltesystem für einen Fahrzeuginsassen weist ein Gurtband auf, das mittels einer Rückholvorrichtung aus einer ausgezogenen Sicherungsposition in eine eingezogene Position überführbar ist. Weiterhin weist das Rückhaltesystem ein das Gurtband umlenkendes Umlenkelement auf, welches aus einem mit einer Umlenkrolle versehenen Umlenkbeschlag besteht, der karosseriefest an der B-Säule befestigt ist. Über die Umlenkrolle wird das von der in der B-Säule angeordneten Rückholvorrichtung kommende Gurtband nach unten in den Fahrzeuginnenraum umgelenkt. Zum Straffen ist eine mit einem durchgehenden Schlitz für ein Hindurchführen des Sicherheitsgurtes versehene Drehwalze vorgesehen. Sobald die Drehwalze eine Drehung durchführt, wickelt sich ein Teil des Sicherheitsgurtes auf dem Umfang der Drehwalze, wodurch eine Straffung des Gurtbandes erzielt wird. Die Rückholfunktion wird bei diesem bekannten System durch ein schwimmend in einer Gurtbandschlaufe gelagertes Umlenkelement realisiert, auf welches eine Kraft einwirkt. Dadurch wird das Gurtband ständig auf Zug belastet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Sicherheitsgurtsystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei welchem die Strafffunktion auf einfache Weise umgesetzt wird, wobei die Sicherheit eines Fahrzeuginsassens gleichzeitig erhöht wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Demnach zeichnet sich das erfindungsgemäße Sicherheitsgurtsystem durch ein Gurtband aus, welches an mindestens einem Ende mit dem Fahrzeug verbunden ist. Zwischen den beiden Gurtenden ist ein Umlenkelement vorgesehen, welches das Gurtband in ein dem Insassen zugeordneten Teil und einen weiteren Teil unterteilt, der einen Gurtvorrat bildet. An dem Gurtvorrat greift eine Straffeinheit an, die das Gurtband im Falle einer gefährlichen Fahrzeugsituation strafft. Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von „Straffen" die Rede ist, so ist damit ein schnelles Zurückziehen des Gurtbandes gemeint, welches in der Regel im Zusammenhang mit einer gefährlichen Fahrzeugsituation, beispielsweise kurz vor einem möglichen Aufprall, durch Einleiten einer größeren Kraft in das Gurtband erfolgt. Das Straffen kann auch während eines Aufpralls erfolgen. Im Gegensatz dazu wird im Zusammenhang mit der Erfindung unter „Rückholen" ein langsames Zurückziehen des Gurtbandes beschrieben, welches durch eine geringe und in der Regel ständig auf das Gurtband wirkende Kraft realisiert wird. Das Rückholen dient unter anderem dazu, das Gurtband von einer ausgezogenen Sicherheitsposition in eine eingezogene Ruheposition zu überführen.

Die erfindungsgemäße Straffeinheit zeichnet sich nun dadurch aus, dass sie einen Straffumlenker aufweist, um den das Gurt band geführt ist und der das Gurtband umlenkt. Sobald eine gefährliche Fahrzeugsituation erkannt wird, wird der Straffumlenker linear verfahren. Durch das Verfahren des Straffumlenkers wird in das Gurtband eine Kraft eingeleitet, die ein Straffen des Gurtbandes, insbesondere des dem Insassen zugeordneten Teils des Gurtbandes bewirkt. Mit anderen Worten wird durch das Verfahren des Straffumlenkers der dem Insassen zur Verfügung stehende Teil des Gurtbandes verkürzt, was einen straffenden Effekt mit sich bringt. Um einen Straffeffekt zu erzielen erfolgt das lineare Verfahren des Straffumlenkers entgegen der Kraft, die in dem Gurtband wirkt, wenn ein Fahrzeuginsasse aufgrund einer gefährlichen Fahrzeugsituation in den Gurt gedrückt wird, also entgegen einer Auszugsrichtung des Gurtbandes.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass sich die Straffeinheit konstruktiv sehr einfach umsetzen lässt. Es ist lediglich ein Umlenker notwendig, der linear verfahrbar gelagert sein muss. Bei einer Realisierung des Straffens in Linearausführung können des weiteren neue Aktuatoren, wie mechanische oder hydraulische Systeme zum Einsatz kommen. Vor allem durch hydraulische Systeme kann eine schnelle, stufenlose und exakte Straffung erzielt werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass auf einen herkömmlichen Aufroller verzichtet und damit die Problematik des Filmspuleffektes umgangen werden kann. Weil die durch den Straffumlenker in das Gurtband eingeleitete Kraft direkt greift und keine Gurtlose mehr entfernt werden muss, können schnellere Straffzeiten realisiert werden.

