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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Begrenzung der in einem Insassenrückhaltesystem über einen
Gurt auf einen Insassen ausgeübten Rückhaltekraft,
sowie eine Baugruppe, mit der das Verfahren ausführbar ist.
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Im
Verlauf des Rückhaltevorgangs
treten in einem Gurtband Kraftspitzen auf, durch die das Verletzungsrisiko
eines Fahrzeuginsassen erhöht
wird. Es wurden daher Kraftbegrenzer entwickelt, die im Kraftfluß des Gurtsystems
angeordnet werden und Kraftspitzen durch plastische Materialverformung
abbauen.
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Ein
optimaler Schutz des Insassen wird durch kombinierten Einsatz des
Sicherheitsgurtes mit einem aufblasbaren Rückhalteelement (Airbag) erreicht.
Bei einem solchen kombinierten Rückhaltesystem
kommt es nach einer bestimmten Wegstrecke der Vorverlagerung des
Insassen zu einer Berührung
zwischen dem Gurt und dem aufgeblasenen Rückhalteelement. Es wurde nun
herausgefunden, daß spätestens
nach dem Eintreten dieser Berührung
die Kennlinie, welche die Kraft über
den Vorverlagerungsweg darstellt, eine abfallende Tendenz aufweisen
sollte, so daß die
vom Gurt aufgebrachte Rückhaltekraft
abnimmt.
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Bei
den herkömmlichen
Kraftbegrenzern ist die Kennlinie der Kraft über den Vorverlagerungsweg konstruktiv
fest vorgegeben. Je nach Körpergröße und/oder
-gewicht des Fahrzeuginsassen wäre
aber für
ein minimales Verletzungsrisiko ein unterschiedlicher Verlauf dieser
Kennlinie erwünscht.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Verlauf der Kennlinie jeweils
an die Körpergröße und das
Körpergewicht
des Fahrzeuginsassen anzupassen.
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Zu
diesem Zweck sieht die Erfindung ein Verfahren zur Begrenzung der
in einem Insassenrückhaltesystem über einen
Gurt auf einen Insassen ausgeübten
Rückhaltekraft,
wobei in Abhängigkeit
von der Stellung eines Fahrzeugsitzes, die repräsentativ für Körpergröße bzw. -gewicht eines Fahrzeuginsassen
ist, das Niveau der Kraftbegrenzung eingestellt wird. Gemäß der Erfindung
wird das Niveau der Kraftbegrenzung in Abhängigkeit von der Stellung des
Fahrzeugsitzes eingestellt, d.h. für eine geringere Körpergröße oder
ein kleineres Gewicht des Insassen wird ein niedrigeres Kraftniveau
als für
größere oder
schwerere Personen eingestellt, so daß unabhängig von den körperlichen
Merkmalen des Insassen immer die ganze Vorverlagerungsstrecke des Kraftbegrenzers
zur Verfügung
steht.
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Ferner
betrifft die Erfindung eine Baugruppe mit einem Gurtaufroller, einer
Stelleinrichtung und einem Fahrzeugsitz, wobei der Gurtaufroller
einen Kraftbegrenzer hat, der ein Signal der Stelleinrichtung erhalten
kann, das abhängig
von der Stellung des Fahrzeugsitzes ist, und der Kraftbegrenzer
sein Kraftbegrenzungsniveau in Abhängigkeit von dem Signal ändert. Hinsichtlich
der Vorteile wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsformen beschrieben, die
in den Zeichnungen dargestellt sind.
