DE2249556C2 - Sicherheitsgurtsystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitsgurtsystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit eingebautem Drehstab zur Umwandlung von kinetischer Energie des Fahrzeuginsassen in Verformungsarbeit.

Es ist bekannt, bei Sicherheitsgurten sogenannte Dämpfungsglieder bzw. Kraftbegrenzer zu verwenden, die bei einem Aufprallunfall einen Teil der dem Fahrzeuginsassen innewohnenden Energie vernichten und auf diese Weise die Verletzungsgefahr für der Fahrzeuginsassen verringern. Die Sicherheitsgurt!, geben dabei natürlich entsprechend nach. Zum Tci! trägt das Gurtband ebenfalls bereits durch seine plastische Verformung zur Energievernichtung bei.

Es leuchtet ein, daß die Beanspruchung des Körpers des Fahrzeuginsassen um so geringer ausfällt, je größer der für die Abbremsung des nach vorn geschleuderten Körpers vorhandene Bremsweg ist. Da dem praktisch verwirklichbaren Bremsweg indessen durch die konstruktiven Gegebenheiten des Fahrzeuginnenraumes (Armaturenbrett, Lenkrad, Windschutzscheibe usw.) enge Grenzen gesetzt sind, kommt es andererseits darauf an, längs des vorhandenen Bremsweges möglichst viel kinetische Energie zu vernichten. In Diagrammform veranschaulicht, stellt sich die vernichtete Energie dar als die Fläche unterhalb der Kurve, die sich ergibt, wenn man die vom Gurtsystem aufgenommene Kraft über dem Abbremsweg des nach vorn geschleuderten Fahrzeuginsassen aufträgt. Die oben gestellte Forderung maximaler Energievernichtung längs des gegebenen Bremsweges wäre dann erfüllt, wenn die Fläche unter der Kraft-Weg-Kurve Rechteckform hat. Selbstverständlich darf die in diesem Fall konstante Kraft den Wert nicht überschreiten, der für den menschlichen Körper ohne ernsthafte Verletzungen gerade noch erträglich ist.

Bei einer bekannten Dämpfungsvorrichtung der eingangs bezeichneten Art steigt die Xraft-Wcg-Kurve — von Null ausgehend — allmählich degressiv bis zu einem maximalen Endwert an. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei einer derartigen, auf Verformung eines Drehstabes beruhenden Dämpfungsvorrichtung die Kraft-Wcg-Kurve dem idealen Rechteckverlauf so weit wie möglich anzunähern. Dieses Ziel wird gemäß dem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, daß der Drehstab vor Einbau in das Gurtsystem plastisch vorverformt ist.

Durch die erfindungsgemäße plastische Vorverformung wird eine Verfestigung des Drehstabmaterials, vorzugsweise ein weicher Baustahl, erreicht, d. h. die Streckgrenze wird erhöht. Dadurch wird bewirkt, daß die Kraft im Kraft-Weg-Diagramm anfangs schneller ansteigt und nach kurzem Weg einen Knick aufweist, von dem an die Kraft längs des noch vorhandenen größeren Teils des Bremsweges nur noch geringfügig ansteigt.

Besonders weitgehende Annäherung an den idealen Rechteckverlauf des Kraft-Weg-Diagramms läßt sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch erreichen, daß der Drehstab um einen Vcrdrehwinkel von etwa 360° oder mehr plastisch vorverformt ist.

Der durch die Erfindung erzielte günstige Kurvcnverlauf des Kraft-Weg-Diagramms bedeutet also, daß der Fahrzeuginsasse zu einem früheren Zeitpunkt mit einer größeren Kraft zurückgehalten wird. Naturgemäß steigt von diesem Punkt die Kraft weiter an, so daß sie am EnJc des vorgegebenen Bremsweges einen höheren Wert erreichen könnte, als dies bei einem nicht vorverformten Drehstab der Fall wäre. Dies kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch vermieden werden, daß der plastisch vorverformte Drehstab gegenüber einem nicht vorverformten Drehstab einen kleineren Durchmesser aufweist. In diesem Fall entspricht die Endkraft dos dünneren vorverformten Drehstabes etwa der Endkraft eines dickeren nicht vorverformten Drehstabes.

