DE102009030511B4

DE102009030511B4 - Lastbegrenzungsvorrichtung zum Befestigen eines Sicherheitsgurtschlosses

Info

Publication number: DE102009030511B4
Application number: DE102009030511.4A
Authority: DE
Inventors: Ke Dong
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-25
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2029-06-26
Also published as: CN102189975B; US20090326765A1; DE102009030511A1; US8091923B2; CN102189975A

Abstract

Lastbegrenzungsvorrichtung (10) zum Befestigen eines Sicherheitsgurtschlosses (28), umfassend: ein mit dem Fahrzeug (22) verbundenes Fahrzeugrohr (12) und ein mit dem Schloss (28) verbundenes Schlossrohr (14), wobei die Rohre (12, 14) konzentrisch mit einem Rohr (14) in dem anderen Rohr (12) angeordnet sind; mindestens einen Eindrückschuh (36, 38), der zwischen den Rohren (12, 14) festgehalten ist, und wobei sich das Schlossrohr (14) bei Ausüben einer Insassenrückhaltelast bezüglich des Fahrzeugrohrs (12) axial bewegt, so dass der Eindrückschuh (36, 38) mindestens eines der Rohre (12, 14) verformt; und einen Anpassungsmechanismus (46), der die Position des Eindrückschuhs (36, 38) anpasst, um dadurch das Ausmaß der Verformung des mindestens einen Rohrs (12, 14) festzulegen und dadurch das Energieabsorptionsvermögen der Lastbegrenzungsvorrichtung (10) selektiv zu steigern oder zu senken.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Begrenzen der auf einen sitzenden Insassen durch einen Sicherheitsgurt ausgeübten Last und stellt insbesondere eine Energie absorbierende Lastbegrenzungsvorrichtung bereit, die als Reaktion auf erfasste Bedingungen angepasst wird, um die Lastbegrenzung exakt an die Erfordernisse des Insassen anzupassen.
Hintergrund der Erfindung
Bei Kraftfahrzeugen ist es bekannt, ein Sicherheitsgurtsystem vorzusehen, bei dem ein Beckengurt und ein Schultergurt den Insassen umfangen und durch ein Sicherheitsgurtschloss mit der Fahrzeugkarosserie oder dem Fahrzeugsitz verbunden sind. Bei Belasten des Sicherheitsgurts durch den Insassen wird die Vorwärtsbewegung des Insassen durch das Zurückhalten durch den Sicherheitsgurt begrenzt. Im Stand der Technik wurde vorgeschlagen, die Last, die der Insasse erfährt, durch Vorsehen einer Lastbegrenzungsvorrichtung in der Verbindung zwischen dem Sicherheitsgurtschloss und dem Fahrzeug zu begrenzen. Beispielsweise geht aus der DE 10 2006 034 582 A1 eine Gurtkraftbegrenzung für einen Sicherheitsgurt hervor, die von einer Gurtaufrollbremse erzeugt wird. Für die Gurtkraftbegrenzung werden beispielsweise in Abhängigkeit von den gewünschten Parametern, wie dem Insassengewicht, die Crashschwere oder die Sitzposition des Insassen abgefragt, um eine ständige Anpassung der Bremskraft zu erzeugen, welche den Verlauf der Gurtkraftbegrenzung ermöglicht.
Eine andere Vorrichtung zur Lastbegrenzung an einem Sicherheitsgurtschloss kann der DE 298 20 543 U1 entnommen werden, welche einen Befesetigungsabschnitt zur Befestigung des Gurtschlosses am Fahrzeug und einen Streckabschnitt sowie eine Haltelasche für das Gurtschloss aufweist. Durch die Längung des mäanderförmigen Streckabschnitts bei einem Unfall bewirkt diese eine Begrenzung der Last im Sicherheitsgurtschloss.