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Baugruppe mit einem Fahrzeugsitz, einer
Stelleinrichtung und einem Gurtaufroller,
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2a und 2b schematisch
die Stelleinrichtung der Baugruppe in einer ersten Stellung des Fahrzeugsitzes
vor bzw. während
eines Fahrzeugzusammenstoßes,
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3a und 3b schematisch
die Stelleinrichtung der Baugruppe in einer zweiten Stellung des Fahrzeugsitzes
vor bzw. während
eines Fahrzeugzusammenstoßes,
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4 schematisch
der Fahrzeugsitz der Baugruppe von 1 mit einer
Möglichkeit
zur Übermittlung
der Stellung des Fahrzeugsitzes an die Stelleinrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform,
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5 schematisch
der Fahrzeugsitz der Baugruppe von 1 mit einer
Möglichkeit
zur Übermittlung
der Stellung des Fahrzeugsitzes an die Stelleinrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform,
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6 einen
vergrößerten Ausschnitt
des mit X bezeichneten Bereichs in 5,
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7 schematisch
der Fahrzeugsitz der Baugruppe von 1 mit einer
Möglichkeit
zur Übermittlung
der Stellung des Fahrzeugsitzes an die Stelleinrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform, und
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8 einen
vergrößerten Ausschnitt
des mit Y bezeichneten Bereichs von 7 mit einem
Reedschalter.
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In
1 ist
schematisch eine Baugruppe mit einem Fahrzeugsitz
10, einer
Stelleinrichtung
12 und einem Gurtaufroller
14 dargestellt.
Der Gurtaufroller
14 (schematisch gezeigt) hat einen schaltbaren Kraftbegrenzer,
der von der Stelleinrichtung
12 in Abhängigkeit von der Stellung des
Fahrzeugsitzes
10 betätigt
werden kann. Der schaltbare Kraftbegrenzer des Gurtaufrollers
14 ist
beispielsweise wie in der
DE 200
04 674 U1 beschrieben ausgeführt, und es wird hierauf verwiesen.
Bei dem in der
DE
200 04 674 U1 gezeigten Gurtaufroller
14 wird
das Kraftniveau verstellt, indem eine Stelleinrichtung einen Riegel
von einem Haltering entfernt, wodurch der Haltering freigegeben
wird.
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Die
Stelleinrichtung
12, die das Niveau der Kraftbegrenzung
des Gurtaufrollers
14 verstellt, ist in den
2a,
2b und
3a,
3b gezeigt.
Die Stelleinrichtung
12 wird in Abhängigkeit von der Stellung des
Fahrzeugsitzes
10 betätigt
und ist mechanisch über
einen Bowdenzug
16 mit dem Fahrzeugsitz
10 verbunden.
Die Stelleinrichtung
12 weist einen Druckaktuator
18 auf,
der einem Kopplungselement
20 gegenüberliegt. Das Kopplungselement
20 entspricht
beispielsweise dem Riegel der
DE 200 04 674 U1 . Der Druckaktuator
18 ist
mit einer ersten Druckfeder
22 in Richtung des Kopplungselements
20 vorgespannt,
wird aber durch einen Sperrhebel
24 zurückgehalten. Der Sperrhebel
24,
der seinerseits durch eine zweite Druckfeder
26 in eine
Freigabestellung vorgespannt ist, wird durch eine Platte
28 in
einer Sperrstellung gehalten. Die Platte
28 ist wiederum
durch eine dritte Druckfeder
30 gegen die Fahrtrichtung
D beaufschlagt.
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2a zeigt
eine erste Einstellung der Stelleinrichtung
12 für den Fall
eines kleinen oder leichten Fahrzeuginsassen. Ein solcher Insasse
nimmt im Vergleich zu einem großen
oder schweren Fahrzeuginsassen im allgemeinen eine Sitzposition
mit weiter entlang einer Führungsschiene
33 vorgerücktem Fahrzeugsitz
10 (bezüglich der
Fahrtrichtrichtung D) ein. In diesem Fall ist ein über den
Bowdenzug
16 an den Fahrzeugsitz
10 gekoppeltes
Steuerelement
32 nicht mit der Platte
28 verbunden.
