DE9309143U1 - Sicherheitsgurtsystem mit Gurtaufroller und Klemmvorrichtung - Google Patents

Description

18. Juni 1993 93-3882 La-mf

AUTOLIV DEVELOPMENT AB S-44783 Vargada, Schweden

Sicherheitsgurtsystem mit Gurtaufroller und Klemmvorrichtung

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem mit einem Gurtaufroller und einer Klemmvorrichtung, wobei der Gurtaufroller einen Spulenkörper mit einem Blockiermechanismus umfaßt, der mittels eines Sensors derart aktivierbar ist, daß der Spulenkörper an einer Rotation in Gurtbandausgaberichtung gehindert wird und wobei die Klemmvorrichtung zumindest einen Klemmschuh aufweist, der nach Aktivierung über einen Sensor in das Gurtband klemmend eingreift und ein weiteres Ausziehen des Gurtbandes verhindert.

Ein derartiges Sicherheitsgurtsystem ist beispielsweise aus der EP 0 307 822 A2 bekannt. Bei diesem Sicherheitsgurtsystem ist der Spulenkörper über einen fahrzeugsensitiven und/oder gurtbandsensitiven Sensor blockierbar. Wird nach Blockierung des Spulenkörpers weiterhin Gurtband abgezogen, so bewegt sich die Achse des Spulenkörpers auf einer Kreisbahn um einen Anlenkpunkt in dem Spulenkörpergehäuse. Aufgrund dieser Bewegung des Spulenkörpers wird über ein Steuerelement die Klemmvorrichtung derart aktiviert, daß der Klemmschuh gegen das Gurtband gedrückt wird und somit ein weiterer Gurtbandabzug verhindert wird. Bei diesem vorbekannten Sicherheitsgurtsystem muß im wesentlichen die durch das Gurtband eingeleitete Kraft von dem Klemmschuh aufgenommen werden.

Aus der US 4,944,995 ist ein anderer SicherheitsgurtSystemtypus mit Gurtaufroller und Klemmvorrichtung bekannt. Hier kann über ein entsprechendes Steuerelement beim Gurtbandauszug der Spulenkörper blockiert werden. Bei weiterem Gurtbandauszug wird der gesamte Gurtaufroller in Richtung auf die Klemmvorrichtung bewegt, so daß der Klemmschuh der Klemmvorrichtung blockierend in das Gurtband eingreift. Hierdurch wird ein weiteres Festziehen des auf den Spulenkörper aufgewickelten Gurtbandwickels verhindert. Damit wird die Gurtbandkraft, die über den Gurtaufroller aufgenommen werden muß, auf die Kraft begrenzt, die notwendig ist, um den Gurtaufroller zur Aktivierung des Klemmschuhs zu bewegen. Die darüber hinausgehende Gurtbandkraft muß von dem Klemmschuh aufgenommen werden. Das vorbekannte Sicherheitsgurtsystem umfaßt zusätzlich einen Kraftbegrenzer, der dort zur Begrenzung der auf den Träger des Sicherheitsgurtes übertragenen Kraft dient. Dieser Kraftbegrenzer führt dazu, daß nach Überschreiten einer vorbestimmten Kraft sowohl die Klemmvorrichtung wie auch der Gurtaufroller geringfügig gegenüber dem Fahrzeugchaussis bewegt werden können, so daß das Gurtband um diese Verschiebelänge gelockert wird, wodurch die Gurtbandspannung bei dem Gurtbandträger vermindert wird.