Ferner geht aus der WO 02/87 931 A1 ein Lastbegrenzer zum Befestigen eines Sicherheitsgurtschlosses hervor, der aus einem Rohr besteht, an dessen einem Ende ein Sicherheitsgurtschloss befestigt ist, während das entgegengesetzte Ende mit dem Fahrzeug verbunden ist. Im Falle eines Unfalls wird durch die Belastung das Rohr durch eine Kulisse gezogen, welche das Rohr verformt und längt, womit die Last auf den Fahrzeuginsassen reduziert wird. Auch dort kann eine Anpassung der Energieabsorption erfolgen, da sich das Rohr in Richtung des Gurtbeschlages verjüngt.
Darüber hinaus geht aus der DE 23 01 506 A ein Lastbegrenzer zur Befestigung an einem Sicherheitsgurtschloss hervor. Diese Vorrichtung besteht aus zwei ineinander gestreckten Rohren, welche einerseits an einer Fahrzeugkarosserie andererseits am Sicherheitsgurtschloss befestigt sind. Im Falle eines Unfalles erfolgt zwischen diesen beiden Punkten durch Einführung des äußeren Rohres eine Lastbegrenzung.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Lastbegrenzungsvorrichtung zu schaffen, die anpassbar wäre, um den Lastbegrenzungsschwellwert abhängig von den Variablen wie Fahrzeuggeschwindigkeit und Gewicht des Insassen an die Erfordernisse eines bestimmten Insassen präziser anzupassen.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit einer Lastbegrenzungsvorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 8 aufweist. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß umfasst eine Vorrichtung zum Begrenzen der Last an einem Sicherheitsgurtschloss das Vorsehen einer anpassbaren Energieabsorptionsvorrichtung, die das Sicherheitsgurtschloss an dem Fahrzeug befestigt, das Erfassen von Fahrzeug- und Insassenbedingungen zum Ermitteln der optimalen Anpassung der anpassbaren Energieabsorptionsvorrichtung für das Zurückhalten des Insassen unter den erfassten Bedingungen und das Anpassen der anpassbaren Energieabsorptionsvorrichtung als Reaktion auf die erfassten Bedingungen, um dadurch das Zurückhalten des Insassen an die erfassten Bedingungen anzupassen. Die anpassbare Energieabsorptionsvorrichtung ist eine verlängerbare Strebe, die ein mit dem Schloss verbundenes Ende und ein mit dem Fahrzeug verbundenes Ende aufweist, wobei die Strebe darin Metallverformungselemente aufweist, die verformt werden, sobald die Last eine bestimmte Größenordnung erreicht, und wobei die Strebe einen Anpassungsmechanismus aufweist, der die Metallverformungselemente zum Anpassen des Grads von Metallverformung und dadurch zum Anpassen des Energieabsorptionsvermögens der Strebe anpasst.
Weitere Anwendungsgebiete gehen aus der hierin nachstehend vorgesehenen eingehenden Beschreibung hervor.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der eingehenden Beschreibung und den Begleitzeichnungen besser verständlich. Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
1 ist eine Seitenaufrissansicht der Lastbegrenzungsvorrichtung mit weggebrochenen Teilen und im Schnitt.
1A ist eine Ansicht ähnlich 1, zeigt aber, dass der Anpassungsmechanismus die Stellung der Vorrichtung angepasst hat, um das Ausmaß der Metallverformung und Energieabsorption durch die Lastbegrenzungsvorrichtung zu ermitteln.
2 ist eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile 2-2 von 1.
3 ist eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile 3-3 von 1.
Eingehende Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
Unter Bezug auf 1 ist die allgemein bei 10 gezeigte Lastbegrenzervorrichtung zum Befestigen eines Sicherheitsgurtschlosses 28 an einem allgemein bei 22 gezeigten Fahrzeug bereitgestellt.