Bei einer abrupten Fahrzeugverzögerung
(siehe
2b) kann die Platte
28 daher aufgrund
ihrer Trägheit
gegen die Kraft der dritten Druckfeder
30 in Fahrtrichtung
D ausgelenkt werden. Dadurch gibt sie den Sperrhebel
24 frei,
der wiederum den Druckaktuator
18 freigibt. Der Druckaktuator
18 drückt das
Kopplungselement
20 in Eingriff mit einem (hier nicht dargestellten)
Abschnitt des Gurtaufrollers
14, wodurch das Niveau der
Kraftbegrenzung verstellt wird. Im Falle der
DE 200 04 674 U1 wirkt
der Druckaktuator
18 so auf den Riegel, daß der Haltering
freigegeben wird, wodurch das Kraftniveau verstellt wird.
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Die 3a und 3b zeigen
die gleichen Situationen für
den Fall eines großen
oder schweren Fahrzeuginsassen, der eine Sitzposition mit weiter zurück gerücktem Fahrzeugsitz 10 einnimmt.
In dieser zweiten Einstellung der Stelleinrichtung 12 greift das über den
Bowdenzug 16 an den Fahrzeugsitz 10 gekoppelte
Steuerelement 32 in eine Ausnehmung der Platte 28 ein,
wodurch bei einer abrupten Fahrzeugverzögerung eine Auslenkung der
Platte 28 verhindert wird. Dementsprechend kommt es zu
keiner Freigabe des Sperrhebels 24, und der Druckaktuator 18 bleibt
inaktiv. Es kommt in diesem Fall also zu keiner Verschiebung eines
Teils des Gurtaufrollers 14. Das Niveau der Kraftbegrenzung
wird also nicht verstellt.
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Im
folgenden wird auf unterschiedliche Ausführungen eingegangen, mittels
derer die Stellung des Fahrzeugsitzes 10 an die Stelleinrichtung 12 weitergegeben
werden kann.
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In 4 wird
die Stellung des Fahrzeugsitzes 10 mechanisch über den
Bowdenzug 16, der über
ein Befestigungsmittel 34 am Fahrzeugsitz 10 angebracht
ist, an die Stelleinrichtung 12 übermittelt.
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In
den 5 und 6 ist eine zweite Ausführungsform
gezeigt, mittels der die Stellung des Fahrzeugsitzes 10 an
die Stelleinrichtung 12 weitergegeben werden kann.
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Der
Bowdenzug 16 greift an einem Element 36 an, das
begrenzt verschieblich zwischen zwei Endanschlägen 35 in einem Gehäuse 38 aufgenommen ist.
Das Gehäuse 38 befindet
sich mittig auf der Führungsschiene 33,
entlang der der Fahrzeugsitz 10 verstellbar ist. Der Fahrzeugsitz 10 weist
einen um eine Achse A drehbaren Hebel 42 auf, der von einer Feder 43 in
eine Stellung beaufschlagt wird, in der er senkrecht zur Führungsschiene 33 steht.
Der Hebel 42 kann an dem Element 36 angreifen
und dieses verstellen.
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Wenn
der Fahrzeugsitz aus einer vorgerückten Stellung in eine weiter
nach hinten gerückte
Stellung, d.h. bezüglich 5 nach
hinten verstellt wird, greift der Hebel 42 an dem Element 36 an
und verstellt es (bezüglich
der 5 und 6 nach hinten), bis dieses am
(in Fahrtrichtung D gesehen) hinteren Endanschlag 35 anliegt.
Der mit dem Element 36 verbundene Bowdenzug 16 wird
dabei zur Stelleinrichtung 12 hin bewegt (vgl. 3a und 3b).
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Wenn
das Element 36 am hinteren Endanschlag 35 anliegt
und der Fahrzeugsitz 10 weiter (bezüglich Fahrtrichtung D) nach
hinten verstellt wird, wird der Hebel 42 entgegen der Kraft
der Feder 43 über
das Element 36 gezogen, verläßt das Gehäuse 38 und wird anschließend, ohne
am Element 36 anzugreifen, zusammen mit dem Fahrzeugsitz 10 nach hinten
verstellt.
