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Die
Erfindung betrifft einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit den Merkmalen
des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Aufblasbare
Sicherheitsgurte haben neben ihrer eigentlichen Funktion, den Insassen
im Unfall zurückzuhalten und dadurch an die Fahrzeugverzögerung
anzukoppeln, zusätzlich die Eigenschaft, dass sie im Unfall
aufgeblasen werden können, so dass die Insassenbelastung
reduziert wird. Ein wichtiges zu lösendes Problem ist bei
aufblasbaren Gurten die Anordnung des Gasgenerators und die Befüllung
des aufblasbaren Sicherheitsgurtes mit dem von dem Gasgenerator
erzeugten Gasstrom.
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Aus
der
WO 2006/105905
A1 ist bereits ein aufblasbarer Sicherheitsgurt bekannt,
bei dem der Gasgenerator an dem Endbeschlag angeordnet ist, und
der Endbeschlag derart ausgebildet ist, dass mittels desselben sowohl
das Füllrohr des Gasgenerators abdichtbar ist, als auch
die Zugkraft aus dem Sicherheitsgurt in die Fahrzeugstruktur einleitbar
ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Gefahr
besteht, dass bei Versagen entweder der Befestigung des Sicherheitsgurtes
oder bei Versagen der Verbindung zum Gasgenerator die jeweils andere
Funktion ebenfalls beeinträchtigt werden kann. Ferner besteht das
prinzipielle Problem, dass bei der Auslegung der Befestigung des
Sicherheitsgurtes auch immer auf die Abdichtung des Füllrohres
und umgekehrt geachtet werden muss, so dass weder die Befestigung
des Sicherheitsgurtes noch die Abdichtung des Füllrohres
für sich optimal ausgelegt werden kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit einer Befestigung an einem
Kraftfahrzeug zu schaffen, der sowohl hinsichtlich der erforderlichen
Rückhaltekräfte als auch hinsichtlich der Befüllung
optimal ausgelegt werden kann.
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Die
Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch
einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit den Merkmalen des Anspruchs
1, während vorteilhafte Weiterbildungen den Unteransprüchen
zu entnehmen sind.
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Nach
Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass die Enden der Gurtbandlagen
derart mit dem Befestigungsbeschlag verbunden sind, dass die Strömungsverbindung
zu dem Gasgenerator zugkräftefrei ist. Hierdurch werden
das Gurtband und der Gasgenerator funktionell getrennt an dem Befestigungsbeschlag
angeordnet, da die Zugkräfte aus dem Sicherheitsgurt eben
nicht über den Anschluss des Gasgenerators, des Füllrohres
oder eines anderen Teiles der Strömungsverbindung zwischen
Gasgenerator und aufblasbarem Gurt in den Befestigungsbeschlag eingeleitet
werden. Die Strömungsverbindung zum Gasgenerator ist dadurch
hinsichtlich der Zugkräfte aus dem Gurtband zugkräftefrei,
so dass diese Verbindung während des Unfalles nicht durch
die von dem Gurtband ausgeübten Zugkräfte belastet
wird. Damit kann die Strömungsverbindung optimal hinsichtlich
Dichtigkeit, Strömungsführung und den wirkenden
Belastungen beim Aufblasen des Gurtes etc. ausgelegt werden. Ferner
kann die Verbindung zwischen den Enden der Gurtbandlagen und dem
Befestigungsbeschlag in ihrer Art und Dimensionierung ausschließlich
nach den aus den Zugkräften resultierenden Belastungen
dimensioniert werden. Die Erfindung schafft dadurch einen aufblasbaren
Sicherheitsgurt mit dem für die Rückhaltung des
Insassen enormen Vorteil, dass der aufblasbare Sicherheitsgurt auch
bei einer Fehlfunktion des Gasgenerators oder dessen Anbindung an
den aufblasbaren Sicherheitsgurt eben noch wie ein konventioneller
nicht aufblasbarer Sicherheitsgurt wirkt.
