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TECHNISCHER BEREICH
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind im Allgemeinen Sicherheitsgurte für Fahrzeuge und insbesondere Vorrichtungen an Sicherheitsgurten, welche den Umfang oder den Weg der Bewegung der angeschnallten Person nach vorne, d. h. das Nachvornschleudern, in einer Unfallsituation verkürzen. Die Erfindung ist speziell zum Einsatz in Nutzfahrzeugen und/oder Schwerfahrzeugen, wie beispielsweise Lastkraftwagen, Bussen usw., vorgesehen, wobei die Funktion der Arretiervorrichtung gemäß der Erfindung hauptsächlich darin besteht, die freie Gurtlänge, d. h. die Gurtlänge zwischen zwei Befestigungspunkten, zu reduzieren/mindern. Dadurch verringert sich auch die Dehnung im Sicherheitsgurt, die folglich nur in einem kürzeren Teil des Gurtes entstehen kann. Der Weg des Nachvornschleuderns wird in einer Unfallsituation verkürzt. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Fahrzeug, bei dem eine Vorrichtung gemäß der Erfindung eingesetzt wird.
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HINTERGRUND DER TECHNIK
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Für alle modernen Personenkraftwagen und Schwerfahrzeuge wird in vielen Ländern gesetzlich verlangt, dass ein Sicherheitsgurt zum Schutz von Personen vorhanden ist und dass dieser Sicherheitsgurt vom Fahrer und von den anderen Fahrzeuginsassen verwendet wird. Bei einem Unfall, beispielsweise bei einer Kollision, soll der Sicherheitsgurt verhindern, dass der Benutzer nach vorne oder aus dem Fahrzeug geschleudert wird und dabei schwere Verletzungen erleidet. Um einen optimalen Schutz zu bieten, muss der Gurt gut gespannt sein, damit das Nachvornschleudern verringert wird, das durch einen abrupten Stopp bei einem Unfall immer entsteht. Der Gurt besteht aus einem stabilen Gewebe, das jedoch bei den Kräften, die bei einem Unfall entstehen, eine gewisse Dehnung gestattet. Ein gewisses Nachvornschleudern entsteht auch dann, wenn der Gurt vor dem Unfall optimal um den Benutzer gespannt wurde. Je größer die freie Gurtlänge ist, desto größer ist die Gesamtdehnungslänge, die bei einem Unfall entsteht, und desto stärker oder weiter wird der Benutzer nach vorne geschleudert. Es besteht dabei die Gefahr, dass der Benutzer gegen Ausstattungsteile des Fahrzeugs prallt. Die freie Gurtlänge kann anders ausgedrückt eine maßgebliche Rolle für den Umfang von Personenschäden bei Unfällen spielen. Bei vielen Fahrzeugen und Anwendungen, unter anderem bei schweren Nutzfahrzeugen, ist die freie Gurtlänge relativ groß. Diese ist dabei von der Konstruktion der Sitze, der Platzierung der Befestigungspunkte und dem Verlauf des Gurtes abhängig. Auch der Aufwicklungsgrad des Gurtaufrollers wirkt sich auf die Stärke des Nachvornschleuderns aus. Indem der Gurt bei einem Unfall ein Stück herausgezogen wird, wird der Gurt straffer um die rotationsgesperrte Achse des Gurtaufrollers gewickelt, bevor der Aufrollvorgang völlig gestoppt wird. Also ist die gesamte Gurtlänge bei einem Unfall wirksam. Die Dehnung des Gurtes auf seiner ganzen wirksamen Länge führt dazu, dass das Nachvornschleudern unerwünscht stark wird. Dadurch erhöht sich das Risiko von ernsten Verletzungen des Fahrers und/oder der anderen Fahrzeuginsassen beträchtlich, wenn diese Personen gegen das Lenkrad, die Windschutzscheibe oder andere feste Ausstattungsteile des Fahrzeugs prallen.