Es ist auch denkbar, den Straffumlenker so anzusteuern, dass er neben der Strafffunktion eine Rückholfunktion übernimmt. In diesem Fall wird über den Straffumlenker in das Gurtband eine Kraft eingeleitet, die dazu dient, das Gurtband in seine Ruheposition zurückzuziehen.

Bevorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Straffeinheit kann reversibel ausgeführt sein, was den Vorteil mit sich bringt, dass jeder Straffvorgang rückgängig gemacht werden kann und das System anschließend wieder zur Verfügung steht. Reversible Straffeinheiten können mit den bereits im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch angesprochenen Aktuatoren realisiert werden. Eine reversible Straffeinheit kann beispielsweise im Zusammenhang mit Pre-Crash-Systemen eingesetzt werden. Unter Pre-Crash-Systemen versteht man Systeme, die gefährliche Fahrzeugsituationen bis hin zu möglichen Unfällen schon frühzeitig erkennen und dann frühzeitig, dass heißt vor dem möglichen Unfall, aktiviert werden. Bei einem Sicherheitsgurtsystem, welches mit einem Pre-Crash-System verbunden ist, kann ein Fahrzeuginsasse bei Erkennen einer gefährlichen Fahrzeugsituation beispielsweise aus einer OOP-Position durch Straffen des Gurtbandes in eine Position überführt werden, in der er bei einem eventuell später eintretenden Unfall besser geschützt ist. Es ist aber auch denkbar, die erfindungsgemäße Straffeinheit irreversibel auszuführen und beispielsweise über pyrotechnische Aktuatoren linear zu verschieben.

Gemäß einer Ausführungsform lenkt der Straffumlenker das Gurtband um 180° um. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass Teile des Gurtvorrats parallel verlaufen.

Der Straffumlenker kann als Rolle ausgeführt werden. Über eine solche Rolle lässt sich besonders einfach die Reibung einstellen, die der Straffumlenker dem Gurtband entgegensetzt. Ist die Rolle drehbar gelagert, kann die Reibung minimiert werden. Der gleiche Effekt lässt sich auch über die Gestaltung der Oberfläche des Straffumlenkers erreichen.

Gemäß einer Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Straffeinheit zwischen dem Umlenkelement, der das Gurtband in dem Insassen zugeordneten Teil und Gurtvorrat unterteilt und dem Befestigungspunkt des Gurtbandes an der Fahrzeugtragstruktur angeordnet. In diesem Fall kann das Ende des Gurtvorrats beispielsweise auf Höhe des Umlenkelements an der Fahrzeugtragstruktur befestigt sein. Der Gurtvorrat kann dann zwischen Umlenkelement und Befestigungspunkt an der Fahrzeugtragstruktur in Form einer Schlaufe geführt sein. Der Straffumlenker lässt sich in diesem Fall auf besonders einfache Weise in dieser Schlaufe anordnen.

Es ist denkbar den Befestigungspunkt des Gurtbandes an der Fahrzeugtragstruktur als Festlager auszuführen. Auf diese Weise würde die gesamte Straffunktion durch die erfindungsgemäße Straffeinheit umgesetzt. Ein solches System hat den Vorteil eines sehr einfachen und dadurch für Störungen unanfälligen Systems. Je nach Auslegung des Aktuators ist es sogar denkbar, dass die Straffeinheit neben der Strafffunktion auch eine Rückholfunktion ausführt. Zur Unterstützung der Strafffunktion kann an dem Festlager zusätzlich eine irreversible Straffeinheit angreifen.

Es ist aber auch denkbar, den Befestigungspunkt des Gurtbandes an der Fahrzeugtragstruktur mit einer Rückholvorrichtung zu versehen, beispielsweise einem Aufroller. Bei dieser Anordnung sind Straff- und Rückholfunktion durch zwei getrennte Funktionseinheiten realisiert, was unter anderem steuerungstechnische Vorteile mit sich bringt.

Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems mit einem Festlager und einem Umlenkelement;
2 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems mit einem Festlager und zwei Umlenkelementen sowie
3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems mit einem Aufroller und zwei Umlenkelementen.
In 1 ist schematisch ein Querschnitt durch eine Hälfte einer Fahrzeugtragstruktur 1 dargestellt. Der Schnitt ist im Bereich der B-Säule 2 ausgeführt, so dass ein in der B-Säule befindlicher Hohlraum 3 sichtbar ist. Weiterhin ist schematisch ein Gurtband 4 dargestellt. Das Gurtband 4 weist zwei Bereiche auf. Ein erster Bereich 5 ist einem nicht dargestellten Fahrzeuginsassen zugeordnet und verläuft im Fahrzeuginnenraum 6. Der genaue Verlauf des dem Fahrzeuginsassen zugeordneten Bereichs 5 ist nicht dargestellt. Er kann jeden beliebigen Verlauf einnehmen, beispielsweise einen solchen, wie der im Zusammenhang mit dem Stand der Technik gemäß der DE 195 22 686 C1 beschriebenen. Ein zweiter Bereich des Gurtbandes 4 ist in der B-Säule 2 angeordnet und bildet einen Gurtvorrat 7. Die beiden Gurtbereiche 5 und 7 werden durch ein Umlenkelement 8 voneinander getrennt. Das Umlenkelement 8 ist im Bereich der Schulter eines Fahrzeuginsassens angeordnet. Es kann in der Höhe verstellbar ausgeführt sein, um den Verlauf des Gurtbandes 4 optimal an die Größe eines mit dem Sicherheitsgurtsystem zu sichernden Insassen anzupassen.
Im Folgenden wird der Verlauf. des Gurtvorrats 7 in der B-Säule 2 beschrieben. Von dem Umlenkelement 8 kommend, wird das Gurtband 7 in Form einer Schlaufe zunächst nach unten und anschließend wieder nach oben geführt. Auf Höhe des Umlenkelementes 8 ist es mit Hilfe eines Festlagers 9 an der Fahrzeugkarosserie 1 befestigt. In der Schlaufe ist ein Straffumlenker 11 in Form einer drehbar gelagerten Rolle angeordnet. Die Rolle 11 ist in der B-Säule linear verschiebbar gelagert, was durch die beiden Pfeile A und B verdeutlicht wird.
Wenn nun im Falle einer gefährlichen Fahrzeugsituation, beispielsweise im Falle eines möglichen Unfalls, das Gurtband 4 gestrafft werden soll, wird die Rolle 11 in Richtung des Pfeils A bewegt. Dadurch wird der dem Insassen zugeordnete Bereich 5 des Gurtbandes in Richtung des Pfeils C gezogen. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems ist darin zu sehen, dass es nach dem Flaschenzugprinzip arbeitet. Das bedeutet, wenn die Rolle 11 um einen Betrag x in Richtung des Pfeils A bewegt wird, verkürzt sich das Gurtband 4 in dem dem Insassen zugeordneten Bereich 5 um den doppelten Betrag, nämlich um 2x. Gegenläufig verhält sich dabei das Kräfteverhältnis, so dass zur Erzeugung einer relativ hohen Gurtkraft im Gurtbereich 5 eine vergleichsweise geringe Kraft an der Rolle 11 notwendig ist.
Wenn das Festlager 9 sowie das Umlenkelement 8 relativ weit oben in der B-Säule angeordnet sind, und der Verfahrweg für der Rolle 11 bis zur Wurzel der B-Säule ausgeführt wird, kann die erfindungsgemäße Straffvorrichtung gleichzeitig als Gurtbandspeicher dienen. Bei einer B-Säule von beispielsweise 1 m Länge, können dabei 2 m Gurtband 4 zur Verfügung gestellt werden.
Das mit 8 gekennzeichnete Umlenkelement kann aus einer nicht dargestellten höhenverstellbaren Matrize sowie einer ebenfalls nicht dargestellten Umlenkrolle bestehen. Über die höhenverstellbare Matrize wird das Gurtband 4 dem Insassen zugeführt. Durch die höhenverstellbare Matrize wird eine Anpassung an die Größe des Insassens gewährleistet. Die Umlenkrolle übernimmt die Funktion der Umlenkung des Gurtbandes 4 in die B-Säule. Die Funktion der Umlenkung ist durch diese Anordnung getrennt von der Funktion der Höheneinstellung. Des weiteren ist es denkbar, die Umlenkrolle ebenfalls linear verschiebbar zu lagern und eine gewisse Straffung des Gurtbandes 4 über eine lineare Verlagerung dieser Rolle zu erzielen. Die Umlenkrolle müsste sich zum Straffen in der B-Säule nach oben bewegen. Durch diese Anordnung kann der Straffef fekt verstärkt werden. Es kann nämlich in kürzerer Zeit mehr Gurtband 4 in die B-Säule gezogen werden.
In 2 ist wiederum schematisch ein Querschnitt durch eine Hälfte einer Fahrzeugtragstruktur 1 dargestellt. Es ist wiederum die B-Säule 2 mit ihrem Hohlraum 3 gezeigt. Die in der 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 dargestellten dadurch, dass anstelle des Festlagers 9 ein weiteres Umlenkelement 12 sowie ein Festlager 9' vorgesehen sind. Das Gurtband 7 nimmt jetzt ausgehend von dem Straffumlenker 11 folgenden Verlauf: von dem Straffumlenker 11 wird das Gurtband 7 nach oben bis zum Umlenkelement 12 geführt. Dort wird es wieder nach unten bis zu dem Festlager 9' geführt. Die Funktionsweise dieser Ausführungsform entspricht der in 1 dargestellten Ausführungsform. Sie bietet jedoch einen weiteren Vorteil: anstelle des Festlagers oder zusätzlich zu dem Festlager können zusätzliche Funktionseinheiten vorgesehen sein, wie beispielsweise eine irreversible Straffeinheit 19, in Form eines pyrotechnischen Straffers. Das zusätzliche Umlenkelement bietet für diese Variante die Möglichkeit, die zusätzliche Funktionseinheit in Bereiche der B-Säule zu verlegen, in denen mehr Baurraum zur Verfügung steht. Im oberen Bereich der B-Säule kann dieser knapp werden, insbesondere, wenn ein Umlenkelement 8 vorgesehen ist, weil B-Säulen in der Regel in ihrem oberen Bereich schmaler werden.
Anstelle einer irreversiblen Straffeinheit kann auch eine reversible Rückholeinheit am Ende des Gurtvorrats 7 angeordnet sein (vgl. 3). Als reversible Rückholeinheit kann beispielsweise ein Aufroller 12 vorgesehen sein. Über einen solchen Aufroller 12 kann die Spannung an das Gurtband 4 angelegt werden, die notwendig ist, um das Gurtband 4 von einer ausgezogenen Sicherheitsposition in eine eingezogenen Ruheposition zu überführen.

