DE19614730C1 - Gurtkraftbegrenzer für einen Fahrzeugsicherheitsgurt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtkraftbegrenzer gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 23 07 515 B2, die im Oberbegriff des Anspruches 1 berücksichtigt ist, ist ein Gurtkraftbegrenzer für einen Fahrzeugsicherheitsgurt bekannt, durch den ein Ende des Sicherheitsgurtes auf Schulterhöhe im Fahrzeug festgelegt ist. Dieser Gurtkraftbegrenzer umfaßt eine gas- und flüssigkeitsgefüllte Kolben-Zylinder-Einheit, wobei beide Medien durch den Kolben voneinander getrennt sind, und der Kolben durch einen Sperrbolzen arretiert ist. Bei einer starken Zugbeanspruchung wird der Sperrbolzen zerbrochen und der Kolben im Zylinder verfahren, wodurch Flüssigkeit durch kolbenseitige Bohrungen in den gasgefüllten Zylinderraum gedruckt wird. Dadurch wird die wirksame Länge des Sicher­ heitsgurtes gegenüber dem Fahrzeugsitz in Fahrtrichtung nach vorne verlängert und eine kolbenwegabhängige Dämpfung der Zugbeanspruchung bewirkt. Dieser Gurtkraftbe­ grenzer ist mit vielen notwendigen Bestandteilen aufwendig aufgebaut und damit teuer. Außerdem benötigt er wegen der ausfahrbaren Kolbenstange einen großen Bau- und Be­ wegungsraum.

In der DE 15 06 097 B1 ist ein Gurtaufroller beschrieben, der an einem Schwenkhebel am Fahrzeugboden gelagert ist, wobei der Schwenkhebel gegen eine Federkraft in unter schiedliche Positionen verschwenkbar ist, um die Position des Gurtaufrollers an die Ver­ stellung des Sitzes anzupassen. Die Feder ist in der Benutzungsstellung des Gurtaufrollers bereits gespannt. Der Schwenkhebel wird bei einem Crash durch den mit starkem Zug gespannten Sicherheitsgurt in Richtung der resultierenden Kraft im Gurtaufroller aufge­ richtet, wodurch die Feder, die hierfür auch nicht vorgesehen und ausgelegt ist, keinen Beitrag zur Energieumwandlung der Zugkräfte im Sicherheitsgurt leisten kann. Eine Ver­ längerung der wirksamen Länge des Sicherheitsgurtes zum Fahrzeugsitz und die damit einhergehende Druckentlastung des Insassenkörpers findet hier nicht statt.

Zum allgemeinen Hintergrund in Bezug auf durch die Zugkraft in der Wirklänge veränder­ barer Sicherheitsgurte durch dabei energieabbauende Gurtkraftbegrenzer wird noch auf folgende Druckschriften verwiesen: DE 38 01 858 A1, DE 38 30 493 A1 und EP 0 404 075 A2.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Gurtkraftbegrenzer ein­ fach aufgebaut und dennoch wirkungsvoll auszubilden.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch den belastungsbedingt bei einem Crash durch starken Zug am Gurt nach vorne ver­ schwenkten Schwenkhebel des Gurtkraftbegrenzers wird der Schultergurt in Bezug auf den Sitz nach vorne verlagert, wodurch sich auch eine kontrollierte Vorverlagerung des Insas­ sen ergibt. Der Gurtkraftbegrenzer verringert zu dieser Zeit die Belastung des Insassen durch den Schultergurt und baut über das zugehörige, energieumwandelnde Bauteil soviel Energie ab, daß die verbleibende Belastung für den Gurtbenutzer erträglich ist.

Der Kraftverlauf über dem Schwenkweg sowie der Vorverlagerungsweg des Insassen ist dabei durch den Schwenkwinkel, die Länge des Hebelarmes und durch die Auslegung des energieumwandelnden Bauteiles in einer konstruktiv definierten Kennlinie bei exakt fest­ gelegtem Vorverlagerungsweg bestimmbar.

Der Schwenkhebel liegt in seiner Ruheposition annähernd senkrecht ausgerichtet und wird erst durch die hohen Zugkräfte am Schultergurt durch den Insassen bei einem Crash bis maximal zu einer fluchtenden Anordnung des Schwenkhebels und des Schultergurtes nach vorne verschwenkt. Eine Schwenkbewegung von oben wie von unten wäre dabei möglich.

Durch die Anordnung des Schwenkhebels bei einer Absenkung seines freien Endes kann zudem der Anlageweg des Schultergurtes an der Insassenschulter, d. h. deren Umfassungs­ bereich vergrößert werden, wodurch eine für den Insassen günstigere Rückhaltewirkung entsteht.

Am Schwenkhebel kann der Schultergurt mit seinem Ende befestigt oder auch umgelenkt sein. In beiden Fällen kann der Schultergurt gegenüber dem Sitz nach vorne verlagert werden.