Die Lastbegrenzervorrichtung 10 umfasst ein erstes rohrförmiges Element 12 und ein zweites rohrförmiges Element 14, das zu einer Mittelachse 16 des ersten rohrförmigen Elements 12 konzentrisch ist und in diesem gleiten kann, um eine verlängerbare Strebe zu bilden. Das erste rohrförmige Element 12 ist somit ein äußeres rohrförmiges Element, und das zweite rohrförmige Element 14 ist ein inneres rohrförmiges Element, und diese rohrförmigen Elemente sind zur Bewegung zwischen diesen teleskopisch angeordnet. Das erste rohrförmige Element 12 weist einen Schenkel 20 auf, der durch einen Bolzen 24 entweder an dem Sitz oder einem Karosserieblech des Fahrzeugs 22 angebracht ist. Das zweite rohrförmige Element 14 weist einen Schenkel 26 auf, der durch einen Textilgurt 30 an dem Sicherheitsgurtschloss 28 angebracht ist. Wenn demgemäß das Sicherheitsgurtschloss 28 durch eine den Insassen zurückhaltende Kraft nach links gedrückt wird, bewegt sich das zweite rohrförmige Element 14 in dem ersten rohrförmigen Element 12 nach links.
Ein Paar Eindrückelemente oder Schuhe 36 und 38 sind zwischen einem konischen Rampenabschnitt 42 des zweiten rohrförmigen Elements 14 und einem konischen Rampenabschnitt 44 des ersten rohrförmigen Elements 12 festgehalten, so dass die Eindrückelemente 36 und 38 dafür positioniert sind, in die Bewegung des zweiten rohrförmigen Elements 14 nach links einzugreifen. Die Eindrückelemente 36 und 38 sind als runde Kugeln gezeigt, können aber andere Formen aufweisen. Die Eindrückelemente 36 und 38 werden ortsfest gehalten und ihre Position wird durch einen allgemein bei 46 gezeigten Anpassungsmechanismus wie in den Zeichnungen gezeigt angepasst.
Insbesondere umfasst der Anpassungsmechanismus 46 eine Aktuatorplatte 50, eine Zahnradscheibe 52, ein Paar Kugeln 56 und 58, ein Antriebszahnrad 62 und einen Motor 64. Der Anpassungsmechanismus 46 ist in einem an dem ersten rohrförmigen Element 12 vorgesehenen Gehäuse 68 untergebracht. Eine Lagerplatte 70 des Gehäuses 68 weist einen Zapfen 74 auf, der eine Nabe 76 der Zahnradscheibe 52 aufnimmt. Die Zahnradscheibe 52 weist Zähne 78 auf, die mit dem Antriebszahnrad 62 des Motors 64 kämmen. Wie in 2 und 3 am besten ersichtlich ist, werden die Kugeln 56 und 58 in tränenförmigen Aussparungen 82 und 84 der Zahnradscheibe 52 und tränenförmigen Aussparungen 88 und 90 der Aktuatorplatte 50 festgehalten. Die Aktuatorplatte 50 weist einen abhängenden Schenkel 96 auf, der in einem Schlitz 98 des Gehäuses 68 festgehalten ist, so dass sich die Aktuatorplatte 50 nicht drehen kann.
Demgemäß treibt eine Drehung der Zahnradscheibe 52 die Kugeln 56 und 58 an, um wie in 1 ersichtlich die Aktuatorplatte 50 entweder nach rechts oder nach links zu bewegen. Das Bewegen der Aktuatorplatte 50 nach rechts, wie in 1A gezeigt, zwingt die Eindrückschuhe 36 und 38 den Rampenabschnitt 44 des ersten rohrförmigen Elements 12 hinunter, wodurch die Eindrückschuhe 36 und 38 näher zur Mittelachse 16 bewegt werden und die Eindrückschuhe 36 und 38 für einen größeren Grad an Eingriff mit dem zweiten rohrförmigen Element 14 positioniert werden. Auch wenn dies in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, kann es wünschenswert sein, die Eindrückschuhe 36 und 38 in einem Gehäuse einzubauen, um die Eindrückschuhe umlaufend um den Umfang der rohrförmigen Elemente beabstandet zu halten. Auch kann es wünschenswert sein, in den rohrförmigen Elementen Kerben oder Vertiefungen vorzusehen, um die Eindrückschuhe zu beabstanden und zu positionieren.