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Ein
besonders einfacher Aufbau des Befestigungsbeschlages und der Anordnung
der Gurtbandlagen und des Gasgenerators ergibt sich dadurch, dass
die Enden der Gurtbandlagen getrennt an zwei beabstandeten Schenkeln
des Befestigungsbeschlages gehalten sind, und der von dem Gasgenerator
erzeugte Gasstrom zwischen den Enden in das Gurtband eingeleitet
wird. Durch die getrennte Anbindung der Gurtbandlagen ist ein Zugewinn
an Sicherheit geschaffen, indem bei Versagen der Verbindung einer der
Gurtbandlagen zu dem Befestigungsbeschlag durch die jeweils andere
Gurtbandlage noch eine Rückhaltefunktion gegeben ist.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass der Befestigungsbeschlag eine Grundplatte
aufweist, die Schenkel an zwei Seiten der Grundplatte derart winklig
abstehen, dass die Grundplatte und die Schenkel im Querschnitt ein
U bilden, und der Gasgenerator an der Grundplatte angeschlossen
ist. Durch die geschaffene U-Form des Befestigungsbeschlages im Bereich
der Anbindung der Gurtbandlagen werden die Gurtbandlagen in einem
Abstand gehalten, wobei in dem zwischen den Schenkeln geschaffenen
Zwischenraum die Gaszufuhr und die Anordnung der dafür
erforderlichen Teile wie Gaslanze, Diffusor etc. erfolgen kann.
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Ferner
kann der Befestigungsbeschlag aus wenigstens zwei schwenkbeweglich
aneinander gehaltenen Beschlägen gebildet sein, wobei in
diesem Fall an einem der Beschläge die Gurtbandlagen befestigt
sind, und der andere Beschlag an dem Kraftfahrzeug befestigt ist.
Dadurch kann sich bei Schrägzug an dem Gurtband der Beschlag,
an dem die Gurtbandlagen befestigt sind, gegenüber dem
Beschlag, der am Kraftfahrzeug befestigt ist, ausrichten, so dass
der Winkel des Schrägzuges ausgeglichen werden kann, und
die Zugkräfte in der vorbestimmten Ausrichtung in den Beschlag
eingeleitet werden.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass die Enden der Gurtbandlagen in an dem Befestigungsbeschlag vorgesehenen Öffnungen
schwenkbeweglich gehalten sind, und die Schwenkachse der durch die
Befestigung in den Öffnungen geschaffenen Schwenkbewegung,
und die Schwenkachse der Schwenkbewegung zwischen den Beschlägen
winklig, vorzugsweise senkrecht, zueinander angeordnet sind. Damit können
sich die Gurtbandlagen an dem Befestigungsbeschlag um zwei Schwenkachsen
z. B. um eine Achse quer zur Fahrtrichtung und eine Achse parallel
zur Fahrtrichtung ausrichten, so dass unterschiedliche Gurtangriffswinkel
bedingt durch unterschiedliche Insassen oder unterschiedliche Positionen
des Sitzes berücksichtigt werden können, und der
dadurch bedingte Schrägzug vermieden wird.
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In
diesem Fall kann zur Fixierung der Drehlage der Beschläge
zueinander an einem Beschlag ein in eine Ausnehmung des anderen
Beschlages eingreifendes Eingriffsmittel vorgesehen sein, wobei
die durch das Eingriffsmittel geschaffene Verbindung der Beschläge
bei einem Überschreiten einer durch das Eingriffsmittel
vorbestimmten Losbrechkraft aufhebbar ist. Damit befindet sich der
Befestigungsbeschlag im Normalgebrauch immer in einer vorbestimmten Ausrichtung,
die erst im Unfall bei Überschreiten der durch die Zugkraft
in dem Sicherheitsgurt bewirkten Losbrechkraft veränderbar
ist.