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Diesem Problem kann mit verschiedenen bekannten Methoden entgegengewirkt werden. Eine übliche Methode besteht darin, einen so genannten Gurtstraffer einzubauen, der den Gurt mithilfe eines speziellen Mechanismus strafft, sobald eine abrupte oder starke Bremsung festgestellt wird, beispielsweise durch einen elektronischen Sensor. Dazu ist ein relativ umfangreiches System erforderlich, das folglich teuer und schwer einzubauen ist. Solche Systeme können eine Option sein. Trotz eines solchen Systems, das bei einer Kollision aktiv den Gurt strafft, wird die gesamte übrige wirksame Gurtlänge von der Gurtrolle bis zu den normalen Befestigungspunkten einer Dehnung ausgesetzt.
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Außerdem wird gewünscht, dass die Vorrichtung und deren Halterung in ästhetisch ansprechender Weise ausgeführt und platziert/montiert werden kann. Beispielsweise wird angestrebt, die Gurtrollen und die Gurtbefestigungspunkte nach Möglichkeit zu verbergen.
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Ein grundlegender Wunsch ist also, dass die Konstruktion die Montage erleichtern soll, ästhetisch ansprechend sein soll und möglichst wenig Platz beanspruchen soll. Außerdem soll in bestimmten Belastungsfällen ein Gleiten des Gurtes zwischen den Rollen möglich sein, um das Risiko von Personenschäden zu verringern. Es wird also gewünscht, dass die Bremskraft oder die Kraftminderung in der Konstruktion an das Gewicht der angeschnallten Person angepasst werden kann.
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Einige Lösungen des oben genannten Problems sind bereits bekannt.
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Beispielsweise zeigt die Patentveröffentlichung
DE 24 01 703 Beine Gurtkonstruktion mit einer Stopp-Vorrichtung, die in der Nähe der Gurtrolle und deren Befestigung an der Karosserie platziert ist. Die Stopp-Vorrichtung besteht aus drei Rollen, um die der Gurt auf seinem Weg von der Gurtrolle über einen Umlenker und weiter über den Fahrzeugsitz und den Insassen auf dem Fahrzeugsitz verläuft. Bei einem kräftigen Ruck im Gurt gleitet die mittlere Rolle gegen die Wirkung einer Feder nach innen zu den beiden übrigen Rollen und arretiert den Gurt abrupt und geräuschlos durch die Reibung, die zwischen dem Gurt und den Rollen entsteht. Diese Konstruktion gestattet kein Gleiten des Gurtes und diese Vorrichtung gestattet nicht die Anpassung der Stoppfunktion an das Gewicht des betroffenen Fahrzeuginsassen. Diese Konstruktion hat kaum Auswirkungen auf die freie Gurtlänge. Deshalb ist die Dehnung des Gurtes im Falle eines Unfalls erheblich.
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In der Patentanmeldung
FR 2 226 840 A6 sind verschiedene Stopp-Vorrichtungen für eine Gurtkonstruktion gezeigt. Bei einer Variante werden zwei Rollen eingesetzt, von denen eine in einer Nut gegen die Kraft einer Feder in Bezug auf die zweite Rolle gleitet. Die zweite Rolle hat eine ungleichmäßige Oberfläche mit quer verlaufenden „Höhen und Tiefen“. Ein Gurt verläuft um die beiden Rollen. Bei einem Unfall gleitet die erste Rolle nach innen zur zweiten Rolle und sperrt den Gurt abrupt.
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Bei verschiedenen Varianten der Konstruktion werden drei Rollen verwendet. Dabei wird die mittlere Rolle von einer Pendelkonstruktion gesteuert, deren Masse sich bei einem Unfall bewegt. Es werden verschiedene Lösungen dieses Problems gezeigt. Ein gemeinsames Merkmal dieser Lösungen ist, dass der Gurt bei einer etwaigen Kollision abrupt gesperrt wird. Die Konstruktionen gestatten keine Kraftbegrenzung, kein Gleiten oder keine Einstellung/Anpassung an das Gewicht der angeschnallten Person.
