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Die
Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einer Kraftbegrenzungseinheit
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 10 2006
027 897 A1 ist z. B. eine Sicherheitsgurteinrichtung bekannt,
bei der die Kraftbegrenzungseinrichtung durch eine selbsthemmende
Reibungsvorrichtung gebildet ist, welche eine Freigabeeinrichtung
zur Ermöglichung
eines begrenzten Gurtauszuges aufweist. Die Reibungsvorrichtung
ist gebildet durch ein Seil, welches zur Erzeugung der Selbsthemmung
mit Seilwicklungen um ein feststehendes Reibungselement reibschlüssig gewickelt
ist.
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Aus
der
DE 10 2006
022 796 A1 ist ein Sicherheitsgurtsystem bekannt, welches
einen Kraftbegrenzer mit einem Stahlband aufweist, das während des
kraftbegrenzten Gurtbandauslasses zwischen einer Klemmrolle und
einer Umlenkrolle geführt
ist. Bei Überschreiten
einer vorbestimmten Reibkraft wird das Stahlband zur Ermöglichung
eines kraftbegrenzten Gurtbandauszuges ausgezogen, wobei die Reibkraft
durch die Reibparameter durch die Materialien des Stahlbandes und
der Umlenkrolle bestimmt ist.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einer
Kraftbegrenzungseinrichtung zu schaffen, welche einen möglichst
kompakten Aufbau aufweisen soll und dennoch den in einer Sicherheitsgurteinrichtung
auftretenden Kräfteverhältnissen
entsprechend ausgelegt werden kann.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
dass die Reibungsvorrichtung durch einen feststehenden Bolzen gebildet
ist, und das Flachband auf dem feststehenden Bolzen schraubenförmig aufgewickelt
ist, und das Flachband auf dem feststehenden Bolzen in einer durch
eine schraubenförmig
auf dem Bolzen verlaufende Begrenzungsrippe gebildeten Führung geführt ist.
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Durch
die vorgeschlagene Lösung
ist die zur Erzeugung der erforderlichen Reibkräfte zur Verfügung stehende
Oberfläche
erheblich weiter gesteigert, wobei der dazu erforderliche Bauraum
nur geringfügig
größer ist.
Ferner wird durch die schraubenförmig
verlaufende Begrenzungsrippe dabei verhindert, dass sich das Flachband
auf dem feststehenden Bolzen überlappt.
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Der Übergang
des Flachbandes auf die Sicherheitsgurteinrichtung kann dadurch
verbessert werden, indem der feststehende Bolzen gegenüber der
Sicherheitsgurteinrichtung um den Steigungswinkel der Schraube des
Flachbandes verschränkt
angeordnet ist. Dadurch wird der Steigungswinkel der Schraube kompensiert
und das Flachband muss beim Übergang
auf die Sicherheitsgurteinrichtung nicht umgelenkt werden.
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Die
Reibkräfte
können
weiter erhöht
werden, indem ein zweiter feststehender Bolzen vorgesehen ist und
das Flachband in Form einer acht beide Bolzen umschlingt.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass das Flachband doppellagig ausgeführt ist,
und ein Ende durch eine Schlaufe gebildet ist und mit dieser an
der Sicherheitsgurteinrichtung oder an die Trägheitsmasse angekoppelt ist.
Die Bildung einer Schlaufe stellt eine sehr einfache Möglichkeit
der Befestigung des Zugelementes dar, wobei zusätzlich der Vorteil eines weiter
ver besserten Materialausnutzungsgrades erreicht wird, da die maximal
auftretende Biegespannung im Vergleich zu einem einlagigen Flachband
mit einer dem doppellagigen Flachband entsprechenden Querschnittsfläche nochmals
gesenkt wird, so dass die Zugspannung weiter gesteigert werden kann.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das Flachband zu einer Vorratsrolle aufgewickelt
ist und von dieser auf den feststehenden Bolzen zugeführt wird. Damit
können
auch große
Vorverlagerungswege unter Beibehaltung einer kompakten Bauweise
realisiert werden.
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Besonders
einfach kann die vorgeschlagene Kraftbegrenzungseinheit der Sicherheitsgurteinrichtung
zugeordnet werden, indem die Sicherheitsgurteinrichtung ein Gurtaufroller
mit einer in einem Gehäuse
drehbar gelagerten Gurtwelle ist und die Reibungsvorrichtung an
dem Gehäuse
angeordnet ist.
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Damit
bei einer kompakten Bauweise auch große Kräfte übertragen werden können, und
gleichzeitig die bei der Reibung erzeugte Wärme nicht zu einem Versagen
der Kraftbegrenzungseinheit führt, wird
vorgeschlagen, dass das Flachband aus einem Metallband gebildet
ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus führungsbeispieles näher erläutert. In
den Figuren ist im Einzelnen zu erkennen:
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1:
Gurtaufroller mit reibschlüssig
aufgewickeltem Flachband
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2:
Gurtaufroller mit Trägheitsmasse
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3:
Gurtaufroller mit Flachband in Querschnittsdarstellung
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In
den 1 bis 3 ist eine Sicherheitsgurteinrichtung,
hier ein Gurtaufroller 1, mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Kraftbegrenzungseinrichtung 2 zu erkennen. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 2 ist
jedoch auch mit anderen Teilen der Sicherheitsgurteinrichtung wie
z. B. einem Endbeschlag oder einem Gurtschloss kombinierbar.