Als energieumwandelndes Bauteil kann ein Deformationselement vorgesehen werden, durch welches z. B. ein progressiver Zugkraftanstieg über dem Schwenkweg einstellbar ist. Als kostengünstig zu fertigendes und einfach einzubauendes Deformationselement ist ein Torsionsstab verwendbar, der den Schwenkhebel mit der Fahrzeuglagerstelle verbindet und beim Verschwenken des Schwenkhebels tordiert wird. Der gewählte Durchinesser des Torsionsstabes beeinflußt dabei direkt die für die Verschwenkung notwendige Kraft am Schwenkhebel und ist in einer einfach herzustellenden formschlüssigen Verbindung mit einem Mehrkant in einer Bohrung des Schwenkhebels und/oder der Fahrzeuglagerstelle festgelegt. Ein langgestreckter Schwenkhebel ist mit einem langen Hebelarm gleichzuset­ zen, durch den der Torsionsstab mit geringem Kraftangriff tordiert werden kann.

Der Schwenkhebel kann vormontiert an einem Haltesockel schwenkbar angelenkt sein, welcher in einfacher Weise als Befestigung an der Fahrzeuglagerstelle dient.

Der Einsatz eines derartigen Gurtkraftbegrenzers an jedem Schultergurt eines als Hosen­ trägergurt ausgebildeten Gurtsystems führt zu einer gleich weiten, unverdrehten Vorverlagerung beider Schultern des Insassen.

Weitere Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer Seitenansicht einen Gurtkraftbegrenzer am Ende eines Schultergurtes, der einen Insassen an einem Fahrzeugsitz hält,

Fig. 2 den Gurtkraftbegrenzer aus Fig. 1 vergrößert dargestellt, in üblicher, hochste­ hender Ruheposition, und strichpunktiert dargestellt nach vorne und abwärts geschwenkt bei hoher Zugbelastung während eines Crash,

Fig. 3a in einer Ansicht von vorne den Gurtkraftbegrenzer aus Fig. 2 in hochstehender Ruheposition, und

Fig. 3b in einer Ansicht von vorne den Gurtkraftbegrenzer aus Fig. 2 nach vorne und ab wärts verschwenkt bei hoher Zugbelastung während eines Crash.

Die Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht einen Insassen 1 auf einem Fahrzeugsitz 2 sitzend, welcher durch einen über die Insassenschulter 3 verlaufenden Schultergurt 4 eines Sicher­ heitsgurtes am Fahrzeugsitz 2 gehalten ist. Das Schultergurtende 5 ist an einem Schwenkhebel 6 festgelegt, der Bestandteil eines Gurtkraftbegrenzers 7 ist, wie er in Fig. 2 näher dargestellt ist.

Der Gurtkraftbegrenzer 7 in Fig. 2 weist einen Haltesockel 8 auf, mit dem er an einer Fahrzeuglagerstelle 9, z. B. an einer Hutablage, festgelegt ist. Der Schwenkhebel 6 kann am Haltesockel 8 vormontiert werden, wodurch der Gurtkraftbegrenzer 7 einfach, auch nach­ träglich, eingebaut werden kann. Der Schwenkhebel 6 ist am Haltesockel 8 schwenkbar gelagert, und steht von dort in die Höhe, wobei am freien Ende 10 der Schultergurt 4 be­ festigt ist.

In der Schwenkachse des Schwenkhebels 6 ist in den Gurtkraftbegrenzer 7 ein energieum­ wandelndes Bauteil eingebaut, welches den Schwenkhebel 6 in der hochstehenden Ruheposition hält und erst bei einem Crash mit einer starken Zugkraft am Schultergurt 4 eine Verschwenkung des Schwenkhebels 6 nach vorne und unten bis maximal zu einer fluchtenden Anordnung des Schwenkhebels 6 und des Schultergurtes 4 unter Energieum­ wandlung zuläßt. Bei der Schwenkbewegung des Schwenkhebels 6 wird also die den Insassen 1 belastende Kraft im energieumwandelnden Bauteil 11 verringert und zudem eine Vorverlagerung des Insassen 1 zum Fahrzeugsitz 2 mit einem begrenzten Weg zuge­ lassen, wodurch der Schultergurt 4 den Insassen 1 weniger stark belastet.

Durch die Anordnung des Schwenkhebels 6 wird der Gurttragekomfort verbessert und bei der Absenkung des freien Endes 10 die Anlage des Schultergurtes 4 an der Insassenschul­ ter 3, d. h. deren Umfassungsbereich vergrößert, wodurch eine für den Insassen günstigere Rückhaftewirkung entsteht.