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Das Dokument
DE 23 24 595 A offenbart einen Sicherheitsgurt mit Aufwickelautomatik und mit einem federbelastetem Klemmkeil, wobei eine Klemmvorrichtung bestehend aus drei Grundkörpern, zwischen deren Pressflächen ein Gurtband verläuft, dazu eigerichtet ist das Gurtband bei einer ruckartigen Beschleunigung einzuklemmen und so das System zu blockieren.
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Die bekannte Technik zeigt also keine Lösung, welche die freie Gurtlänge reduziert oder begrenzt und gleichzeitig eine einstellbare Kraftbegrenzung in einer einfachen, platzsparenden und kosteneffizienten Weise gestattet.
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Deshalb besteht Bedarf an einer neuen und verbesserten Konstruktion, die eine einfache Reduzierung der freien Gurtlänge ermöglicht und eine einstellbare Kraftbegrenzung gestattet, die beispielsweise in einfacher und kosteneffizienter Weise an das Gewicht der angeschnallten Person angepasst werden kann. Die Montage muss einfach sein, so wenig Platz wie möglich beanspruchen und leicht unter beengten Verhältnissen und in ästhetisch ansprechender Weise erfolgen können.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das oben genannte Problem zu lösen und eine Arretiervorrichtung für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug bereitzustellen, die es ermöglicht, die freie Gurtlänge zu reduzieren, um das Nachvornschleudern des Fahrers und/oder von anderen Fahrzeuginsassen bei einem Unfall zu minimieren.
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Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einer Gurtkonstruktion nach dem Oberbegriff gemäß Anspruch 1 gelöst und weitere Vorteile der Erfindung werden mit dieser Gurtkonstruktion erzielt, welche die Merkmale aufweist, die aus dem kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 hervorgehen.
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Die Erfindung gestattet auch eine Kraftbegrenzung und ein gewisses Gleiten des Gurtes durch die Arretiervorrichtung, wenn ein bestimmter vorgegebener Belastungsfall eintritt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Kraftbegrenzung einstellbar ist und beispielsweise an das Gewicht des Fahrers/der anderen Fahrzeuginsassen angepasst werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Konstruktion einfach und funktional sein soll.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Konstruktion relativ kompakt und platzsparend ist und dadurch leicht unter beengten Platzverhältnissen montiert werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Konstruktion wenige Teile besitzen soll und kosteneffizient hergestellt werden kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Arretierfunktion der normalen Gurtrolle entfallen kann.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Konstruktion so stabil ist, dass sie allen Belastungsfällen standhält, die bei einem Unfall auftreten können.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ihre Montage in einer ästhetisch ansprechenden Weise erfolgen kann.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind im Allgemeinen Sicherheitsgurte für Fahrzeuge und insbesondere Vorrichtungen am Sicherheitsgurt, welche den Umfang oder den Weg der Bewegung der angeschnallten Person nach vorne, d. h. das so genannte Nachvornschleudern, in einer Unfallsituation verkürzen. Die Erfindung soll insbesondere die freie Gurtlänge reduzieren/mindern, d. h. die Länge des Gurtes zwischen zwei Befestigungspunkten, und zwar um die Dehnung des Sicherheitsgurtes zu reduzieren, die dadurch nur in einem kürzeren Teil des Gurtes entstehen kann.
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Bei einem Unfall spielt die freie Gurtlänge eine entscheidende Rolle für die Unfallfolgen. Wenn die gesamte Gurtlänge wirksam ist, ist der Weg des Nachvornschleuderns zu lang. Dann besteht ein offensichtliches Risiko des Eintritts von ernsten Verletzungen, wenn die angeschnallte Person gegen feste Gegenstände der Fahrzeugausstattung, wie beispielsweise das Lenkrad, prallt.
