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Schlitten für einen Höhenversteller eines Sicherheitsgurtsystems
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Die Erfindung betrifft einen Schlitten für einen Höhenversteller eines Sicherheitsgurtsystems.
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Höhenversteller erlauben es einem Fahrzeuginsassen, die Position des oberen Gurtumlenkpunktes individuell einzustellen.
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In einem Höhenversteller ist in der Regel der Gurtumlenkbeschlag an einen Schlitten montiert, der wiederum in einer Richtung, geeigneterweise der Höhe, verschieblich in einer Schiene geführt ist. Ein Feststellmechanismus sorgt dafür, dass der Schlitten in unterschiedlichen Positionen arretiert werden kann.
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Bei einem Unfall wird die Kraft, die der Insasse auf den Sicherheitsgurt ausübt, über den Umlenkbeschlag, den Schlitten und die Schiene in das Fahrzeug eingeleitet. Der Schlitten muß also Anforderungen an eine hohe Stabilität, aber natürlich auch an eine kostengünstige Fertigung erfüllen.
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Die
DE 603 05 688 T2 beschreibt einen Höhenversteller mit einer Trägerplatte und einer einstückig an der Trägerplatte ausgebildeten Befestigungsstruktur für einen Umlenkbeschlag. An der Trägerplatte befindet sich ein Feststellhebel, der bei einer auf den Umlenkbeschlag einwirkenden Kraft gedreht wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Schlitten für einen Höhenversteller bereitzustellen.
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Dies wird erreicht, indem bei einem Schlitten für einen Höhenversteller eines Sicherheitsgurtsystems eine Trägerplatte des Schlittens eine einstückig mit der Trägerplatte ausgebildeten Befestigungsstruktur für einen Umlenkbeschlag aufweist und die Trägerplatte einen Biegebereich hat, in dem sich die Trägerplatte bei Überschreiten einer vorbestimmten, auf den Umlenkbeschlag einwirkenden Kraft verbiegt. Diese Gestaltung bietet den Vorteil, dass eine einstückige Trägerplatte ohne eine spezielle Verstärkung im Bereich der Befestigungsstruktur für den Umlenkbeschlag eingesetzt werden kann. Die geringere Eigenstabilität der Trägerplatte wird durch eine günstigere Kraftverteilung aufgrund der gezielten Verbiegung der Trägerplatte um ein vorbestimmtes Maß und ausschließlich im Biegebereich ausgeglichen, die bei der Krafteinwirkung, z.B. bei einem Unfall, auftritt.
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Durch das Verbiegen der Trägerplatte können sich besonders stark belastete Bereiche der Trägerplatte, z.B. die Befestigungsstruktur, in Richtung der Zugkraft ausrichten. Dies reduziert die Querkräfte auf die Befestigungsstruktur. Bei herkömmlichen Schlitten, bei denen keine Ausrichtung der Befestigungsstruktur erfolgt, erzeugen derartige Querkräfte hohe Belastungen in einer Richtung, in der die Eigenstabilität der belasteten Struktur bedingt durch deren Geometrie gering ist. Um dabei Schäden an der Befestigungsstruktur oder der Trägerplatte zu vermeiden, werden diese Bereiche gewöhnlich verstärkt, um die hohen Querkräfte aufnehmen zu können. Es hat sich gezeigt, dass durch die erfindungsgemäße Gestaltung die statischen Bruchlastwerte gegenüber bisherigen einteiligen Trägerplatten deutlich erhöht werden können.
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Auf diese Weise wird einer Verformung der Befestigungsstruktur entgegengewirkt. Das Ausrichten in Kraftrichtung ist deshalb möglich, weil die Trägerplatte im Biegebereich abknickt.
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Die Verformung kann beispielsweise senkrecht zur Erstreckungsebene der Trägerplatte erfolgen.
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Das Verbiegen erfolgt bei einer Kraft, die die normalen Betriebskräfte überschreitet, also z.B. bei einem Unfall, aber nicht erst bei extremen Kräften, wie sie selbst bei einem schweren Unfall nicht zu erwarten wären.
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Vorteilhaft erstreckt sich der Biegebereich senkrecht zur Verschieberichtung über die gesamte Trägerplatte. Eine weitere Verformung der Trägerplatte außerhalb des Biegebereichs erfolgt vorzugsweise nicht.
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Der Biegebereich umfaßt bevorzugt eine oder mehrere Aussparungen in der Trägerplatte, die eine Materialschwächung im Biegebereich hervorrufen. Alternativ können auch eine oder mehrere Prägungen vorgesehen sein, die denselben Effekt hervorrufen. Auch eine Kombination aus Aussparungen und Prägungen ist denkbar.
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Die Aussparungen lassen sich als durchgehende Öffnungen in der Trägerplatte ausbilden. Auf diese Weise kann der Biegebereich kostengünstig, z.B. durch Ausstanzen, gefertigt werden.
