DE102007033154A1 - Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Gurtband (1), einer Gurtrückholeinrichtung (2) und einer separaten, verdeckt angeordneten, reversiblen Straffeinheit (3) zur Leistungsstraffung des Gurtbandes (1) in einer Gefahrensituation, wobei die Straffeinheit (3) ein linear verfahrbares Zustellelement (5, 5') aufweist und wobei die Leistungsstraffung durch ein Verfahren des Zustellelementes (5, 5') erfolgt. Erfindungsgemäß ist das Zustellelement (5, 5') mit einem Energiespeicher, beispielsweise einem im gespannten verriegelten Federmechanismus (6), beaufschlagt, wobei die Leistungsstraffung nach einer Auslösung des Energiespeichers erfolgt und wobei das Zustellelement (5, 5') an einen Rücksteller angeschlossen ist, mit dem das Zustellelement (5, 5') nach einer Leistungsstraffung in eine Ausgangsposition bewegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Gurtband, einer Gurtrückholeinrichtung und einer separaten, verdeckt angeordneten, reversiblen Straffeinheit zur Leistungsstraffung des Gurtbandes in einer Gefahrensituation, wobei die Straffeinheit ein linear verfahrbares Zustellelement aufweist und wobei die Leistungsstraffung durch ein Verfahren des Zustellelementes erfolgt. Die Gurtrückholeinrichtung kann als Aufroller ausgeführt sein, der beispielsweise im unteren Bereich einer B-Säule oder C-Säule eines Kraftfahrzeuges an dem Fahrzeugaufbau befestigt ist.
  • Ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug mit den eingangs beschriebenen Merkmalen ist aus der Druckschrift DE 102 39 437 B4 bekannt. Ausgehend von einem ersten Ende, an dem das Gurtband direkt oder über einen Aufroller an dem Fahrzeugaufbau befestigt ist, verläuft das Gurtband zunächst verdeckt innerhalb einer Säule des Fahrzeuges zu einem Gurtumlenker und wird dort aus der Säule herausgeführt. Bei der Benutzung des Sicherheitsgurtsystems verläuft das Gurtband von dem Gurtumlenker über einen zu sichernden Insassen, eine Öse einer in einem Gurtschloss gehaltenen Schlosszunge über einen Beckenbereich des Gurtbandes zu einer zweiten Befestigung des Gurtbandes an dem Fahrzeugaufbau. Bei einer starken Verzögerung in einer Gefahrensituation, beispielsweise bei einem Aufprall des Fahrzeuges auf ein Hindernis, wird aufgrund der Massenträgheit des von dem Sicherheitsgurtsystem gesicherten Insassens schlagartig eine große Zugkraft auf das Gurtband ausgeübt, wodurch die Gurtrückholeinrichtung, die dem Aufrollen des Gurtbandes dient, arretiert wird. Da bei einem lediglich schlaff am Insassen anliegenden Gurtband bei einer starken Verzögerung eine sichere Rückhaltung und eine gleichmäßige Kraftverteilung nicht gewährleistet sind, wird bei dem Erkennen einer Gefahrensituation durch eine zugeordnete Steuerelektronik eine Straffeinheit zur Leistungsstraffung des Gurtbandes ausgelöst. Die verdeckt angeordnete Straffeinheit weist einen feststehenden Umlenker und einen linear verfahrbaren Straffumlenker als Zustellelement auf, wobei das Gurtband um den Umlenker und den Straffumlenker gelegt ist und wobei bei einer Leistungsstraffung durch das Umlenken des Gurtbandes eine Gurtschlaufe zwischen feststehendem Umlenker und Straffumlenker gebildet wird. Die Straffeinheit kann dabei reversibel ausgeführt sein.