Der Kraftverlauf über dem Schwenkweg sowie der Vorverlagerungsweg des Insassen 1 ist dabei durch den zugelassenen, und eventuell durch Anschläge begrenzten Schwenkwinkel des Schwenkhebels 6, die Länge des Hebelarmes des Schwenkhebels 6 und durch die Auslegung des energieumwandelnden Bauteiles 11 in einer konstruktiv definierten Kenn­ linie bei exakt festgelegtem Vorverlagerungsweg bestimmbar. Ein langgestreckter Schwenkhebel 6 ist mit einem langen Hebelarm gleichzusetzen, durch den das energieum­ wandelnde Bauteil 11 mit geringem Kraftangriff durch den Schultergurt 4 beaufschlagt werden kann.

Die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 6 ist aus der Ruheposition von oben ebenso wie von unten her nach vorne möglich. Der Schultergurt 4 kann mit seinem Ende 5 am Schwenkhebel 6 festgelegt sein oder auch am Schwenkhebel 6 umgelenkt werden.

In beiden Fällen kann der Schultergurt 4 gegenüber dem Fahrzeugsitz 2 nach vorne verla­ gert werden.

Wie in den Fig. 3a und 3b in einer Ansicht von vorne dargestellt, kann als energieum­ wandelndes Bauteil ein Deformationselement 11, z. B. in Form eines Torsionsstabes 11a verwendet werden, das den Schwenkhebel 6 und den Haltesockel 8 bzw. die Fahrzeugla­ gerstelle 9 frei miteinander verbindet. Der Durchmesser des Torsionsstabes 11a nimmt dabei direkten Einfluß auf die für die Verschwenkung des Schwenkhebels 6 relevante Kraft durch den Schultergurt 4. Der Torsionsstab 11a ist mit einem Vierkant 12 bzw. 12′ in einer Bohrung 13 des Schwenkhebels 6 und einer Bohrung 14 des Haltesockels 8 verdreh­ sicher festgelegt und wird bei der Verschwenkung des freien Endes 10 des Schwenkhebels 6 aus der in Fig. 3a dargestellten Ruheposition nach vorne und unten, wie es Fig. 3b zeigt, tordiert, wobei Zugenergie in Verformungsenergie umgewandelt wird. Durch den Torsi­ onsstab 11a wird ein progressiver Zugkraftanstieg über dem Schwenkweg bewirkt.

Der Einsatz je eines derartig wirkenden Gurtkraftbegrenzers 7 an jedem Schultergurt 4 eines Hosenträgergurtes führt parallel zu einer gleich weiten, unverdrehten Vorverlagerung beider Schultern 3 des Insassen 1.

Claims (11)

1. Gurtkraftbegrenzer für einen Fahrzeugsicherheitsgurt, der mit einem Ende fahrzeugfest gelagert ist und zu seinem gegenüberliegenden, freien Ende hin den Schultergurt im Be­ reich der Schulterhöhe festlegt, und durch welchen der Schultergurt bei einer crashbedingten Zugbelastung in Bezug auf den Fahrzeugsitz mit begrenztem Weg unter Energieabsorption nach vorne verlagerbar wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtkraftbegrenzer (7) einen an einem energieabsorbierenden Bauteil (11) ange­ lenkten Schwenkhebel (6) aufweist, und der Schwenkhebel (6) in der Ruheposition annähernd senkrecht ausgerichtet ist, und dessen freies Ende (10) durch den Zug am Schultergurt (4) bei einem Crash nach vorne verschwenkbar ist, wodurch das Bauteil (11) energieabsorbierend beaufschlagt wird.

2. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung des Schwenkhebels (6) bei der Absenkung seines freien Endes (10) der Anlageweg des Schultergurtes (4) an der Insassenschulter (3) vergrößerbar ist.

3. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (6) bezüglich seines Schwenkwinkels begrenzt ist.

4. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (6) langgestreckt ausgebildet ist.

5. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als energieumwandelndes Bauteil ein Deformationselement (11) vorgesehen ist.

6. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Deformationselement (11) ein progressiver Zugkraftanstieg über dem Schwenkweg bewirkbar ist.

7. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (6) an einem Haltesockel (8) schwenkbar angelenkt ist, welcher zur Festlegung an der Fahrzeuglagerstelle (9) dient.

8. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement (11) als Torsionsstab (11a) ausgebildet ist, der sich zwischen dem Schwenkhebel (6) und dem Haltesockel (8) der Fahrzeuglagerstelle (9) erstreckt.

9. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (11a) mit einem Mehrkant (12 bzw. 12′) in einer Bohrung (13) des Schwenkhebels (6) und/oder einer Bohrung (14) des Haltesockels (8) festgelegt ist.

10. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schultergurt (4) am Schwenkhebel (6) umgelenkt ist, und mindestens ein freies Ende des Schultergurtes (4) karosserieseitig gehalten wird.

11. Gurtkraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem als Hosenträgergurt ausgebildeten Gurtsystem ein Gurtkraftbegrenzer (7) für jeden Schultergurt (4) vorgesehen ist, und diese parallel wirken.