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Weiterhin
wird vorgeschlagen, dass zwischen den Gurtbandlagen eine Gaslanze
vorgesehen ist, die Gaslanze über einen Diffusor mit dem Gasgenerator
strömungstechnisch in Verbindung steht, und der Diffusor
an dem Befestigungsbeschlag in Längsrichtung gesichert
ist. Durch die Sicherung des Diffusors in Längsrichtung
an dem Befestigungsbeschlag werden die bei der Expansion des Gases entstehenden
Kräfte in Längsrichtung in den Befestigungsbeschlag
eingeleitet, so dass der Gasgenerator und/oder die Gaslanze in Längsrichtung
nicht belastet werden.
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Eine
einfache kostengünstige Art der Verbindung der Gurtbandlagen
mit dem Befestigungsbeschlag besteht darin, dass die Enden der Gurtbandlagen
zur Befestigung in mehreren Lagen selbsthemmend übereinandergelegt
sind. Damit entfallen zusätzliche Kosten erzeugende Verbindungen
wie Nähen, Schweiften, Kleben etc..
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Alternativ
oder zusätzlich kann die Verbindung weiter verbessert werden,
indem die Gurtbandlagen ein oder mehrere Klemmelemente umschlingen.
Die Verwendung der Klemmelemente erhöht die Festigkeit
der Verbindung, indem durch das Klemmelement eine formschlüssige
Verbindung zum Befestigungsbeschlag geschaffen ist.
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In
diesem Fall wird weiter vorgeschlagen, dass das Klemmelement durch
einen Stift gebildet ist, welcher von der oder den Gurtbandlagen
umschlungen ist, eine Verdickung bildet, und im Verlauf der Gurtbandlage
vor einer dem Befestigungsbeschlag zugeordneten Engstelle angeordnet
ist.
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Alternativ
oder zusätzlich kann das Klemmelement durch seine Außengeometrie
drehfest in einer Gegenkontur des Befestigungsbeschlages gesichert sein,
wodurch die Befestigung der Gurtbandlagen weiter verbessert wird.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen,
dass die Enden der Gurtbandlagen in einem unterschiedlichen Abstand zum
Gurtband, der Mitte des Diffusors und/oder zu der Schwenkachse der
Beschläge zueinander an dem Befestigungsbeschlag gehalten
sind. Dadurch kann die in den Befestigungsbeschlag eingeleitete Last
individuell auf die einzelnen Gurtbandlagen verteilt werden, sofern
dies wünschenswert ist.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele
näher erläutert. In den Figuren sind im Einzelnen
zu erkennen:
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1:
Insasse mit aufblasbarem Sicherheitsgurt
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2:
Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag
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3a–3c:
Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag mit zwei schwenkbeweglich
zueinander ausgebildeten Beschlägen mit verschiedenen Gurtzugkräften
aus unterschiedlichen Winkeln
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4a–4b:
Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag mit Öffnungen,
in denen die Enden der Gurtbandlagen gehalten sind
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5:
Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag und von den Enden der Gurtbandlagen
umschlungenen stiftförmigen Klemmelementen
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6a–6b:
Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag und von den Enden der Gurtbandlagen
umschlungenem Klemmelement mit in einer Gegenkontur des Be festigungsbeschlages
drehfest gesicherter Außenkontur
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7:
Klemmelement aus 6a–6b
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8a–8b:
Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag mit zwei Schenkeln mit unterschiedlichem
Abstand zum Gurtband
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In 1 ist
beispielhaft ein Insasse 1 auf einem Fahrzeugsitz 2 eines
nicht dargestellten Kraftfahrzeuges zu erkennen. Der Insasse 1 ist über
einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit einem Gurtband 3, welches
in einen vom Kraftfahrzeug über die Schulter diagonal über
die Brust des Insassen 1 zu einem nicht dargestellten Gurtschloss
verlaufenden Diagonalgurt 4a und einen von dem Gurtschloss über
das Becken des Insassen 1 zu einem Befestigungsbeschlag 6 verlaufenden
Beckengurt 4b unterteilt ist, gesichert. An dem mit dem
Kraftfahrzeug über den Befestigungsbeschlag 6 verbundenen
Ende des Beckengurtes 4b ist eine Aufblaseinheit 5 vorgesehen, über
die der aufblasbare Sicherheitsgurt wenigstens abschnittsweise aufblasbar
ist.