  • Aus der Druckschrift EP 0 893 313 A2 ist ein Sicherheitsgurtsystem bekannt, bei dem die Leistungsstraffung an einem Aufroller durch einen Elektromotor bewirkt wird. Der Elektromotor erlaubt darüber hinaus bei der frühzeitigen Erkennung einer möglichen Gefahrensituation eine Vorstraffung des Gurtbandes um die Fahrzeuginsassen zu warnen und eine möglicherweise bestehende Gurtlose zumindest teilweise zu entfernen. Nachteilig ist, dass für die Leistungsstraffung leistungsstarke, direkt ansprechende und damit teure Motoren notwendig sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsgurtsystem mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, welches kostengünstig zu fertigen ist und eine direkte und zuverlässige Leistungsstraffung ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausgestaltung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst. Vorzugsweise ist das Zustellelement mit einem im gespannten Zustand verriegelbaren Federmechanismus beaufschlagt, wobei die Leistungsstraffung nach der Entriegelung des Federmechanismus durch die Federkraft erfolgt.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Leistungsstraffung durch einen mechanisch vergleichsweise einfach ausgebildeten Energiespeicher, der geeignet ist, kurzfristig eine ausreichende Energie zur Leistungsstraffung bereitzustellen. Um nach der Leistungsstraffung das Zustellelement zurück in eine Ausgangsposition zu bewegen ist erfindungsgemäß ein separater Rücksteller vorgesehen. Da der Rückstellvorgang im Vergleich zur Leistungsstraffung sehr langsam ablaufen kann, kann ein leistungsschwacher Rücksteller eingesetzt werden.
  • Der Rücksteller kann beispielsweise einen Elektromotor und ein Untersetzungsgetriebe aufweisen. Das Untersetzungsgetriebe ist dabei vorzugsweise mehrstufig ausgebildet, so dass eine Vervielfachung des von dem Elektromotor ausgeübten Drehmomentes erfolgt. Um das Zustellelement zurück in die Ausgangsposition zu bewegen ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass der Rücksteller über eine Wickelwelle und Seile oder Stahlbänder an dem Straffumlenker angeschlossen ist, wobei bei einem Rückstellvorgang die Wickelwelle von dem Rücksteller angetrieben wird und wobei die Seile bzw. die Stahlbänder durch die Drehung der Wickelwelle auf diese aufgewickelt werden. Die Teile der Straffeinheit können dabei bevorzugt auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein.
  • Die Leistungsstraffung wird bei dem Erkennen einer Gefahrensituation beispielsweise durch einen Beschleunigungs- oder Verformungssensor ausgelöst. Im Rahmen der Erfindung liegt auch, dass das Auslösesignal für die Leistungsstraffung von einer Bordelektronik erzeugt wird. Dabei können beispielsweise Signale einer Abstands- oder Hindernisüberwachung, der Bremsdruck, die Stellung und Positionsänderung des Bremspedals oder weitere Signale verarbeitet werden, die auf eine Gefahrensituation hinweisen können. Die Auslösung der Leistungsstraffung erfolgt vorzugsweise so frühzeitig, dass das Gurtband vor einem Crashfall oder zumindest vor der maximalen Zugbelastung im Crashfall straff an dem zu schützenden Insassen anliegt, so dass der Insasse sicher unter Gewährleistung einer optimalen Kraftverteilung zurückgehalten wird. Insbesondere kann durch die Leistungsstraffung verhindert werden, dass bei der schlagartigen Verzögerung eines Fahrzeuges in einem Crashfall die Insassen aufgrund ihrer Trägheit ruckartig von einem zuvor lose anliegenden Gurt zurückgehalten werden. Durch die Vermeidung einer solchen Spitzenbelastung wird die Gefahr schwerer Verletzungen wesentlich reduziert und auch eine effektivere Auslegung des gesamten Gurtsystems ermöglicht. Neben der Erhöhung der Sicherheit in einem Crashfall kann das erfindungsgemäße Sicherheitsgurtsystem dazu beitragen bei einer erkannten Gefahrensituation die Aufmerksamkeit eines Fahrzeugführers durch die Gurtstraffung zu erhöhen. Um Verletzungen des Insassen durch das Gurtband selbst zu vermeiden, weist das Sicherheitsgurtsystem typischerweise auch eine Gurtkraftbegrenzung auf, die beispielsweise durch verformbare Umlenkelemente für das Gurtband realisiert werden kann.
  • Die Auslösung des Energiespeichers, beispielsweise die Entriegelung des Federmechanismus und das Freisetzen der Federkraft sollen möglichst verzögerungsfrei erfolgen, um eine unverzügliche Leistungsstraffung zu ermöglichen. Typischerweise nimmt die Leistungsstraffung weniger als 200 ms in Anspruch. Der Energiespeicher ist dabei vorzugsweise durch einen elektrischen Aktuator auslösbar, der zur Auslösung der Leistungsstraffung unmittelbar an einen Sensor oder eine Steuereinrichtung angeschlossen ist. Im Rahmen der Erfindung liegt grundsätzlich jedoch auch eine rein mechanische Auslösung des Energiespeichers, beispielsweise durch die in einer Gefahrensituation auftretenden Beschleunigungen. Ein elektrischer Aktuator kann beispielsweise einen Elektromagneten als Stellantrieb aufweisen. Eine solche Ausgestaltung des elektrischen Aktuators zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, eine hohe Zuverlässigkeit und geringe Verzögerungszeiten aus.