Unter erneutem Bezug auf 1 ist ein allgemein bei 110 gezeigtes Steuersystem zum Betreiben des Motors 64 vorgesehen. Das Steuersystem 110 umfasst mehrere Sensoren 122, 124 und 126 zum Erfassen verschiedener Bedingungen. Diese Sensoren können Bedingungen wie Fahrzeuggeschwindigkeit, Insassengewicht, Insassenposition, Sitzposition oder andere Betriebsvariablen erfassen. Diese Sensoren liefern einem Steuergerät 130 Eingaben, das den Motor 62 als Reaktion auf die von den Sensoren 122, 124 und 126 erfassten Bedingungen betreibt.
Es versteht sich, dass bei Betrieb bei Belasten des Sicherheitsgurtschlosses 28 durch eine Insassenrückhaltelast das durch den Gurt 30 wirkende Schloss 28 das zweite rohrförmige Element 14 wie in 1 ersichtlich nach links drückt. Wenn die Rückhaltelast eine bestimmte Größenordnung erreicht, beginnen die Eindrückschuhe 36 und 38, in das zweite rohrförmige Element 14 einzudrücken, was mittels der Verformung des Metalls des zweiten rohrförmigen Elements 14 Kerben erzeugt, wenn sich das zweite rohrförmige Element 14 nach links, hin zum Insassen bewegt. Demgemäß kann dank der Verformung von Metall während der Bewegung des zweiten rohrförmigen Elements 14 nach links die auf das Schloss 28 ausgeübte maximale Last so begrenzt werden, wie dies durch das Ausmaß der infolge der Verformung des Metalls erfolgenden Energieabsorption ermittelt wurde. Die Größenordnung der Energieabsorption wird somit durch den Anpassungsmechanismus 46 angepasst, um die Eindrückschuhe 36 und 38 für einen größeren oder kleineren Eingriff in die Bewegung des zweiten rohrförmigen Elements 14 nach links zu positionieren. Somit ist der Lastbegrenzer 10 eine verlängerbare Strebe, und die Länge der Strebe nimmt zu, wenn sich das zweite rohrförmige Element 14 während des Zurückhaltens des Insassen nach links bewegt und Energie durch Verformung des zweiten des rohrförmigen Elements 14 absorbiert wird. Die Bewegung des Innenrohrs 14 nach links kann durch das Vorsehen eines Anschlags begrenzt werden. Das Gehäuse 68 kann zum Beispiel von dem linken Ende des Innenrohrs 14 gegriffen werden, um die Bewegung nach links anzuhalten. Oder das rechte Ende des Innenrohrs 14 kann verdicktes Material aufweisen, das einer Verformung durch die Eindrückschuhe 36 und 38 Stand hält, um das Innenrohr zum Anhalten zu bringen.
Bei Anlassen des Fahrzeugs und während des Betriebs des Fahrzeugs kann die Lastbegrenzungsvorrichtung 10 ständig oder regelmäßig durch die Sensoren und das Steuergerät angepasst werden, um die Lastbegrenzungsvorrichtung 10 an die Rückhalteerfordernisse des jeweiligen Insassen unter den gerade bestehenden Betriebsbedingungen des Fahrzeugs anzupassen. Die Lastbegrenzungsvorrichtung wird nach dem Eintreten eines Vorfalls, der zu einer Verformung der rohrförmigen Elemente geführt hat, ausgetauscht.
Es versteht sich, dass die hierin gezeigte bestimmte Lastbegrenzungsvorrichtung 10 nur ein Beispiel für eine Lastbegrenzungsvorrichtung zur Verwendung beim Umsetzen dieser Erfindung ist. In meiner gleichzeitig erfolgten Patentanmeldung US 2009/0322066 A1 , eingereicht am 27. Juni 2008, ist eine andere Lastbegrenzungsvorrichtung gezeigt.