Bei beiden zuvor dargestellten Ausführungsformen muß der Klemmschuh alleine die Gurtbandkraft aufnehmen, die im Falle eines Auffahrunfalles ca. 10 kN, aber manchmal bis zu ca. 13 kN betragen kann. Bei Versuchen wurde aber festgestellt, daß für den Fall, daß die durch den Klemmschuh aufgenommene Gurtbandkraft 12 kN überschreitet, besteht das Risiko, daß das Gurtband abgequetscht und dadurch abgerissen wird, obwohl das Gurtband im nicht eingeklemmten Zustand eine Kraft von bis zu 27 kN aufnehmen kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Sicherheitsgurtsystem derart weiterzubilden, daß ein Abreißen des Gurtbandes auch bei Auftreten hoher Gurtbandbelastungen verhindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht ausgehend von einem gattungsgemäßen Sicherheitssystem erfindungsgemäß in den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1. Demnach wird der Klemmschuh derart gelagert, daß er sich beim Überschreiten eines Grenzwertes für die Auszugskraft während des Ausziehens des Gurtbandes relativ zum Gurtaufroller so verschiebt, daß das auf dem Spulenkörper aufgewickelte Gurtband gestrafft wird und daß zumindest der Anteil der Auszugskraft, der den Grenzwert überschreitet, von dem Spulenkörper aufgenommen wird. Der Klemmschuh ist dabei in einem eigenen Klemmschuhgehäuse gelagert, welches mit dem Fahrzeugchassis über einen Kraftbegrenzer verbunden ist. Dieser Kraftbegrenzer weist einen verformbaren Schlitz auf, durch den ein im Klemmschuhgehäuse befestigter Bolzen gesteckt ist, der in Folge der auf das Gehäuse wirkenden Zugkraft den Schlitz verformen kann. Hierdurch kann die durch den Klemmschuh aufgenommene Kraft wirkungsvoll auf einen Wert beschränkt werden, der unter dem kritischen Wert liegt, bei dem ein Abquetschen des Gurtbandes zu befürchten ist. Durch die Relativbewegung zwischen dem Klemmschuh und dem Gurtaufroller wird das auf dem Spulenkörper aufgewickelte Gurtband nach und nach gestrafft (Filmspuleffekt), wodurch das auf den Spulenkörper einwirkende Drehmoment anwächst. Im Unterschied zu einem Gurtaufroller ohne Klemmvorrichtung wird hier aber das Abziehen des Gurtbandes nach dem Blockieren des Spulenkörpers bis zu diesem Grenzwert der Auszugskraft über die Klemmvorrichtung aufgenommen. Weiterhin wird im Unterschied zu bislang bekannten Gurtaufrollern mit Klemmvorrichtung die Gurtbandkraft, die auf den mit dem Gurt gesicherten

Fahrzeuginsassen übertragen wird, nach Erreichen eines vorbestimmten Grenzwertes so lange konstant gehalten wird, wie das aufgewickelte Gurtband aufgrund des zuvor erwähnten Filmspuleffekts ausgezogen wird.

Die erfindungsgemäße Lösung wird in vorteilhafter Art und Weise durch die in den Unteransprüchen wiedergegebenen Merkmale weitergebildet.

Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform können die Sensoren sowohl den Blockiermechanismus des Spulenkörpers als auch den Klemmschuh aktivieren. Dabei können als Sensoren sowohl ein fahrzeugsensitiver als auch ein gurtbandsensitiver Sensor vorhanden sein.

Bei Auslösen der Sensoren ist der Spulenkörper mit einem Steuerelement in Eingriff bringbar, das ebenfalls in Wirkverbindung mit dem Klemmschuh steht.

Der Klemmschuh kann keilförmig ausgebildet sein.

Der Grenzwert für die Auszugskraft, die durch den Klemmschuh aufgenommen werden soll, liegt vorteilhaft bei ca. 11 kN.

Die Kraft, die über den Kraftbegrenzer aufnehmbar ist, kann mit der Zunahme des Verschiebewegs des Klemmschuhs relativ zum Gurtaufroller abnehmen. Dadurch kann die auf den Gurtbandträger wirkende Kraft während der Relativbewegung der Klemmvorrichtung gegenüber dem Gurtaufroller konstant gehalten werden.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems;

Fig. 2: eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1 aus Richtung der Doppelpfeile;

Fig. 3: ein Kraftbegrenzungsblech gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4+5: die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer der Fig. 2 entsprechenden seitlichen Darstellung in unterschiedlichen Belastungszuständen;

Fig. 6-8: eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems und

Fig. 9+10: Kraft-Wegdiagramme, die die durch das Gurtband

aufzunehmende Kraft während eines Auffahrunfalles darstellen.

Das in Fig. 1 dargestellte Sicherheitsgurtsystem umfaßt einen Gurtaufroller 12 und eine Klemmvorrichtung 14. Der Aufbau dieser Ausführungsform des Sicherheitsgurtsystems ist im wesentlichen bereits aus der EP 0 307 822 A2 vorbekannt, auf deren Beschreibung hier Bezug genommen wird.

In einem Gehäuse 34 ist ein Spulenkörper 16 gelagert. Die Achse des Spulenkörpers ist um einen Punkt 36 ebenfalls drehbar im Gehäuse gelagert. Über eine Achse 38 ist ein als Hebel ausgebildetes Steuerelement 24 in Wirkverbindung mit einem einen keilförmigen Klemmschuh 20 der Klemmvorrichtung 14.