  • Der Federmechanismus als mögliche Ausgestaltung des Energiespeichers ist im Rahmen der Erfindung derart ausgeführt, dass er eine ausreichend hohe Federkraft zur Leistungsstraffung und einen ausreichend großen Stellweg aufweist. Die weitere Ausgestaltung des Federmechanismus kann darüber hinaus frei gewählt werden. So kann der Federmechanismus beispielsweise eine oder mehrere Schraubenfedern aufweisen, die als Zug- oder Druckfedern auf das Zustellelement wirken, wobei der Federmechanismus im gespannten Zustand verriegelt ist, während sich das Zustellelement in der Ausgangsposition befindet. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Federmechanismus von zwei Spiralfedern gebildet ist, die jeweils an einer Seite des Zustellelementes befestigt sind. Die Spiralfedern sind typischerweise aus einem spiralförmig aufgewickelten Metallband gebildet und ermöglichen eine besonders platzsparende Ausgestaltung des Federmechanismus. Die Spiralfedern können in einer Federdose angeordnet sein, so dass der Federmechanismus gefahrlos montiert und demontiert werden kann und im eingebauten Zustand effektiv vor Verschmutzungen geschützt ist.
  • Im Rahmen einer ersten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems, welches in einer B-Säule und einer C-Säule eines Kraftfahrzeuges montiert werden kann, ist vorgesehen, dass das Zustellelement als Klemmvorrichtung für eine klemmende Arretierung des Gurtbandes ausgebildet ist. Bei einer Leistungsstraffung wird das an dem Zustellelement klemmend gehaltene Gurtband durch die Bewegung des Zustellelementes in Bezug auf den um einen Insassen geführten Gurtbandabschnitt gestrafft. Das Gurtband wird dabei direkt oder über einen weiteren Umlenkbeschlag in Richtung der Gurtrückholeinrichtung gezogen, die entsprechend der Verkürzung des um den Insassen geführten Gurtbandabschnittes das eingeholte Gurtband aufnehmen kann. In einer Crashsituation werden die auftretenden, extremen Zugkräfte an dem Gurtband in üblicher Weise wie bei einem Sicherheitsgurtsystem ohne eine Straffeinheit von der Gurtrückholeinrichtung aufgenommen, wobei die Gurtrückholeinrichtung eine weitere Gurtstraffung, beispielsweise durch einen pyrotechnischen Treibsatz, durchführen kann. Im Rahmen der Erfindung kann die Klemmvorrichtung so ausgeführt werden, dass diese in einer Crashsituation passiv oder zumindest weitgehend passiv ist, so dass durch die Gurtrückholeinrichtung optional ausgeführte Aktivitäten, wie eine zusätzliche Gurtstraffung oder eine Gurtkraftbegrenzung nicht behindert werden. Insbesondere kann die Klemmung des Gurtes derart erfolgen, dass diese durch eine von der Gurtrückholeinrichtung ausgeführte Gurtstraffung gelöst wird. Durch ein passives Verhalten der Straffeinheit in einem Crashfall ist auch auf eine besonders einfache Weise ein nachträglicher Einbau in vorhandene Fahrzeugmodelle oder eine Umstellung der Serienfertigung möglich, ohne dass das gesamte Sicherheitsgurtsystem ausgetauscht bzw. neu ausgelegt werden muss.
  • Das Gurtband ist vorzugsweise im nicht arretierten Zustand ohne Umlenkung und besonders bevorzugt auch ohne einen direkten Kontakt durch das als Klemmvorrichtung ausgebildete Zustellelement geführt, wodurch Reibungsverluste, ein Verschleiß und eine Beeinträchtigung des Komforts bei der Benutzung des Sicherheitsgurtsystems vermieden werden können.
