DE3430871A1

DE3430871A1 - Mechanische gurtstrammervorrichtung fuer sicherheitsgurte

Info

Publication number: DE3430871A1
Application number: DE19843430871
Authority: DE
Inventors: Hans-Hellmut Dipl.-Ing. 2061 Sülfeld Ernst
Original assignee: Individual
Current assignee: General Engineering (netherlands) Bv Utrecht N
Priority date: 1984-08-22
Filing date: 1984-08-22
Publication date: 1986-05-15
Also published as: DE3430871C2

Description

Mechanische Gurtstrammervorrichtung für Sicherheitsgurte
Die Erfindung betrifft eine Gurtstrammervorrichtung für Sicherheitsgurte, die in der Lage ist, im Falle eines Unfalls ab einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung ein Rückstrammen des Sicherheitsgurtes zur Beseitigung der Gurtlose zu bewerkstelligen.
Gurtstrammer auf pyrotechnischer Basis sind bereits im Einsatz. Die Energie zur Rückstrammung des Gurtes ist in einem Treibmittel gespeichert.
Zusammen mit der zugehörigen Elektronik ist dieses System relativ teuer und baut im Hinblick auf die Unterbringungsmöglichkeiten in der B-Säule sehr groß.
Schon vor langer Zeit ist der Vorschlag gemacht worden, die freiwerdende Energie im Unfall aus der Karosse selbst für eine Gurtstrammung auszunutzen. Die Deformation des vorderen Stoßfängers bzw. seine Relativbewegung zur steifen Insassenzelle, sollte dafür genutzt werden. Die praktische Ausführung scheiterte an den sehr großen Übertragungswegen vom Stoßfänger bis zum Sicherheitsgurt in der B-Säule und an der Tatsache, daß auch kleine Karambolagen (Stoßfänger eingedrückt) in die Funktion des Sicherheitsgurtes eingreifen und dessen Austausch erforderlich machen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische und autarke Gurtstrammung (d.h. ohne gespeicherte Fremdenergie) ab einer vorgebenen Fahrzeugverzögerung (ca. 5-8 g) in Fahrtrichtung zu bewerkstelligen bei einer Energieentnahme aus den Restbewegungsabläufen im Fahrzeug selbst. Dabei sollen die Übertragungswege so kurz und direkt wie möglich sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehung der Kardanwelle oder einer sonstigen Antriebswelle durch die automatische Zuschaltung einer durch Federn in ihrer Ruhestellung gehaltenen Kupplungsscheibe gegen eine Mitnehmerscheibe für die Strammung der Sicherheitsgurte genutzt wird.
Bei einem Fahrzeug, das mit 50km/h gegen ein festes Hindernis prallt, muß nach 25 ms der Gurtstrammvorgang abgeschlossen sein, da dann die Vorwärtsbewegung des Insassen beginnt, d.h., er verlagert sich relativ zu seiner ursprünglichen Sitzposition. Aus der Drehung der Kardanwelle muß in dieser Zeit noch ein ausreichend großer Stramerweg abgeleitet werden können. Da die Strammerkraft zur Überwindung der Massträgheiten und Reibungswiderstände in ausreichendem Maße von Anfang an zur Verfügung steht, sind 100 mm Gurtbandeinzug als ausreichend anszusehen.
Bei dem Deformationsverhalten des Vorbaues heutiger Kraftfahrzeuge kann davon ausgegangen werden, daß nach 5ms die Einrastung der Kupplungen für die Gurtstrammung erfolgt ist. Somit stehen noch 20 ms zur Verfügung. Bei 50km/h ergeben sich bei den üblichen Parametern (Motordrehzahl, Getriebeabstufung usw) und einem Übersetzungsverhältnis von Klemmscheibe zu Kupplungsscheibe von 1:3 daraus etwa 1,5 bis 2 Umdrehungen für die Wickelwelle. Das wiederum entspricht einem Gurtrückzug von über 200 mm (Gurtwickeldurchmesser ca 45 mm).
Die aus den letzten Drehungen einer Kardanwelle oder einer entsprechend ausgelegten Antriebswelle im Unfall abnehmbare Energie ist also durchaus für eine ausreichend effektive Gurtstrammung zu geeignet.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 Kardanwelle, Kupplungsscheibe und Fixierrolle mit Druckfeder Fig. 2 Quersschnitt durch Fig. 1 mit Sicherheitsgurt-Aufroller Fig. 3 Eine Ausführungsform mit Flaschenzug Die Funktionsweise der Aktivierung im Unfall ab etwas 5g bis 8g geht aus Fig. 1 hervor. Die Massenträgheit der in Ruhestellung dargestellten Kupplunggscheibe 2 (mit den drei Fixierrollen 5) ist dann so groß, daß eine Verschiebung gegen die Kraft der Federn 4 in Fahrtrichtung 16 stattfindet.
Über die Verzahnung 17,17' findet eine formschlüssige Verbindung zwischen Kupplungsscheibe 2 und Mitnehmerscheibe 3 der Kardanwelle 1 statt. Damit kann die Energie aus den restlichen Drehungen der Kardanwelle 1 für eine Gurtstrammung genutzt werden.
Dies zeigt die Fig. 2. Mit der Kupplungsscheibe 2 ist das Ende eines Zugseiles 8 für je einen Aufroller 12 rechts und links befestigt. Über drei Fixierrollen 5 wird die konzentrische Lage zur Kardanwelle 1 sichergestellt.
Das Zugseil 8 gelangt über Führungsrollen 7' und 7 zu einer am Aufroller 12 angeflanschten Kupplung 9. Derartige Kupplungen, die im Falle der Aktivierung über Klemmrollen 18 die Wickelwelle 11 mitnehmen, sind hinlänglich bekannt. Das andere Ende des Zugseiles 8 ist auf der Klemmscheibe 10 der Kupplung 9 aufgewickelt.
Wird im Unfall die Kupplungsscheibe 2 mitgenommen, ergibt sich durch die Drehrichtung 15 im Zugseil 8 eine Bewegungsrichtung 19, so daß die Kupplungsscheibe 10 entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht wird. Nach etwa 150 - 30° Drehwinkel ist die Wickeiwelle 11 schlupffrei gekuppelt, und das Gurtband 14 wird in Einzugsrichtung 13 gestrammt.
Ein evtl. erforderlicher Überlastschutz läßt sich auf einfache Weise dadurch realisieren, daß entweder ein Zugseil mit begrenzter Zugfestigkeit eingesetzt wird, das also bei einer vorbestimmten Belastung reißt (z. B. 2000 N) oder das eine Sollbruchstelle 20 vorgesehen wird. Diese Sollbruchstelle 20 kann gleichzeitig als Verbindungsstelle für das Zugseil 8 von der Kupplungsscheibe 2 kommend und für das Zugseil 8a vom Aufroller kommend ausgelegt sein.
Dies erweist sich als leicht praktikabel sowohl bei der Erstmontage als auch bei der Reparatur nach einem Unfall.
Auch eine Begrenzung der Stramm länge läßt sich einfach bewerkstelligen, wenn nur eine bestimmte Anzahl Seillagen auf der Klemmscheibe 10 aufgewickelt wird. (z. B. nur 2 Lagen).
Soll andererseits auch bei niedrigen Aufprallgeschwindigkeiten eine große Strammlänge erreicht werden, läßt sich diese durch Zwischenschaltung eines Flaschenzuges 21 bewetkstelligen.
Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß die erfindungsgemäße Gurtstrammervorrrichtung nur in Verbindung mit Antiblockier-Bremssystemen voll funktionsfähig ist, da ein Blockieren der Räder (und damit der Kardanwelle) in einer einem Unfall wahrscheinlicherweise vorausgehenden Notbremsung vermieden werden rnuß. Bereits in wenigen Jahren werden derartige ABS-Systeme zur Serienausstattung aller PKW's gehören.
Benennungen 1 Kardanwelle 2 Kupplungsscheibe 3 Mitnehmerscheibe 4 Feder 5 Fixierrollen 6 Fixierstangen 7 Führungsrollen 8 Zugseil 9 Kupplung 10 Klemmscheibe 11 Wickelwelle 12 Aufroller 13 Gurteinzugsrichtung 14 Sicherheitsgurt 15 Drehrichtung 16 Fahrtrichtung 17 Verzahnung 18 Klemmrolle 19 Bewegungsrichtung 20 Verbindungs- und Sollbruchstelle