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Die Erfindung umfasst im Wesentlichen drei Rollen, von denen die beiden äußeren vorzugsweise in einer Nut relativ zueinander verschoben werden können. Auch die mittlere Rolle, die Arretier-Rolle, kann verschoben werden, jedoch in einer Richtung, die im Wesentlichen quer zu den äußeren Rollen verläuft. Die mittlere Rolle ist in geeigneter Weise federbelastet, wobei die Federkraft bewirkt, dass diese Rolle daran gehindert wird, mit den beiden anderen Rollen in Eingriff zu kommen. Die beiden äußeren Rollen können mithilfe eines vorzugsweise mechanischen Einstellmechanismus zueinander verschoben/eingestellt werden. Dadurch soll die Reibung zwischen den drei Rollen und dem Gurt bei Belastung, beispielsweise bei einem Unfall, erhöht bzw. verringert werden. Der Gurt verläuft zwischen den drei Rollen. Bei einem Unfall wird die mittlere Rolle gegen eine Federkraft an die äußeren Rollen gezogen, so dass eine starke Reibung zwischen dem Gurt und der mittleren Rolle bzw. den äußeren Rollen entsteht und der Gurt sofort arretiert wird. Dadurch wird nicht die gesamte Gurtlänge der Dehnung ausgesetzt, sondern nur der Teil des Gurtes, der sich zwischen der Arretierkonstruktion und dem vorderen unteren Befestigungspunkt des Gurtes befindet.
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Durch die Konstruktion gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Technik beseitigt, so dass man eine Gurtkonstruktion erhält, die zweckmäßiger, sicherer, funktionaler und leichter zu montieren ist.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der Erfindung sowie aus den beigefügten Zeichnungen und den sonstigen Patentansprüchen zu ersehen.
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ZEICHNUNGSKURZVERZEICHNIS
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Die Erfindung wird im Folgenden in einigen bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Verweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
- zeigt einen Fahrzeugsitz in einer geraden Ansicht von vorn mit einem montierten Gurt. Die Arretiervorrichtung gemäß der Erfindung ist in der Nähe oder anstelle eines Umlenkers des Gurtes platziert, um eine Verkürzung der freien Gurtlänge zu erzielen.
- zeigt denselben Fahrzeugsitz wie , jedoch in einer Seitenansicht, in der die Arretiervorrichtung zur Verkürzung der Gurtlänge schematisch dargestellt ist.
- zeigt die Arretiervorrichtung gemäß der Erfindung schematisch in einer detaillierteren Seitenansicht in einer ersten Position, in welcher der Gurt montiert ist, aber nicht von der Vorrichtung zur Verkürzung der Gurtlänge arretiert ist.
- zeigt die gleiche Ansicht wie , jedoch mit dem Gurt in einer arretierten Position, wie beispielsweise bei Belastung nach einem Unfall.
- zeigt in detaillierter Form eine schräge Seitenansicht der Rollen gemäß der Erfindung. In dieser Abbildung ist eine Einstellvorrichtung dargestellt, mit der die Rollen zueinander eingestellt werden können, um die Kraftminderung im System zu variieren.
- zeigt, wie die äußeren Rollen in unterschiedlicher Weise relativ zueinander platziert werden können, so dass man eine angepasste Kraftminderung erhält.
- zeigt das Prinzip der drei Rollen und wie die Gegenhaltekraft theoretisch berechnet werden kann.
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BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die Erfindung bezieht sich folglich auf einen Sicherheitsgurt für Fahrzeuge und insbesondere auf Vorrichtungen an einem solchen Sicherheitsgurt, die das Nachvornschleudern bei einem Unfall verringern. Die Erfindung ist speziell dazu vorgesehen, die freie Gurtlänge zwischen zwei Befestigungspunkten zu verkürzen, um die Dehnung des Sicherheitsgurtes zu verringern, die bei einem kräftigen Ruck, beispielsweise bei einem Unfall, entsteht.