  • Zweckmäßiger Weise kann das als Klemmvorrichtung ausgeführte Zustellelement derart ausgeführt sein, dass die Leistungsstraffung durch den Energiespeicher zunächst eine Arretierung des Gurtbandes und nachfolgend eine lineare Bewegung des Zustellelementes mit dem daran arretierten Gurtband bewirkt. Das Zustellelement ist im Rahmen einer solchen Ausgestaltung vorzugsweise aus einem Klemmteil und einem an einer Führung geführten Schlitten gebildet. Das Zustellelement kann dabei mit zumindest einem Zugseil oder einem Zugband an den Energiespeicher angeschlossen sein, wobei das Klemmteil kippbeweglich an dem Schlitten angeordnet ist und wobei das zumindest eine Zugseil oder Zugband an dem Klemmteil befestigt ist. Durch eine Leistungsstraffung wirkt das Zugseil bzw. das Zugband auf das Klemmteil, wodurch dieses gegenüber dem Schlitten verkippt und das Gurtband zwischen Schlitten und Klemmteil arretiert wird.
  • Im Rahmen einer alternativen weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems ist vorgesehen, dass die Straffeinheit einen feststehenden Umlenker aufweist und dass das Zustellelement als Straffumlenker ausgebildet ist, wobei bei einer Leistungsstraffung durch ein Verfahren des Straffumlenkers eine Gurtschlaufe gebildet wird. Im Rahmen einer solchen weiteren Ausgestaltung ergibt sich der Vorteil, dass die Verkürzung des Gurtbandes durch die Bildung einer Gurtschlaufe dem doppelten Weg des als Straffumlenker ausgebildeten Zustellelementes entspricht.
  • Die bei einer extremen Abbremsung wirkenden Zugkräfte an dem Gurtband übersteigen typischerweise die Zugkraft des Energiespeichers. Um zu verhindern, dass bei der beschriebenen alternativen Weiterbildung das als Straffumlenker ausgebildete Zustellelement bei der maximalen Zugkraft am Gurtband entgegen der Verfahrrichtung bei der Leistungsstraffung bewegt und ein Teil des Gurtbandes der Gurtschlaufe freigegeben wird, ist das Zustellelement bevorzugt an einer Führung geführt und an der Führung nach einer Leistungsstraffung durch eine Selbstverriegelung gehalten. Die Selbstverriegelung verhindert eine Bewegung des Zustellelementes in Richtung der Ausgangsposition, wobei zweckmäßigerweise weiterhin eine weitere Straffung durch den Energiespeicher ermöglicht wird. So kann die Straffeinheit in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung dazu beitragen, den mit dem Sicherheitsgurtsystem gehaltenen Insassen in eine sichere Sitzposition zu bewegen, sobald die an dem Straffumlenker wirkende Kraft des Energiespeichers wieder die Zugkraft an dem Gurtband übersteigt. Nach einem Aufprall wird der Insasse so in eine bevorzugte Sitzposition zurückgezogen und optimal vor weiteren extremen Beschleunigungen, beispielsweise durch einen zweiten Aufprall, geschützt.
  • Die Selbstverriegelung des Zustellelementes an der Führung kann im Rahmen der beschriebenen Weiterbildung beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das Zustellelement an zumindest einem seiner Ränder eine Schrägverzahnung und die Führung eine zugeordnete Zahnstange aufweist. Aus Gründen der Kraftverteilung sind dabei vorzugsweise an beiden Rändern des Zustellelementes Schrägverzahnungen vorgesehen, die jeweils mit einer zugeordneten Zahnstange der Führung zusammenwirken. Um nach einer Leistungsstraffung das Zustellelement zurück in die Ausgangsposition zu bewegen, muss die Selbstverriegelung, beispielsweise durch einen elektrischen Aktuator der Straffeinheit, gelöst werden. Bei der Ausgestaltung der Selbstverriegelung mit einer Schrägverzahnung an dem Zustellelement und mit zugeordneten Zahnstangen der Führung kann der Aktuator beispielsweise ein Verkippen der Zahnstangen gegenüber dem Zustellelement bewirken, wodurch die Selbstverriegelung gelöst wird.
  • Der feststehende Umlenker der Straffeinheit kann als einfacher Stift oder Rolle ausgebildet sein. Sowohl das als Straffumlenker ausgebildete Zustellelement als auch der feststehende Umlenker können mit einer reibungsreduzierenden Schicht versehen sein, um beim normalen Betrieb eine geringe Reibung zu gewährleisten und einen Verschleiß zu verhindern.
  • Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Sicherheitsgurtsystems zeichnet sich allgemein dadurch aus, dass in einer Gefahrensituation und unmittelbar vor oder bei einem Crashfall eine eventuell vorhandene Gurtlose durch einen mechanischen Energiespeicher beseitigt wird, der die gespeicherte mechanische Energie kurzfristig abgeben kann. Das Sicherheitsgurtsystem führt nicht zu einer nennenswerten Belastung der Bordelektronik und der elektrischen Energieversorgung des Fahrzeugs. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da bei modernen Fahrzeugen in einer Crashsituation für verschiedene Sicherheitseinrichtungen insgesamt ein großer Bedarf an elektrischer Leistung besteht. Des Weiteren sind die Kosten für das erfindungsgemäße Sicherheitsgurtsystem im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Ausfüh rungen gering, so dass ein wirtschaftlicher Einsatz des Sicherheitsgurtsystems bei allen Fahrzeugklassen möglich ist.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1 das erfindungsgemäße Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug mit einer Straffeinheit während der Benutzung durch einen Insassen;
  • 2 die Straffeinheit in einer Detailansicht;
  • 3a eine Teilansicht der Straffeinheit im Normalzustand;
  • 3b eine Teilansicht der Straffeinheit nach einer Leistungsstraffung;
  • 4a und 4b eine perspektivische Seitenansicht der Straffeinheit im Normalzustand und nach einer Leistungsstraffung.
  • 5 eine alternative Ausgestaltung der Straffeinheit des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems in einer Draufsicht;
  • 6 die Straffeinheit gemäß 5 in einer Rückansicht;
  • 7 die Straffeinheit gemäß 5 in einer Seitenansicht;
  • 8a und 8b ein als Klemmvorrichtung ausgebildetes Zustellelement der Straffeinheit im unarretierten und im arretierten Zustand.
  • 1 zeigt ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Gurtband 1, einem Aufroller als Gurtrückholeinrichtung 2 und einer separaten, verdeckt angeordneten, reversiblen Straffeinheit 3 zur Leistungsstraffung des Gurtbandes 1 in einer Gefahrensituation. Die Straffeinheit 3 weist einen feststehenden Umlenker 4 und ein linear verfahrbares Zustellelement 5 auf, welches als Straffumlenker ausgebildet ist. Das Zustellelement 5 ist im gespannten Zustand mit einem verriegelten Federmechanismus 6 als Energiespeicher beaufschlagt. Durch die Entriegelung des Federmechanismus 6 wird, wie in 1 strichpunktiert dargestellt, der Straffumlenker 5 in Richtung des Federmechanismus 6 gezogen und eine Gurtschlaufe 7 zwischen dem feststehenden Umlenker 4 und dem Zustellelement 5 gebildet. Der Aufroller, die Straffeinheit 3 und ein Gurtumlenker 8 sind hinter einer Innenverkleidung 9 verdeckt an einer Säule 10 des Kraftfahrzeuges, beispielsweise der B-Säule oder der C-Säule, angeordnet, wobei die Straffeinheit 3 über einen Träger 11 befestigt ist. Ausgehend von dem Gurtumlenker 8 läuft das Gurtband 1 über den Oberkörper des gesicherten Insassen 12 über eine in einem Gurtschloss 13 gehaltene Schlosszunge 14 und den Beckenbereich des Insassen 12, zu einer am Fahrzeugaufbau 15 angeordneten Befestigung 16.