Claims

Patentansprüche 1. Mechanische Gurtstrammervorrichtung für Sicherheitsgurte, die im Falle eines Unfalls ab einer vorbestimmten Fahrzeugverzögerung ein Rückstrammen des Sicherheitsgurtes zur Beseitigung der Gurtlose bewerkstelligt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung der Kardanwelle (1) oder einer sonstigen Antriebswelle bei Überschreiten einer vorgegebenen Verzögerung durch die automatische Zuschaltung einer Kupplungsscheibe (2) gegen eine Mitnehmerscheibe (3) für die Strammung der Sicherheitsgurte genutzt wird.
2. Mechanische Gurtstrammervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Gurtstrammung ab einer vorgegebenen Verzögerung über Federn (4) bewerkstelligt wird, die in ihrer Federkraft auf die zu verschiebenden Massen (2,5) ausgelegt sind und die Kupplungsscheibe (2) im Normalbetrieb in ihrer Ruhestellung fixieren.
3. Mechanische Gurtstrammervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe über Fixierrollen (5) auf Fixierstangen (6) koaxial und berührungsfrei zur Kardanwelle (1) gelagert ist.
4. Mechanische Gurtstrammervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zugseil (8) an einem Ende mit der Kupplungsscheibe (2) verbunden ist und am anderen Ende mit einer Kupplung (9), die im Falle der Betätigung die Klemmscheibe (10) mit der Wickelwelle (11) des Aufrollers (12) verbindet.
5. Mechanische Gurtstrammervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Verhältnis vom Wickeldurchmesser der Klemmscheibe (10) zum Wickeldurchmesser der Kupplungsscheibe (2) eine Übersetzung vorgegeben ist.
6. Mechanische Gurtstrammervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugseil (8) im Sinne eines Überlastschutzes auf eine vorgegebene Zugfestigkeit ausgelegt ist.
7. Mechanische Gurtstrammervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindungsstelle (20) zwischen dem Zugseil (8) und dem Zugseil (8a) vorgesehen ist, die gleichzeitig als Sollbruchstelle für eine begrenzte Lastübertragung ausgelegt ist.
8. Mechanische Gurtstrammervorrichtung nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß für große Strammlängen das Zugseil (8) über einen Flaschenzug (21) mit dem Zugseil (8a) des Aufrollers (12) verbunden ist.