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In 2 ist
die Aufblaseinheit 5 mit dem Befestigungsbeschlag 6 im
Ausschnitt dargestellt. Das Gurtband 3 ist wenigstens im
Bereich des Beckengurtes 4b und einem Teil des Diagonalgurtes 4a aus zwei
Gurtbandlagen 3a und 3b gebildet, welche aufeinandergelegt
und unter Bildung eines zwischen den Gurtbandlagen 3a und 3b angeordneten
Hohlraumes vorzugsweise an den Rändern miteinander verbunden
sind. In dem Hohlraum zwischen den Gurtbandlagen 3a und 3b befindet
sich eine Gaslanze 7, durch welche der Gasstrom in dem
aufblasbaren Sicherheitsgurt verteilt wird. Die Gurtbandlagen 3a und 3b selbst
besitzen eine wesentlich größere Oberfläche
und sind zu einem Gurtband 3 mit einer herkömmlichen
flachen Bandform gefaltet. Beim Aufblasen des Gurtbandes 3 werden
die Gurtbandlagen 3a und 3b voneinander getrennt
und nehmen ihre ursprüngliche Form wieder ein. Dabei vergrößern
sich der Hohlraum und die Außenoberfläche erheblich, das
Gurtband 3 wird praktisch zu einer dicken „Wurst” aufgeblasen.
Durch den aufgeblasenen Sicherheitsgurt wird die Insassenbelastung
gesenkt, da die an dem Insassen anliegende Oberfläche des
Sicherheitsgurtes wesentlich vergrößert wird und
damit bei gleicher Kraft die Flächenbelastung sinkt.
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Der
Befestigungsbeschlag 6 ist gebildet aus zwei Beschlägen 20 und 23,
wobei der Beschlag 20 mit dem Kraftfahrzeug und der Beschlag 23 mit
dem Gurtband 3 verbunden ist. Der Beschlag 20 ist
mit einer winklig abstehenden Befestigungsplatte 21 versehen,
in der ein Befestigungsmittel 13 in Form einer Schraube
zur Befestigung am Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Der Beschlag 23 besitzt
eine Grundplatte 10, einen von der Grundplatte 10 in
Richtung der von dem Gurtband 3 abgewandten Seite abragenden Schenkel 17 und
zwei senkrecht zu dem Schenkel 17 verlaufende und in Richtung
des Gurtbandes 3 ragende Schenkel 15 und 16.
In dem Schenkel 17 ist ein Bolzen 18 angeordnet, über
den die Beschläge 20 und 23 schwenkbar
miteinander verbunden sind. In den dem Gurtband 3 zugewandten
von der Grundplatte 10 abstehenden Schenkeln 15 und 16 sind
jeweils Öffnungen 8 und 9 vorgesehen,
in denen die Gurtbandlagen 3a und 3b schwenkbeweglich
gehalten sind. Seitlich neben dem Befestigungsbeschlag 6 ist
ein Gasgenerator 12 vorgesehen, der über einen Diffusor 11 in
Strömungsverbindung mit der Gaslanze 7 steht.
Der Diffusor 11 ist mit einem Wulst 14 versehen,
welche die auf den Diffusor 11 und die Gaslanze 7 wirkenden
Längskräfte aufnimmt und in die Grundplatte 10 einleitet,
so dass der Diffusor 11 und die Gaslanze 7 sich
während des Aufblasvorganges nicht verschieben.