  • 2 zeigt die Straffeinheit 3 des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems in einer Detailansicht. Die Teile der Straffeinheit 3 sind auf dem Träger 11 angeordnet. Die Straffeinheit 3 weist eine Führung 17 mit einem stabilisierenden Basiskörper 18 und randseitigen Zahnstangen 19 als Führungsschienen auf, wobei das Zustellelement 5 an der Führung 17 geführt und nach einer Leistungsstraffung durch eine Selbstverriegelung an der Führung 17 gehalten ist. Der Federmechanismus 6 ist von zwei Spiralfedern gebildet, die jeweils an einer Seite des Zustellelementes 5 über Stahlbänder 20 befestigt sind. Die Spiralfedern sind jeweils in einer Federdose 21 aufgewickelt. Die Federdosen 21 sind durch eine Sperranordnung 22 verriegelt. Zur Entriegelung des Federmechanismus 6 über die Sperranordnung 22 ist ein elektrischer Aktuator 23 vorgesehen, der an eine Steuereinheit 24 angeschlossen ist. Bei einer von der Steuereinheit 24 detektierten Gefahrensituation wird der elektrische Aktuator 23, der einen Elektromagneten 25 als Stellantrieb aufweist, betätigt und der Federmechanismus 6 entriegelt, wodurch die Stahlbänder 20 auf die jeweils zugeordnete Federdose 21 aufgewickelt werden. Nach der Entriegelung des Federmechanismus 6 erfolgt die Leistungsstraffung typischerweise in weniger als 200 ms (0,2 sec.). Sobald die von dem Gurtband 1 auf das Zustellelement 5 wirkende Zugkraft größer ist als die auf das Zustellelement 5 wirkende Federkraft, wird durch die Selbstverriegelung verhindert, dass das Zustellelement 5 sich von der Federdose 21 weg in Richtung der Ausgangsposition bewegt. Sobald nachfolgend, beispielsweise nach der Kollision des Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis, die Federkraft die Zugkraft an dem Gurtband 1 überwiegt, erfolgt aufgrund der Federkraft eine weitere Straffung des Gurtbandes 1, wodurch der Insasse 12 vor einer etwaigen zweiten starken Beschleunigung in eine bevorzugte Sitzposition gezogen wird. Die Straffeinheit 3 weist einen Rücksteller 26 auf, der an das Zustellelement 5 angeschlossen ist und mit dem der Straffumlenker 5 nach einer Leistungsstraffung in die Ausgangsposition zurückgebracht werden kann. Die Rückstellung kann ohne Einschränkung automatisch, beispielsweise während der Fahrt nach Beendigung einer Gefahrensituation, bei einer Öffnung des Gurtschlosses 13, durch den Insassen 12 selbst oder bei einer Fahrzeugreparatur in einer Werkstatt ausgelöst werden. Zur Lösung der Selbstverriegelung ist ein an die Steuereinheit 24 angeschlossener zweiter Aktuator 23' vorgesehen, der vorzugsweise einen Elektromagneten 25 als Stellantrieb aufweist. Nach der Lösung der Selbstverriegelung wird das Zustellelement 5 von dem Rücksteller 26 unter erneuter Spannung des Federmechanismus 6 in die Ausgangsposition zurückbewegt. Der Rücksteller 26 weist dazu einen Elektromotor 27 und ein Untersetzungsgetriebe 28 auf. Das Drehmoment des Elektromotors 27 wird durch das mehrstufige Untersetzungsgetriebe 28 vervielfacht, so dass bereits ein vergleichsweise schwacher Elektromotor 27 ausreichend ist, um das Zustellelement 5 gegen die große Federkraft des Federmechanismus 6 zu bewegen. Das Untersetzungsgetriebe 28 ist über eine Kupplung 29 an eine Wickelwelle 30 angeschlossen, wobei durch das Aufwickeln von Stahlbändern 20' auf die Wickelwelle 30 das Zustellelement 5 bewegt wird. Da der Rückstellvorgang im Vergleich zu der Leistungsstraffung sehr langsam, typischerweise über mehrere Sekunden oder Minuten erfolgen kann, wird ein schwacher und damit kostengünstiger Elektromotor 27 eingesetzt. Die Straffeinheit 3 des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, eine hohe Zuverlässigkeit, geringe Fertigungskosten und insbesondere auch einen geringen Platzbedarf aus.
  • 3a und 3b zeigen den Verlauf des Gurtbandes 1 im Normalzustand und nach einer Leistungsstraffung, wobei bei der dargestellten Straffeinheit 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit der Träger 11, der Rücksteller 26 und die Führung 17 nicht dargestellt sind. Bei einer Leistungsstraffung wird das Gurtband 1 von dem Zustellelement 5 um etwa 180° umgelenkt. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass die Verkürzung des Gurtbandes 1 durch die Bildung der Gurtschlaufe 7 dem doppelten Stellweg entspricht, so dass vergleichsweise kurze Stellwege zur Leistungsstraffung ausreichend sind.