Claims

Sicherheitsgurtsystem für einen Fahrzeuginsassen mit – einem Gurtband, bei dem mindestens ein Ende an einer Fahrzeugtragstruktur befestigt ist, und – mindestens einem Umlenkelement, das das Gurtband in einen einem Insassen zugeordneten Teil und einen Gurtvorrat unterteilt, – wobei an dem Gurtvorrat eine Straffeinheit vorgesehen ist, die das Gurtband im Falle einer gefährlichen Fahrzeugsituation strafft, dadurch gekennzeichnet, dass die Straffeinheit einen Straffumlenker (11) aufweist, der das Gurtband (4) umlenkt, wobei der Straffumlenker im Falle einer gefährlichen Fahrzeugsituation linear verfahren wird.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Straffeinheit reversibel ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Straffumlenker (11) das Gurtband (4) um 180° umlenkt.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Straffumlenker (11) eine Rolle ist.
Sicherheitsgurtsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Straffumleker (11) zwischen Umlenkelement (8) und Befestigungspunkt des Gurtbandes (4) an der Fahrzeugtragstruktur (1) angeordnet ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende des Gurtvorrats (7) auf Höhe des Umlenkelements (8) an der Fahrzeugtragstruktur (1) befestigt ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungspunkt des Gurtbandes (4) an der Fahrzeugtragstruktur (1) ein Festlager (9) ist.
Sicherheitsgurtsystem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Festlager (9) eine irreversible Straffeinheit (14) angreift.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Befestigungspunkt des Gurtbandes (4) an der Fahrzeugtragstruktur (1) eine Rückholvorrichtung vorgesehen ist.
Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückholvorrichtung ein Aufroller (13) ist.