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In
den 3a–3c ist
die identische Aufblaseinheit aus 2 gemäß Ansicht
A-A aus 1, mit verschiedenen Gurtkräften
aus verschiedenen Gurtangriffswinkeln zu erkennen. In 3a ist
zunächst die Stellung der Beschläge 20 und 23 zu
erkennen, in der die Gurtkraft „F” des Gurtbandes 3 im wesentlichen
parallel zu den Schenkeln 15 und 16 angreift,
so dass die relative Drehlage der Beschläge 20 und 23 zueinander
gleich der vorbestimmten Drehlage ist. Die vorbestimmte Drehlage
ist fixiert durch ein dem Beschlag 20 zugeordnetes in eine Ausnehmung 40 an
dem Beschlag 23 eingreifendes Eingriffsmittel 19,
wie auch in den 4a und 4b zu
erkennen ist.
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In
der 3b ist derselbe Befestigungsbeschlag 6 mit
einer in einem Winkel „A” angreifenden Gurtkraft „F1”,
wie sie z. B. bei einem normalen Gebrauch des Sicherheitsgurtes
auftritt, zu erkennen. Die Beschläge 20 und 23 befinden
sich weiterhin in der durch das Eingriffsmittel 19 bestimmten
Stellung.
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In
der 3c ist derselbe Befestigungsbeschlag 6 zu
erkennen, bei dem nun die Gurtkraft „F2” so weit
angestiegen ist, dass eine durch das Eingriffsmittel 19 bestimmte
Losbrechkraft überschritten ist. Durch das Überschreiten
der Losbrechkraft ist das Eingriffsmittel 19 irreversibel
zerbrochen und der Beschlag 23 um den Winkel „A” gegenüber
dem Beschlag 20 verdreht. Die relative Verschwenkbarkeit der
Beschläge 20 und 23 zueinander wird dabei durch
die durch den Bolzen 18 definierte Schwenkachse „M” bestimmt.
Aufgrund der Verschwenkung des Beschlages 23 gegenüber
dem Beschlag 20 sind nun die Schenkel 15 und 16 wieder
parallel zu der Angriffsrichtung der Gurtkraft „F2” ausgerichtet.
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In
den 4a und 4b ist
zu erkennen, wie sich das Gurtband 3 mit den in den Öffnungen 8 und 9 gehaltenen
Enden der Gurtbandlagen 3a und 3b bei Gurtkräften „F3” und „F4” aus
verschiedenen Gurtangriffsrichtungen in einer Ebene senkrecht zu der
durch die Öffnungen 8 und 9 definierten Schwenkachse „X” ausrichtet.
Die Stellung der Beschläge 20 und 23 zueinander
bleibt dabei unverändert. Hierdurch werden insbesondere
verschiedene Gurtkraftangriffsrichtungen bedingt durch die unterschiedliche
Stellung des Sitzes oder unterschiedliche Insassen berücksichtigt.
Die durch die Öffnungen 8 und 9 definierte
Schwenkachse „X” und die durch den Bolzen 18 definierte
Schwenkachse „M” stehen winklig und bevorzugt
in einem rechten Winkel zueinander, so dass sich insbesondere unter
Last ein großer Verschwenkbereich ergibt und möglichst
viele Gurtangriffswinkel kompensiert werden können und
der ansonsten vorhandene Schrägzug vermieden wird.
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In 5 ist
ein alternatives Ausführungsbeispiel zu erkennen, bei dem
der Befestigungsbeschlag 6 durch zwei übereinander
gelegte Beschläge 38 und 39 gebildet
ist. Die Beschläge 38 und 39 sind jeweils
an ihren Enden in Richtung des Gurtbandes 3 zu Schenkeln 27 und 28 gebogen,
zwischen denen der Gasgenerator 12 und/oder der Diffusor 11 und/oder
sonstige Teile der Strömungsverbindung angeordnet sind.