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Die
Gurtwelle 3 des Gurtaufrollers 1 ist über eine
Blockierklinke 16 bei Überschreiten
einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung
und/oder Gurtbandauszugsbeschleunigung in einen Zahnring 4 verriegelbar.
An den Zahnring 4 ist ein als Flachband 7 ausgebildetes
Zugelement angekoppelt, welches dann einen feststehenden Bolzen 8 schraubenförmig und
reibschlüssig
umschlingt und schließlich
auf einer Vorratsrolle 9 spiralförmig aufgewickelt ist. Die Reibungsvorrichtung
ist hier als feststehender Bolzen 8 ausgebildet kann aber
auch als Schikane oder ähnlich
verwirklicht sein, wichtig ist lediglich, dass die Energie in Reibungswärme umgewandelt
wird und dabei abhängig
von den anliegenden Zugkräften
ist. Der Begriff durchlaufen der Reibungsvorrichtung ist hier allgemein
so zu verstehen, dass das Zugelement 7 die Reibungsvorrichtung
unter Entstehung von Reibung passiert. Dies kann ein Umschlingen,
ein reib schlüssiges
Bewegen an einer Oberfläche
oder ein Durchlaufen einer Schikane sein. Das Flachband 7 ist
doppellagig ausgebildet und mit einer Schlaufe 14 an dem
inneren Ende der Vorratsrolle 9 gehalten. Insgesamt lässt sich
das Flachband 7 auf dem Zahnring 4, dem Bolzen 7 und
auch auf der Vorratsrolle 9 sehr platzsparend wickeln,
so dass auch bei einem sehr kleinen zur Verfügung stehenden Bauraum die Übertragung
großer
Kräfte
oder auch langer Vorverlagerungswege möglich ist. Ferner ist durch
die Geometrie des Flachbandes 7 die auf dem feststehenden Bolzen 8 anliegende
Oberfläche
zur Erzeugung der notwendigen Reibkräfte besonders groß, wobei
die reibschlüssige
Oberfläche
durch das schraubenförmige
Wickeln weiter vergrößert wird.
Die Führung des
Flachbandes 7 auf dem Bolzen 8 erfolgt durch eine
schraubenförmige
Rippe 12, welche einen Führungskanal bildet, der verhindert
dass sich das Flachband 7 auf dem Bolzen 8 überlappt.
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Ferner
ist eine Trägheitsmasse 5 vorgesehen,
welche über
ein einen Hebelmechanismus 13 umfassendes Koppelgetriebe 6 und
ein in ein mit der Vorratsrolle 9 verbundenes Schneckenrad 10 eingreifendes
Zahnrad 11 mit der Vorratsrolle 9 verbunden ist.
Die Trägheitsmasse 5 ist
schwenkbar an dem Gehäuse 15 des
Gurtaufrollers 1 gelagert, so dass die Trägheitsmasse 5 in
Abhängigkeit
von der Fahrzeugverzögerung
eine entsprechende Trägheitskraft erzeugt,
welche auf die Vorratsrolle 9 übertragbar ist und bei blockierter
Sicherheitsgurteinrichtung eine der Gurtauszugskraft entgegengesetzt
gerichtete Haltekraft bildet. Aufgrund der vorliegenden Reibung des
Flachbandes 7 auf dem Bolzen 8 ergibt sich für die Zugkraft
F1 des Flachbandes 7 von der Gurtwelle 1 eine
sehr geringe Haltekraft F2 von Seiten der Vorratsrolle 9 nach
der Gleichung F1 = F2·e(Reibungskoeffizient·Umschlingungswinkel).
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Je
nach Auslegung des Systems lassen sich dadurch mit Haltekräften F2
von 20–50
N durchaus Zugkräfte
F1 von 2000–5000
N in dem Sicherheitsgurt halten. Da die Haltekräfte F2 von der Vorratsrolle 9 nun
in Abhängigkeit
von der Fahrzeugverzögerung durch
die Trägheitsmasse 5 gesteuert
werden, wird damit automatisch die Zugkraft F1 in Abhängigkeit von
der Fahrzeugverzögerung
gesteuert. Das Flachband 7 ist vorzugsweise als Metallband
ausgebildet, welches besonders hohe Zugkräfte übertragen kann und auch formbeständig bei
den durch die Reibung erzeugten hohen Temperaturen ist. Die erzeugten Reibkräfte zwischen
Flachband 7 und dem feststehenden Bolzen 8 können durch
eine entsprechende Wahl der Oberfläche des Flachbandes 7 und/oder des
Bolzen 8 eingestellt werden.