  • 4a und 4b zeigen die Straffeinheit 3 des erfindungsgemäßen Gurtsystems in einer perspektivischen Seitenansicht. Wie auch 3a und 3b zu entnehmen ist, weist das Zustellelement 5 an seinen beiden Rändern eine Schrägverzahnung 32 auf, wobei die Zahnspitzen von der Federdose 21 wegweisen. Wie in 4a und 4b zu erkennen ist, ist der Straffumlenker 5 neben den Zahnstangen 19 der Führung geführt, wobei die Schrägverzahnungen 32 des Zustellelementes 5 mit einer entsprechenden Verzahnung 33 der Zahnstangen 19 zusammenwirken und das Zustellelement 5 nach einer Leistungsstraffung oder bei einer Zugkraft des Gurtbandes 1, die größer ist als die auf das Zustellelement 5 wirkende Federkraft, festhalten. Die Zahnstangen 19 sind im Bereich der Wickelwelle 30 drehbar gelagert, wobei zur Lösung der Selbstverriegelung der zweite elektrische Aktuator 23' über eine Hebelanordnung 34 auf die Zahnstangen 19 wirkt und diese von dem Zustellelement 5 trennt.
  • Die 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Straffeinheit 3 des erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtsystems. Der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise des Sicherheitsgurtsystems entsprechen, soweit nicht nachfolgend weiter erläutert, dem Ausführungsbeispiel der 1, wobei in Bezug auf ihre Funktion übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Rahmen der alternativen Ausgestaltung der Straffeinheit 3 ist das Zustellelement 5' als Klemmvorrichtung für eine klemmende Arretierung des Gurtbandes 1 ausgebildet. Wie bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine Leistungsstraffung durch die Lösung der Sperranordnung 22 ausgelöst, wobei eine Zugkraft des Federmechanismus 6 über Zugseile 35 auf das Zustellelement 5' wirkt. Durch die Zugkraft wird zunächst das Gurtband 1 an dem Zustellelement 5' klemmend arretiert und nachfolgend in Richtung des Federmechanismus 6 gezogen, wodurch der über den Insassen 12 geführte Abschnitt des Gurtbandes 1 gestrafft wird. Die durch den Straffvorgang eingeholte Länge des Gurtbandes 1 kann dabei von der als Aufroller ausgeführten Gurtrückholeinrichtung 2 aufgenommen werden. Das seitlich an einer Führung 17' geführte Zustellelement 5' wird nach einer Auslösung und einer Gurtstraffung direkt oder vorzugsweise, wenn ein entsprechendes Freigabesignal von der Steuereinheit 24 erfolgt, durch den Rücksteller 26 zurück in seine Ausgangsposition bewegt, wodurch der Federmechanismus 6 erneut gespannt wird. Wie zuvor beschrieben weist der Rücksteller 26 einen Elektromotor 27 und ein Untersetzungsgetriebe 28 auf, wobei jedoch eine Wickelwelle 30' von einem an das Untersetzungsgetriebe 28 angeschlossenen Zahnrad 36 angetrieben wird.
  • Einer vergleichenden Betrachtung der 5 und 6 ist zu entnehmen, dass in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Zustellelement 5' aus einem Klemmteil 37 und einem an der Führung 17' geführten Schlitten 38 gebildet ist. Um den Schlitten 38 in der Ausgangsposition zu halten ist eine Haltevorrichtung 39 vorgesehen, die zwar im nicht arretierten Zustand des Zustellelementes 5' einen sicheren Halt gewährleistet, deren Haltekraft jedoch deutlich geringer ist als die Zugkraft des Federmechanismus 6.
  • In der 7 ist dargestellt, dass das Gurtband 1 im nicht arretierten Zustand ohne Umlenkung und ohne eine Berührung zwischen dem Klemmteil 37 und einer Innenfläche des Schlittens 38 durch das Zustellelement 5' geführt ist, wodurch Reibungsverluste, ein Verschleiß und eine Beeinträchtigung des Komforts bei der Benutzung vermieden werden können.