Der Schenkel 28 ist im weiteren Verlauf nochmals mit seinem
Ende 28a in Richtung des Schenkels 27 gebogen
und in einem Überlappungsbereich mit diesem verbunden.
Das zurück gebogene Ende 28a ist mit einem nicht
näher dargestellten Durchtrittsbereich versehen, durch
den der Diffusor 11 hindurch tritt. Der Diffusor 11 weist
einen Kragen 26 auf, der an dem zurück gebogenen
Ende 28a anliegt und damit den Diffusor 11 in
Längsrichtung der Ausströmung des Gasstromes festlegt.
Die Gurtbandlagen 3a und 3b sind um den Gasgenerator 12 und
den Diffusor 11 herumgeschlagen, so dass die Gurtbandlagen 3a und 3b reibschlüssig
festgelegt sind. Zusätzlich sind die Enden der Gurtbandlagen 3a und 3b um
stiftförmige Klemmelemente 24 und 25 herumgeschlagen
und bedarfsweise miteinander vernäht. Die Klemmelemente 24 und 25 sind
in Zugrichtung der Gurtkraft der Gurtbandlagen 3a und 3b hinter
Engstellen, gebildet durch die Schenkel 27 und 28 und
den Diffusor 11, angeordnet und bewirken dadurch eine Einleitung
der durch das Gurtband 3 ausgeübten Zugkräfte
in den Befestigungsbeschlag 6. Das Gurtband 3 ist
dadurch quasi selbstsichernd an dem Befestigungsbeschlag 6 gehalten.
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In 6a und 6b ist
ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, bei dem die Gurtbandlagen 3a und 3b ebenfalls um
den Gasgenerator 12 und den Diffusor 11 herumgeschlungen
sind und an einem gemeinsamen Klemmelement 30 gehalten
sind. Das in 7 dargestellte Klemmelement 30 ist
aus zwei über Stege 29 und 31 miteinander
verbundenen Keilelementen 32 und 33 gebildet,
welche jeweils aus einem Grundkörper 34 und 35 und
davon abragenden Stützteilen 36 und 37 gebildet
sind. Die Gurtbandlagen 3a und 3b sind, wie in 6a zu
erkennen ist, um die Stege 29 und 31 herumgewickelt
und dadurch reibschlüssig an diesen gehalten. Das Klemmelement 30 besitzt
aufgrund der Grundkörper 34 und 35 und
der daran angeordneten Stützteile 36 und 37 eine
derartige Außenkontur, dass sich dieses in der in 6a zu
erkennenden Einbaulage an einer durch den Befestigungsbeschlag 6 geschaffenen
Gegenkontur drehfest abstützt. Ferner bewirken die Keilelemente 32 und 33, dass
das Klemmelement 30 sich bei Ausübung einer Zugkraft
durch das Gurtband 3 selbständig in dem Befestigungsbeschlag 6 festklemmt.
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In
den 8a und 8b ist
eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung dargestellt, bei der
der Abstand der Schenkel 15 und 16 zu der Zugrichtung
des Gurtbandes 3 unterschiedlich ist. In 8a ist
der Abstand „a” der Schenkel 15 und 16 gleich,
so dass damit die angreifende Gurtkraft aus dem Gurtband 3 gleichmäßig
auf beide Schenkel 15 und 16 verteilt wird. In
der in 8b dargestellten Ausführungsform
ist der Abstand „a” des Schenkels 15 zu
dem Gurtband 3 und/oder zu der Mitte der Schwenkachse „M” und/oder
zu der Mitte des Diffusors 11 kleiner als der entsprechende
Abstand „b” des Schenkels 16. Dadurch
wird die von dem Gurtband 3 über die Gurtbandlagen 3a und 3b eingeleitete
Gurtkraft unterschiedlich auf die Schenkel 15 und 16 verteilt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand „a” kleiner
als der Abstand „b”, so dass die in den Schenkel 15 eingeleitete
Kraft größer ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2006/105905
A1 [0003]