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zeigt einen Fahrzeugsitz 1 in einer geraden Ansicht von vorne mit einem montierten Gurt 2. Die Arretiervorrichtung 3 gemäß der Erfindung ist oben an der Rückenlehne 4 des Sitzes in der Nähe der linken Achsel einer gedachten angeschnallten Person platziert, um eine Verkürzung der freien Gurtlänge 2F zu erzielen, d. h. der Länge des Gurtes, die bei einem Unfall der Dehnung ausgesetzt werden kann. Die Arretiervorrichtung 3 zur Verkürzung der freien Gurtlänge ist in der Abbildung an der Stelle montiert, an der ein Umlenker des Gurtes 2 zweckmäßigerweise platziert werden könnte. Der Gurt 2 ist im Übrigen in der Abbildung in der normalen Weise montiert, d. h. er verläuft von seinem festen vorderen unteren Befestigungspunkt 5 auf der linken Seite des Sitzes 1 über die Sitzfläche 6 und dadurch über eine gedachte angeschnallte Person zur lösbaren Gurtbefestigung 7 auf der rechten Seite des Sitzes 1 und weiter nach oben bis zur Arretiervorrichtung 3 gemäß der Erfindung und von dort weiter hinter der Rückenlehne 4 des Sitzes nach unten zu einer Gurtrolle 8 in bekannter Ausführung (siehe ), die am Boden, an der Karosserie oder dergleichen des Fahrzeugs befestigt ist.
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zeigt denselben Fahrzeugsitz 1 wie , jedoch in einer Seitenansicht, in der die Rollen 9,10,11 der Arretiervorrichtung 3 schematisch dargestellt sind. Der Gurt 2 verläuft zwischen/um zwei justierbare/n äußere/n Rollen 9,10 und eine/r mittlere/n federbelastete/n Arretierrolle 11.
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zeigt in einer detaillierteren Seitenansicht die Arretiervorrichtung 3 gemäß der Erfindung schematisch in einer ersten Phase in einer ersten nicht arretierten Position, in welcher der Gurt 2 über eine gedachte angeschnallte Person platziert/montiert ist, aber noch nicht von der Arretiervorrichtung 3 arretiert ist. Die Rollen 9-11 sind in den Nuten 12a-c verschiebbar gelagert, welche beispielsweise in einem Gehäuse 13 angeordnet sind. Die äußeren Rollen 9,10, die in der Abbildung als die obere und die untere Rolle dargestellt sind, können in der Vertikalrichtung mithilfe einer mechanischen Einstellvorrichtung 14 (siehe ) verschoben werden, während die mittlere Arretierrolle 11 in der Abbildung in der Horizontalrichtung verschoben werden kann. Die mittlere Rolle 11 und deren Achse 15 können in der Abbildung mithilfe einer Zugfeder 16 oder mehrerer Zugfedern 16 nach links verschoben werden und straffen dabei den Gurt 2, der um die mittlere Rolle 11 läuft.
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Bei einem Unfall entsteht oder vergrößert sich eine Beschleunigung im Gurt 2 und entstehen Kräfte aufgrund der Form und Trägheit der Rollen 9-11. Diese Kräfte drücken die mittlere Arretierrolle 11 gegen die beiden äußeren Rollen 9,10, d. h. in der Abbildung nach rechts. Dabei wird der Gurt 2 aufgrund der Reibung, die zwischen den Rollen 9-11 und dem Gurt 2 entsteht, zwischen den Rollen 9-11 arretiert.
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zeigt die gleiche Ansicht wie , jedoch mit dem Gurt 2 in einer arretierten Position, was nach einem Unfall der Fall sein kann, wenn auf den Gurt 2 ein Ruck ausgeübt wird, der zur Folge hat, dass die mittlere Rolle 11 gegen die Kraft der Feder 16 verschoben wird und zwischen den beiden äußeren Rollen 9,10 festgekeilt wird.