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Um eine gute Kraftaufnahme zu erreichen, kann der Biegebereich zwischen der Befestigungsstruktur und einer Arretierung, die in eine Führungsschiene eingreift, angeordnet sein. Der Biegebereich liegt damit zwischen dem Krafteinleitungspunkt in die Trägerplatte und dem Krafteinleitungspunkt des Schlittens in die fahrzeugfeste Schiene des Höhenverstellers.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Befestigungsstruktur ein Gewindetopf, in den ein Schraubbolzen zur Befestigung des Umlenkbeschlags eingeschraubt werden kann. Es erfolgt vorzugsweise keine Verformung dieses Gewindetopfs, auch nicht bei Überschreiten der vorbestimmten Kraft.
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Zur weiteren Erhöhung der Stabilität kann wenigstens eine Prägung in der Trägerplatte vorgesehen sein. Eine geeignete Prägung erhöht die Formstabilität der Befestigungsstruktur und sorgt so mit dafür, dass eine Verformung nur im Biegebereich der Trägerplatte erfolgt.
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Als vorteilhaft hat sich eine Prägung auf der dem Biegebereich gegenüberliegenden Seite der Befestigungsstruktur erwiesen.
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Die Stabilität läßt sich außerdem erhöhen, wenn ein Rand der Trägerplatte bei Einwirkung der vorbestimmten Kraft und Verbiegen der Trägerplatte an der Führungsschiene in Anlage kommt und sich somit an einem fahrzeugfesten Teil abstützen kann.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 einen Höhenversteller mit einem erfindungsgemäßen Schlitten in einer schematischen Schnittansicht;
- - 2 eine Trägerplatte eines erfindungsgemäßen Schlittens;
- - 3 einen schematischen Schnitt durch die Trägerplatte in 1 vor Einwirken der vorbestimmten Kraft;
- - 4 die Trägerplatte in 3 nach Einwirken der vorbestimmten Kraft; und
- - 5 bis 13 verschiedene Ausführungsbeispiele für eine Trägerplatte eines erfindungsgemäßen Schlitten.
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1 zeigt einen Höhenversteller 10 für einen Umlenkbeschlag 12 eines Sicherheitsgurtsystems in einem Fahrzeug.
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Eine Schiene 14 ist fahrzeugfest befestigt, z.B. in Längsrichtung an einer B-Säule des Fahrzeugs. Ein Schlitten 15 ist verschiebbar an der Schiene 14 montiert. Der Schlitten 15 kann sowohl in als auch gegen eine Verschieberichtung R bewegt werden. Das tragende Bauteil des Schlittens 15 ist eine Trägerplatte 16 aus Metall, die wenigstens abschnittsweise in seitlichen Führungen der Schiene 14 gehalten ist.
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Um den Schlitten 15 in bestimmten Positionen festlegen zu können, ist eine Arretierung 18 vorgesehen. Die Arretierung 18 ist über einen bekannten Mechanismus in einer Öffnung 19 der Trägerplatte 16 befestigt und kann in in vorbestimmten Abständen angeordnete Ausnehmungen 20 an der Schiene 14 eingreifen.
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Eine Befestigungsstruktur 22 ist einstückig mit der Trägerplatte 16 ausgebildet. Die Befestigungsstruktur 22 dient zur Befestigung des Umlenkbeschlags 12 an der Trägerplatte 16. Diese Art eines Höhenverstellers ist prinzipiell bekannt und wird hier nicht weiter beschrieben.
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In den gezeigten Beispielen hat die Befestigungsstruktur 22 die Form eines Gewindetopfes, in den eine Schraube 24 eingeschraubt werden kann, mit einem ringförmigen Kragen 23, der senkrecht aus der Erstreckungsebene E der Trägerplatte 16 hervorsteht. Die Befestigungsstruktur 22 ist nahe des in 1 unteren Randes 30 der Trägerplatte 16 ausgebildet. Im Bereich der Befestigungsstruktur 22 sind keine separaten Teile als Verstärkung eingesetzt.
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Zwischen der Befestigungsstruktur 22 und der Arretierung 18 ist in der Trägerplatte 16 ein Biegebereich 25 vorgesehen (siehe 2). Der Biegebereich 25 umfaßt Aussparungen 26 und den zwischen den Aussparungen 26 und den Seitenrändern 32 der Trägerplatte 16 stehenbleibende Materialstege 27. Im Biegebereich 25 ist die Trägerplatte 16 derart geschwächt, dass bei einer Belastung in Kraftrichtung F durch Zug auf das Gurtband bei Überschreiten einer vorbestimmten, auf den Umlenkbeschlag 12 einwirkenden Kraft eine Verformung der Trägerplatte 16 eintritt, und zwar ausschließlich im Biegebereich 25 (siehe 3 und 4).
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Diese Verformung erlaubt es der Befestigungsstruktur 22, sich in Richtung der Kraft F auszurichten, wodurch die Querkräfte auf die Befestigungsstruktur 22 verringert werden. Die Belastung durch den Gurtbandzug wirkt dann in Längsrichtung des Gewindetopfs, also in einer Richtung, in der diese Struktur deutlich höhere Kräfte aufnehmen kann als senkrecht dazu. Obwohl die Trägerplatte strukturell schwächer ausgebildet ist als die herkömmlicher Schlitten, kann sie den Belastungen bei einem Unfall ohne weiteres standhalten.