  • Die 8a und 8b zeigen das aus dem Schlitten 38 und dem Klemmteil 37 gebildete Zustellelement 5' in einer Schnittdarstellung im nicht arretierten und im arretierten Zustand. Die Zugseile 35 sind jeweils seitlich an ein hinteres Ende des Klemmteils 37 angeschlossen. Das Klemmteil 37 ist kippbeweglich an dem Schlitten 38 angeordnet, wobei bei einem Zug an den Zugseilen 35 während einer Leistungsstraffung das rückseitige Ende des Klemmteils 37 nach unten und eine vordere Kante 40 des Klemmteils 37 in Richtung der Innenfläche des Schlittens 38 bewegt wird. Das Gurtband 1 wird dabei zwischen der Kante 40, die eine Haftbeschichtung 41 aufweisen kann, und der Innenfläche des Schlittens 38 festgeklemmt und nachfolgend in Richtung des Spannmechanismus 6 bewegt. Wie 8b zu entnehmen ist, ist der Klemmmechanismus derart ausgeführt, dass bei einer weiteren Gurtstraffung durch die Rückholeinrichtung 2 das Gurtband 1 freigegeben wird. Im Rahmen der beschriebenen Ausgestaltung kann das als Klemmvorrichtung ausgebildete Zustellelement 5' derart ausgeführt werden, dass sich die Straffeinheit 3 insgesamt bei einer tatsächlichen Crashsituation passiv verhält, so dass die weitere Funktion des Sicherheitsgurtsystems nicht beeinträchtigt wird. Vorzugsweise ist auch vorgesehen, dass das Gurtband 1 freigegeben wird, wenn das als Klemmvorrichtung ausgebildete Zustellelement 5' eine untere Endstellung erreicht.

Claims (15)

  1. Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug mit einem Gurtband (1), einer Gurtrückholeinrichtung (2) und einer separaten, verdeckt angeordneten, reversiblen Straffeinheit (3) zur Leistungsstraffung des Gurtbandes (1) in einer Gefahrensituation, wobei die Straffeinheit (3) ein linear verfahrbares Zustellelement (5, 5') aufweist und wobei die Leistungsstraffung durch ein Verfahren des Zustellelementes (5, 5') erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellelement (5, 5') mit einem Energiespeicher beaufschlagt ist, wobei die Leistungsstraffung nach einer Auslösung des Energiespeichers erfolgt, und dass das Zustellelement (5, 5') an einen Rücksteller (26) angeschlossen ist, mit dem das Zustellelement (5, 5') nach einer Leistungsstraffung in eine Ausgangsposition bewegbar ist.
  2. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher als im gespannten Zustand verriegelbarer Federmechanismus (6) ausgebildet ist, wobei die Leistungsstraffung nach der Entriegelung des Federmechanismus (6) durch die Federkraft erfolgt.
  3. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Federmechanismus (6) von zwei Spiralfedern gebildet ist, die jeweils an einer Seite des Zustellelementes (5, 5') befestigt sind.
  4. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher durch einen elektrischen Aktuator (23) auslösbar ist.
  5. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (23) einen Elektromagneten (25) als Stellantrieb aufweist.
  6. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rücksteller (26) einen Elektromotor (27), und ein Untersetzungsgetriebe (28) aufweist.
  7. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellelement (5') als Klemmvorrichtung für eine klemmende Arretierung des Gurtbandes (1) ausgebildet ist.
  8. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtband (1) im nicht arretierten Zustand ohne Umlenkung durch das Zustellelement (5') geführt ist.
  9. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstraffung durch den Energiespeicher zunächst eine Arretierung des Gurtbandes (1) mit dem Zustellelement (5') und nachfolgend eine lineare Bewegung des Zustellelementes (5') mit dem daran arretierten Gurtband (1) bewirkt.
  10. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellelement (5') aus einem Klemmteil (37) und einem an einer Führung (17') geführten Schlitten (38) gebildet ist.
  11. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellelement (5') mit zumindest einem Zugseil (35) oder einem Zugband an den Energiespeicher angeschlossen ist, wobei das Klemmteil (37) kippbeweglich an dem Schlitten (38) angeordnet ist und wobei das zumindest eine Zugseil (35) oder Zugband an dem Klemmteil (37) befestigt ist.
  12. Sicherheitsgurtsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Straffeinheit (3) einen feststehenden Umlenker (4) aufweist und dass das Zustellelement (5) als Straffumlenker ausgebildet ist, wobei bei einer Leistungsstraffung durch ein Verfahren des Straffumlenkers eine Gurtschlaufe (7) gebildet wird.
  13. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zustellelement (5) an einer Führung (17) geführt ist und an der Führung (17) nach einer Leistungsstraffung durch eine Selbstverriegelung gehalten ist.
  14. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Straffumlenker (5) an zumindest einem seiner Ränder eine Schrägverzahnung (32) und die Führung (17) eine zugeordnete Zahnstange (19) aufweist.
  15. Sicherheitsgurtsystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Straffeinheit (3) einen elektrischen Aktuator (23') zur Lösung der Selbstverriegelung aufweist, wobei der Aktuator (23') vorzugsweise einen Elektromagneten (25') als Stellantrieb aufweist.
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