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zeigt in einer detaillierteren Form schräg von unten eine schräge Seitenansicht der drei Rollen 9-11 in der Arretiervorrichtung 3 gemäß der Erfindung. Aus dieser Abbildung ist zu ersehen, wie ein Einstellmechanismus 14 an den äußeren Enden der äußeren Rollen 9,10 platziert wird, mit dem die äußeren Rollen 9,10 und deren Achsen relativ zueinander verschoben werden können, um die gewünschte Kraftreduzierung in der Konstruktion zu variieren und anzupassen. Die Rollen 9,10 werden beispielsweise mit einem Knopf 17 eingestellt, der mechanisch mit einem Zahnrad 18 verbunden ist, das gleichzeitig auf zwei Zahnstangen 19a,b einwirkt. Die Zahnstangen 19a,b sind an einem ihrer Enden jeweils mit einer Rolle 9,10 über deren Achsen verbunden. Wenn der Knopf 17 gedreht wird, werden die beiden Rollen 9,10 auseinander oder zueinander verschoben.
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Dadurch können die Rollen 9,10 in eine Position gebracht werden, die der Kraftkomponente entspricht, die man einstellen will. Die mittlere Rolle 11 in der Konstruktion kann mithilfe einer Zugfeder 16 oder mehrerer Zugfedern 16 nach außen nach links in der Abbildung gezogen werden. Die Zugfeder/n 16 ist/sind vorzugsweise auf beiden Seiten an den Enden der mittleren Rolle 11 platziert und wirkt/wirken zweckmäßigerweise auf die Mittelachse der mittleren Rolle 11 ein und spannt/spannen dabei den Gurt 2, der zwischen den Rollen verläuft.
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Die obere und die untere äußere Rolle 9,10 können folglich mit der mechanischen Einstellvorrichtung in der Vertikalrichtung eingestellt werden und vorzugsweise in der gewünschten Position fixiert werden. Durch die Einstellung kann die Funktion der Arretiervorrichtung beispielsweise an das Gewicht der angeschnallten Person angepasst werden, so dass ein gewisses Gleiten des Gurtes zwischen den Rollen erzielt wird, wenn ein bestimmter Belastungsfall eintritt oder ein vorgegebener Grenzwert erreicht wird. Durch das Gleiten soll das Risiko von Personenschäden gemindert werden, wenn die Kraft im Gurt einen vorgegebenen, eingestellten Grenzwert überschreitet. Die Arretiervorrichtung funktioniert folglich in der Praxis wie ein Kraftminderer.
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zeigt, wie die äußeren Rollen 9,10 in unterschiedlicher Weise relativ zueinander und relativ zu einer gedachten Mittellinie 20 platziert werden können. Auf diese Weise kann eine arretierende Belastung F2 angepasst werden. Der Winkel β kann vorzugsweise stets größer als α sein. Auf diese Weise kann die Kraftminderung auf einen gewünschten optimalen Wert eingestellt werden. Die Arretierkraft kann auch verändert werden, indem die Reibung zwischen der mittleren Rolle 11 und den äußeren Rollen 9,10 angepasst wird. Die Rollen 9-11 können aus unterschiedlichen Materialien wie beispielsweise Stahl, Nylon, Kunststoff, Gummi usw. bestehen. Die Oberflächen der Rollen 9-11 können unterschiedlich beschaffen sein, um die gewünschte Reibung am Gurt 2 zu erhalten.
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zeigt das Prinzip der drei Rollen 9-11 in der arretierten Position und wie die Gegenhaltekraft im Gurt 2 theoretisch berechnet werden kann. Die Reibkraft beim Gleiten kann mit der Formel µ × N ermittelt werden, d. h. wenn α kleiner wird, erhöht sich der Wert µ × N. Die Gegenhaltekraft F1 ändert sich mit dem Winkel α, d. h. F1 = N × sin α.
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Die Erfindung kann natürlich für andere Arten von Fahrzeugen oder für andere Aufgaben eingesetzt werden, bei denen Sicherheitsgurte als Personenschutz für den Fahrer oder andere Fahrzeuginsassen im Falle eines Unfalls dienen.