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Wenn
ein kleinerer, dünnerer
Fahrzeuginsasse den Fahrzeugsitz 10 aus der vollständig nach hinten
gerückten
Stellung in Fahrtrichtung D verstellt, wird der Hebel 42 zum
Gehäuse 38 hin
bewegt, bis er an dem Element 36 angreift und es in Fahrtrichtung
D mitnimmt, wobei am Bowdenzug 16 gezogen wird, so daß das Steuerelement 32 aus
der Platte 28 herausgezogen wird (2a und 2b).
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Sobald
das Element 36 an dem in Fahrtrichtung D gesehen, vorderen
Endanschlag 35 anliegt, kann der Hebel 42 entgegen
der Kraft der Feder 43 über
das Element 36 gezogen werden. Der Hebel 42 wird
dann, ohne weiter am Element 36 anzugreifen, zusammen mit
dem Fahrzeugsitz 10 nach vorne verstellt.
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Über die
Position, an der das Gehäuse 38 mit
dem Element 36 an der Führungsschiene 33 befestigt
ist, wird eingestellt, in welcher Stellung des Fahrzeugsitzes 10 das
Niveau der Kraftbegrenzung geändert
wird.
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In
den 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform
gezeigt, mittels der das Niveau der Kraftbegrenzung in Abhängigkeit
von der Stellung des Fahrzeugsitzes 10 verstellt werden
kann. An der Führungsschiene 33 sind
voneinander beabstandet drei Reedschalter 44, 46, 48 vorgesehen,
die durch einen Magneten 50, der im Fahrzeugsitz 10 angeordnet
ist, betätigt
werden können.
Der Magnet 50 ist insbesondere ein Permanentmagnet.
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7 zeigt
den Fahrzeugsitz weit zurückgerückt (bezüglich der
Fahrtrichtung D), also für
den Fall eines großen
bzw. schweren Fahrzeuginsassen. In diesem Fall ist nur der in Fahrtrichtung
D hinten angeordnete Reedschalter 48 (8)
geschlossen. „Geschlossen" bedeutet, daß sich zwei
Kontaktzungen des Reedschalters 48 aus ferromagnetischem Material
aufgrund des Magnetfeldes des Magneten 50 aneinander angenähert haben.
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Sobald
der Fahrzeugsitz 10 in Fahrtrichtung D gesehen nach vorne
gerückt
wird, wird aufgrund des Magneten 50 der mittlere Reedschalter 46 geschlossen.
In der vorgerückten
Stellung des Fahrzeugsitzes 10, also im Fall eines dünnen bzw.
kleinen Fahrzeuginsassen, sind alle drei Reedschalter 44, 46, 48 geschlossen.
Die Information, wie viele Reedschalter geschlossen sind, wird als
Signal z.B. über ein
Bussystem zur Stelleinrichtung 12 weitergegeben. In Abhängigkeit
von diesem Signal wird das Niveau der Kraftbegrenzung eingestellt.
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Die
Reedschalter sind entsprechend fahrzeugspezifischer Randbedingungen
und optimierter Insassenerkennung positioniert. Ferner kann die
Anzahl der Reedschalter variieren.
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Genausogut
könnten
anstelle von Reedschaltern auch Hallschalter verwendet werden.
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Bei
Elektroniksitzen kann das Signal der Stellung des Fahrzeugsitzes
auch direkt abgegriffen werden und an die Stelleinrichtung 12 weitergeleitet werden.
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Anstelle
eines Kraftbegrenzers, der zwei Kraftniveaus aufweist, könnte ein
Kraftbegrenzer verwendet werden, der mehrere Kraftniveaus aufweist, um
unterschiedlichere Kennlinien zu erreichen.