Der als Drehstab ausgebildete erfindungsgemäße Energieabsorber kann grundsätzlich an beliebiger Stelle des Gurtsystems eingebaut sein, wobei jedoch — wegen der unterschiedlichen Beanspruchbarkcit von Oberkörper und Beckenteil des Fahrzeuginsassen und der sich daraus ergebenden unterschiedlichen Bremswege — zweckmäßig für Schultergurt und Beckengurt jeweils gesonderte Energieabsorber vorgesehen sein sollten. Sofern bei dem Gurtsystem automatische Gurtaufrollvorrichtimgcn vorgesehen sein sollten, wird aus Raum- und Funklionsgründcn erfindungsgemäß bevorzugt, daß der plastisch vorverformte Drehstab in an sich bekannter Weise jeweils in einem automatischen Gurtaufroller angeordnet ist.

Die Erfindung ist nun an Hand von Ausführungsbcispielcn in der Zeichnung und der nachstehenden Beschreibung dieser Ausführungsbcispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Kraftfahrzeugsitz mit Drcipunkt-Sichcrhcitsgurtsystcm in perspektivischer Ansicht,

F i g. 2 einen Energieabsorber für das Gurtsystem nach Fig. 1 mit nicht vorverformtem Drehstab in Explosionsdarstellung,

F i g. 3 den Drehstab nach F i g. 2, jedoch plastisch vorverformt,

F i g. 4 den Drehstab nach F i g. 3 in Endverformung nach Aufnahme der kinetischen Energie des Fahrzeuginsassen bei einem Aufprallunfall,

F i g. 5 ein Diagramm, bei dem die von dem Drehstab nach F i g. 2 bzw. 3 bei einem statischen Zugversuch aufgenommene Kraft über den Abbremsweg des Fahrzeuginsassen aufgetragen ist,

F i g. 6 den Energieabsorber nach F i g. 2 in zusammengebautem Zustand im Querschnitt (in vergrößerter Darstellung) und

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VIl-VIl in Fig. (S.

Nach F i g. 1 bezeichnet 10 den Fahrersitz eines Personenkraftfahrzeuges. Mit 11 is' der sich zwischen vorderem Seitenfenster 12 und hinlerem Seitenfenster 13 erstreckende Karosserieseitenhoim beziffert. Weiterhin ist aus Fig. 1 erkennbar ein Dreipunkt-Sicherheitsgurlsystcm 14. welches aus einem Schultergurt 15 und einem Beckengurt 16 besteht. Schulter- und Beckengurt 15, 16 vereinigen sich bei

17 in einem gemeinsamen Zugteil, an dessen Ende eine Schloßzunge befestigt ist, die in ein Gurtschluß

18 bekannter Bauart einrastet. Das Gurtschloß 18 ist am Ende eines Zugteils 19 angeordnet, das mit seinem anderen Ende am Kardantunnel 2» schwenkbar befestigt ist (Drehpunkt 21) und durch eine Öse 22 in seiner Länge zwecks Anpassung an die Körpermaße des Fahrzeuginsassen verstellt werden kann. Der Schultergurt 15 greift mit seinem oberen Ende am Seilenholm 11 an (Festpunkt 23). während der Bekkongurl 16 am Fahrzeugboden (nicht dargestellt) seitlich des Sitzes 10 und gegenüber Drehpunkt 21 befestigt ist (Festpunkt 24).

Wie weiterhin aus Fig. I hervorgeht, sind in das Gurlsystem 14 zwei Energieabsorber 25, 26 eingebaut, von denen einer (25) dem Schultergurt 15 zugeordnet und in unmittelbarer Nähe des oberen Befestigungspunktes 23 angeordnet ist. Der andere Energieabsorber 26 ist dagegen dem Beckengurt 16 zugeordnet und greift an diesem neben dem unteren Festpunkt 24 an.

Der Aufbau der Energieabsorber 25, 26 ist im einzelnen aus F i g. 2, 6 und 7 ersichtlich. Zur Aufnahme der kinetischen Energie des bei einem Aufpi alliinlall nach vorn geschleuderten Fahrzeuginsassen dient ein runder Drehstab 27, dessen Enden 28, 29 vierkantförmig ausgebildet sind und einen gu'ßep.'ii Querschnitt aufweisen als das zur eigentlichen Energicverzeimmg vorgesehene Mittclstück 30. Der Drehstab 27 ist in einer einseitig offenen Hülse 31 angeordnet und mit dieser durch das VierkanK-ndc 28. das in eine entsprechende VLrknntausnehmung 32 eingreift, drehfest verbunden. Die Hülse 31 ihrerseits ist in Ausnehmungen 33 eines U-förmigcn Lagcrteils 34 gelagert. Das in F i g. 2 rechts angeordnete Teil 30 zweier Seitenteile 35, 36 begrenzt die axiale Beweglichkeit der Hülse 31 im eingebauten Zustand. Das Seitenteil 36 weist eine vicrkantförmigc Ausnehmung 37 auf, in die das Vierkantende 29 des Drehstabes 27 eingreift. Die Seitenteile 35, 36 werden durch