Durch in der Zeichnung nicht dargestellte Sensoren, die fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv wirken, wird der Spulenkörper 16 blockiert. Wird nun in Richtung des Pfeiles F (Fig. 2) weiter Gurtband abgezogen, so bewegt sich die Achse des Spulenkörpers 16 auf einer Kreisbahn um den Punkt 36 im Gehäuse 34. Nach Überwindung eines Spaltes berührt der Spulenkörper eine Steuerkante des als Hebel ausgebildeten Steuerelements 24, so daß dieser um die Achse 38 nach oben verschwenkt. Hierdurch wird über einen bereits aus der EP 0 307 822 A2 bekannten Mechanismus der Klemmschuh 20 in Richtung auf eine Gegenandruckfläche 40 bewegt, so daß das Gurtband zwischen dem Klemmschuh 20 und der Gegenandruckflache 40 eingeklemmt wird.

Der keilförmige Klemmschuh 20 ist in einem Gehäuse 28 gelagert. Das Gehäuse 28 weist eine Grundplatte 42 auf, die verschieblich auf einem sogenannten Kraftbegrenzer 30 liegt. Dabei weist die Platte 42 einen Bolzen 44 auf, der einerseits mit der Platte 42 ortsfest verbunden ist und andererseits durch einen Längsschlitz 32 des Kraftbegrenzers 30 hindurchragt. Über einen über den Spalt 32 überstehenden Bolzenkopf 46 wird ein Herausrutschen des Bolzens 44 aus dem Schlitz 32 verhindert. Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, besteht der Kraftbegrenzer 30 aus einer Platte, beispielsweise aus Blech mit einem Schlitz 32. Dabei weisen die Enden des Schlitzes jeweils ungefähr eine dem Bolzen 44 entsprechende Form auf. Zwischen den Endbereichen verengt sich der Schlitz. Wird nun das Gehäuse mit dem Klemmschuh 28 in Pfeilrichtung F mit einer bestimmten Kraft gezogen, so stützt sich der

Bolzen 44 gegen die Verengung des Schlitzes 32 ab. Beim Überschreiten einer bestimmten Kraft wird durch den Bolzen 44 der Spalt 32 ausgeweitet, so daß das Gehäuse mit dem Klemmschuh 28 relativ zum Fahrzeugchassis, auf dem der Kraftbegrenzer 30 aufgebracht ist, bewegt wird.

Die Fig. 5 zeigt das Sicherheitsgurtsystem 10 in einem Zustand, in dem der Spulenkörper 16 um den Punkt 36 verschwenkt ist und in dem der keilförmige Klemmschuh 20 über das Steuerelement 24 in Andruck an das Gurtband 18 gebracht ist. Dieser Zustand bleibt bis zu einer Gurtbandausziehkraft von ca. 11 kN erhalten. Übersteigt die Gurtbandkraft den Wert von ca. HkN, so deformiert der Bolzen 44 das sich verengende Langloch 32 und das Gehäuse 28 des Klemmschuhs 20 wird, wie in Fig. 4 dargestellt, von dem Gurtaufroller 12 wegbewegt.

Hierbei ergibt sich der in der Fig. 9 dargestellte Kraft-Wegverlauf des Gurtbandes. Mit F ist hier die durch das Gurtband übertragene Kraft in kN bezeichnet. Bei dem Weg handelt es sich um den Verschiebeweg des Gehäuses 28 entlang des Kraftbegrenzers 30. Dem Diagramm gemäß Fig. 9 ist zu entnehmen, daß der Kraftverlauf im Gurtband (Kurve a) bis zu einem Wert von ca. 11 kN stark ansteigt. Die Kraft wird bis zu diesem Wert vollständig von dem Klemmschuh aufgenommen, was durch den Verlauf der Kurve b verdeutlicht ist. Nach Erreichen des Grenzwertes von 11 kN verschiebt sich das Gehäuse 28 entlang des Kraftbegrenzers 30 und somit relativ zum Gurtaufroller 12. Damit wird die zusätzlich auftretende Kraft nicht durch den Klemmschuh aufgenommen, sondern durch den Gurtaufroller, was durch die Kurve c repräsentiert ist. Durch die Ausnutzung des Filmspuleffekts steigt die im Gurtband wirkende Kraft bzw. die auf den Gurtaufroller übertragene Kraft zunächst nur flach an. Nach Erreichen des Endpunktes des zuvor genannten Filmspuleffekts steigt die vom Gurtband

aufzunehmende Kraft steil an, wobei dieser Kraftanteil von dem Gurtaufroller aufgenommen wird.

Der in dem Diagramm gemäß Fig. 10 dargestellte Kraftverlauf unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 9 dadurch, daß die Gurtbandkraft entsprechend Kurve a während der Verschiebung des Gehäuses bezüglich des Kraftbegrenzers konstant bleibt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Kraftanteil, der von dem Klemmschuh aufzunehmen ist, mit zunehmender Verschiebung des Klemmschuhs vermindert wird, d.h. daß die Kraft, die über den Kraftbegrenzer aufnehmbar ist, mit Zunehmen des Verschiebewegs des Klemmschuhs relativ zum Gurtaufroller abnimmt.