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In den Figuren jeweils unterhalb der Befestigungsstruktur 22 gezeigt, ist eine Prägung 28 in der Trägerplatte 16 ausgebildet, in der das Material der Trägerplatte 16 stellenweise senkrecht zur Erstreckungsebene E der Trägerplatte 16 verformt ist. Diese Prägung 28 erhöht die Stabilität im unteren Bereich der Befestigungsstruktur 22.
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Verformt sich die Trägerplatte 16, hier senkrecht zu ihrer Erstreckungsebene E, so gelangt der in den Figuren untere Rand 30 in Anlage an die Schiene 14 und stützt sich an dieser fahrzeugfest ab. Dies ist in 4 gezeigt.
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Die Seitenränder 32 der Trägerplatte 16 sind wenigstens abschnittsweise in der Schiene 14 geführt, so dass sich die Trägerplatte 16 auch während der Verformung nicht aus der Schiene 14 lösen kann.
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Durch diese Gestaltung erhöht sich die Bruchlast der Trägerplatte 16, trotz der auftretenden Verformung, gegenüber herkömmlichen, starren, einteiligen Trägerplatten beträchtlich, bei statischer Belastung z.B. um mehr als 4 kN.
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Der Biegebereich 25 kann auf verschiedene Art ausgeführt sein. Jede Geometrie ist verwendbar, die eine Flexibilität der Trägerplatte 16 zur Folge hat, die der Befestigungsstruktur erlaubt, sich in Richtung der wirkenden Kraft auszurichten, vor allem in Kombination mit einer Prägung 28, die eine Stabilisierung der Befestigungsstruktur 22 bewirkt.
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In 1 ist im Biegebereich 25 eine durchgehende Aussparung 26 mit einer dreilappigen Form ausgebildet. Die Aussparung 26 schließt sich dabei mit ihrem breiteren Ende direkt an den Rand der Befestigungsstruktur 22 an.
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Die Prägung 28 schließt sich auf der dem Biegebereich 25 gegenüberliegenden Seite der Befestigungsstruktur 22 direkt an diese an und ist an einem Rand an die Krümmung der Befestigungsstruktur 22 angepaßt, während der entgegengesetzte Rand parallel zum unteren Rand 30 der Trägerplatte 16 verläuft. Die Prägung 28 ist in gleicher Richtung wie der Kragen 23 der Befestigungsstruktur 22 aus der Erstreckungsebene der Trägerplatte 16 herausgedrückt.
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In den 5 bis 13 sind weitere mögliche Geometrien für den Biegebereich 25, genauer die Aussparung 26, und die Prägung 28 gezeigt. Zur Unterscheidung der einzelnen Varianten werden die entsprechenden Bezugszeichen jeweils mit einem Buchstaben ergänzt.
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Der Biegebereich 25 ist hier durch Schwächungen in Form von durch die Trägerplatte 16 hindurchgehenden Aussparungen gestaltet. Die Aussparungen können z.B. durch Bohren oder Stanzen erzeugt werden. Alternativ oder in Kombination können anstelle der Aussparungen auch geeignete Prägungen vorgesehen sein.
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Die Prägung 28 besteht stets in einer Verformung des Materials der Trägerplatte 16 aus deren Erstreckungsebene E heraus, ohne jedoch das Material an dieser Stelle zu durchbrechen.
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In den Beispielen nach den 5 bis 8 sind im Biegebereich 25 jeweils mehrere, dicht am Umfang der Befestigungsstruktur 22 angeordnete kreisförmige Aussparungen 26a-26d vorgesehen.
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In den 9 bis 13 ist im Biegebereich 25 jeweils eine kreisbogenförmige Aussparung 26e-26i in direkter Nähe zum Umfang der Befestigungsstruktur 22 angeordnet.
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In den 5 und 6 entspricht die Form der Prägung, 28a, 28b der der Prägung 28 in 2.
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In den 7 bis 9 ist die Prägung 28c-28e jeweils durch mehrere kreisförmige Strukturen gebildet, die dicht am Umfang der Befestigungsstruktur 22 angeordnet sind.
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In den 10 bis 13 ist die Prägung 28f-28i durch eine kreisbogenförmige Struktur gebildet, die sich direkt an den Umfang der Befestigungsstruktur 22 anschließt.
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In den 11 und 13 sind zusätzliche Prägungen 28g, 28i im Bereich des Umfangs der Befestigungsstruktur 22 am rechten bzw. linken Seitenrand 32 der Trägerplatte 16 vorgesehen.
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Der Biegebereich 25 liegt stets zwischen der Öffnung 19 der Arretierung 18 und der Befestigungsstruktur 22. Die Prägung 28, 28a-28i liegt jeweils zwischen der Befestigungsstruktur 22 und dem unteren Rand 30 der Trägerplatte 16.