ίο Schweißung oder Nietung mit dem Lagerteil 34 vereinigt. Der Drehstab 27 ist somit einerseits (28, 32) mit der Hülse 31, andererseits (29, 37) mit dem Seitenteil 36 und damit auch mit dem Lagerteil 34 drehfest verbunden. 38 zeigt eine den Energieabsorber umfassende Abdeckkappe.

Die Befestigung des Energieabsorbers 25 bzw. 26 an dem betreffenden Karosserieteil (z. B. Seitenholm 11) erfolgt durch ein zungenförmiges Befestigungsteil 39, das durch zwei Schrauben 40 und Bohrungen 41, 42 mit dem Lagerteil 34 verbindbar ist. Für die Anbringung an der Karosserie ist an dem zungenförmigen Befesligungstdl eine Bohrung 43 für den Durchtritt einer Befestigungsschraube od. dgl. vorgesehen.
Die Verbindung des Energieabsorber 25 Ivw. 26 mit dem betreffenden Gurtteil 15 bzw. 16 wird nun folgendermaßen vorgenommen. Das Ende des betreffenden Gurtteils wird in dafür vorgesehene Schlitze 44, 44«, in der Hülse 31 eingeführt und anschließend das Gurtband entsprechend dem möglichen Ahbremsweg ties Fahrzeuginsassen aufgewickelt (Fig. 6 und 7). Wie aus Fig. 6 weiterhin ersichtlich, wird ein Herausziehen des Gurtbandes 16 aus dem Energieabsorber dadurch verhindert, daß das auf der Hülse 31 aufliegende freie Gürtende 48 mit der darüberliegenden Gurtbandlage 49 vernäht ist (Naht 50).

Der Drehstab 27 wird je loch nicht in dem aus F i g. 2 ersichtlichen unvciTiimten Zustand, sondern vielmehr — wie F i g. 3 zeigt — um einen entsprechenden Winkel, z. B. 3W) . plastisch vorverformt in den Energieabsorber 25, 26 eingebaut. Bei einem Aufprallunfall des Fahrzeuges verformt sich dann der Drehstab 27 weiter und erreicht als Endstadium etwa den in F i g. 4 illustrierten Verformungsgrad.

In dem aus F i g. 5 ersichtlichen Kraft-Weg-Diagiamm ist das Verformungsverhalten eines nicht vorverformten Drehstabes (Fig. 2) mit dem Verformungsverhalten eines plastisch vorvcrformten Stabes (F ig. .3) verglichen. Die mit 45 bezeichnete Kurve gilt für den nicht vorvcrformten und die mit 46 bez.ifleite Kurve für den vorverl'ormten Drehstab. MR 47 ist die für eine optimale Energieaiilzehrung längs eines vorgegebenen Bremsweges ideale Rechleckkiirve bezeichnet. Aus dem Diagramm geht klar hervor, daß die Kurve 46 des vorverl'ormten Drehslabes

5Ii dem Idealverlaul' 47 wesentlich näher kommt als die Kurve 45 ties nicht vorverformlcn Drehstabes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Sicherheitsgurtsystem für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit eingebautem Dreh-

■■ stab zur Umwandlung von kinetischer Energie des Fahrzeuginsassen in Verformungsarbeit, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstab (27) vor Einbau in das Gurtsystem (14, 15, 16) plastisch vorverformt ist.

2. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstab (27) in an sich bekannter Weise aus weichem Baustahl besteht

3. Sicherheitsgurtsyslem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstab (27) um einen Vcrdrehwinkel von mindestens 360° vorverformt ist (F i g. 3).

4. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der plastisch vorverformte Drehstab (27) gegenüber einem nicht vorverformten Drehstab einen kleineren Durchmesser aufweist.

5. Sicherheitsgurtsystem nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der plastisch vorverformte Drehstab (27) in an sich bekannter Weise jeweils in einem automatischen Gurtaufroller angeordnet isl.

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