In den Figuren 6-8 ist eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems dargestellt. Die Teile, die funktionsgleich zu der zuvor dargestellten Ausführungsform sind, wurden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Unterschied dieser Ausführungsform gegenüber der zuvor dargestellten Ausführungsform besteht darin, daß der Spulenkörper 16 nicht schwenkbar, also ortsfest im Gehäuse 34 gehalten ist. Bei diesem Mechanismus wird mittels eines fahrzeugsensitiven Sensors im Falle der Überschreitung eines vorgegebenen Beschleunigungswertes ein an einer Steuerscheibe 48 angelenkter Hebel 50 mit einem sich mit dem Spulenkörper 16 mitdrehenden Zahnrad 52 in Eingriff gebracht, wodurch die Steuerscheibe 48 und damit ein an dieser angelenktes Steuerelement 26 derart in Drehbewegung versetzt, daß das Steuerelement 26 mit dem hebeiförmigen Steuerelement 24 in Eingriff geht, wie dies den Figuren 6 und 7 zu entnehmen ist. Über den um die Achse 38 verschwenkenden Steuerhebel 24 wird wiederum der keilförmige Klemmschuh, wie bereits bei der ersten Ausführungsform beschrieben, mit dem Gurtband 18 in Eingriff gebracht. Bei weiterer Drehbewegung der Steuerscheibe 48 wird ein gehäusefester Hebel 54 mit der Verzahnung des Spulenkörpers 16

in Eingriff gebracht, wie dies aus Fig. 8 zu erkennen ist, so daß eine weitere Verdrehung des Spulenkörpers 16 und damit ein Abwickeln des Gurtbandes verhindert wird. Das weitere Abwickeln des Gurtbandes 18, wie es in Fig. 8 nach entsprechender Relativbewegung des Gehäuses 18 gegenüber dem Kraftbegrenzer 30 dargestellt ist, ist aufgrund des Filmspuleffektes möglich. Insofern entspricht diese Ausführungsform der bereits zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform.

Claims (7)

18. Juni 1993 93-3882 La-gh AUTOLIV DEVELOPMENT AB S-44738 Vargada, Schweden Sicherheitsgurtsystem mit Gurtaufroller und Klemmvorrichtung Ansprüche

1. Sicherheitsgurtsystem mit einem Gurtaufroller und einer Klemmvorrichtung,

wobei der Gurtaufroller einen Spulenkörper mit einem Blockiermechanismus umfaßt, der mittels eines Sensors derart aktivierbar ist, daß der Spulenkörper an einer Rotation in Gurtbandausgaberichtung gehindert wird und

wobei die Klemmvorrichtung zumindest einen Klemmschuh aufweist, der nach Aktivierung über einen Sensor in das Gurtband klemmend eingreift und ein weiteres Ausziehen des Gurtbandes verhindert,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Klemmschuh (20) derart gelagert ist, daß er sich beim überschreiten eines Grenzwertes für die Auszugskraft während des Ausziehens des Gurtbandes (18) relativ zum Gurtaufroller (12) so verschiebt, daß das auf dem Spulenkörper (16) aufgewickelte Gurtband (18) gestrafft wird und daß zumindest der Anteil der Auszugskraft, der den Grenzwert überschreitet, von dem Spulenkörper (16) aufgenommen wird, wobei

das Gehäuse (28) des Klemmschuhs (20) mit dem Fahrzeugchassis über einen Kraftbegrenzer (30), der einen verformbaren Schlitz (32) aufweist, verbunden ist.

2. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Sensor(en) (22) sowohl den Blockiermechanismus des Spulenkörpers (16) als auch den Klemmschuh (20) aktiviert.

3. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Sensoren sowohl ein fahrzeugsensitiver (22) als auch ein gurtbandsensitiver Sensor vorhanden sind.

4. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auslösen der Sensoren (22) der Spulenkörper (16) mit einem Steuerelement (24, 26) in Eingriff bringbar ist, das ebenfalls in Wirkverbindung mit dem Klemmschuh steht.

5. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmschuh (20) keilförmig ausgebildet ist und/oder daß er in einem Gehäuse (28) gelagert ist.

6. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert für die Auszugskraft bei ca. 11 kN liegt.

7. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft, die über den Kraftbegrenzer (32) aufnehmbar ist, mit Zunahme des Verschiebeweges des Klemmschuhs (20) relativ zum Gurtaufroller (12) abnimmt.