Somit ist ersichtlich, dass die Erfindung eine Lastbegrenzungsvorrichtung bereitstellt, durch die die auf einen sitzenden Insassen ausgeübte Rückhaltelast abhängig von den Betriebsvariablen, zum Beispiel Fahrzeuggeschwindigkeit, Insassengewicht, etc. den jeweiligen Bedürfnissen des sitzenden Insassen entsprechend angepasst und individuell festgelegt wird. Die Lastbegrenzungsvorrichtung ist eine verlängerbare Strebe, die sich mittels Metallverformung verlängert, und kann während des Fahrens des Fahrzeugs ständig in Abständen angepasst werden, so dass die Lastbegrenzungsvorrichtung bei. Auftreten eines Insassenrückhaltevorgangs zum Bereitstellen optimaler Rückhaltung des bestimmten Insassen bereit ist.

Claims

Lastbegrenzungsvorrichtung (10) zum Befestigen eines Sicherheitsgurtschlosses (28), umfassend: ein mit dem Fahrzeug (22) verbundenes Fahrzeugrohr (12) und ein mit dem Schloss (28) verbundenes Schlossrohr (14), wobei die Rohre (12, 14) konzentrisch mit einem Rohr (14) in dem anderen Rohr (12) angeordnet sind; mindestens einen Eindrückschuh (36, 38), der zwischen den Rohren (12, 14) festgehalten ist, und wobei sich das Schlossrohr (14) bei Ausüben einer Insassenrückhaltelast bezüglich des Fahrzeugrohrs (12) axial bewegt, so dass der Eindrückschuh (36, 38) mindestens eines der Rohre (12, 14) verformt; und einen Anpassungsmechanismus (46), der die Position des Eindrückschuhs (36, 38) anpasst, um dadurch das Ausmaß der Verformung des mindestens einen Rohrs (12, 14) festzulegen und dadurch das Energieabsorptionsvermögen der Lastbegrenzungsvorrichtung (10) selektiv zu steigern oder zu senken.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1, welcher weiterhin mehrere zwischen den Rohren (12, 14) festgehaltene Eindrückschuhe (36, 38) umfasst.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 2, welcher weiterhin umfasst, dass die Eindrückschuhe (36, 38) mehrere runde Kugeln sind.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1, welcher weiterhin mehrere Sensoren (122, 124, 126) zum Erfassen von Bedingungen, ein Steuergerät (130) und einen elektrischen Aktuator (64), der zum Betreiben des Anpassungsmechanismus (46) mitwirkt, umfasst.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1, welcher weiterhin umfasst, dass der Anpassungsmechanismus eine Aktuatorplatte (50) zum Bewegen der Eindrückschuhe (36, 38) in eine Position mit einem größeren oder kleineren Grad des Eingriffs in die Bewegung des Schlossrohrs umfasst.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 5, welcher weiterhin einen elektrischen Aktuator (64) zum Betätigen der Aktuatorplatte (50) umfasst, wobei der elektrische Aktuator (64) durch ein Steuergerät (130) als Reaktion auf erfasste Bedingungen betrieben wird, die die Notwendigkeit der Anpassung für das Zurückhalten des Insassen unter den erfassten Bedingungen anzeigen.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 6, welcher weiterhin umfasst, dass der elektrische Aktuator (64) ein Elektromotor (64) ist und ein Getriebemechanismus (52, 62) zum Betätigen der Aktuatorplatte (50) von dem Motor (64) betrieben wird.
Lastbegrenzungsvorrichtung zum Befestigen eines Sicherheitsgurtschlosses (28), umfassend: ein mit einem Fahrzeug (22) verbundenes erstes Rohr (12); ein mit dem Schloss (28) verbundenes zweites Rohr (14); mindestens eine zwischen den Rohren (12, 14) festgehaltene Kugel (36, 38), wobei sich das zweite Rohr (14) bei Ausüben einer Insassenrückhaltelast bezüglich des ersten Rohrs (12) axial bewegt, so dass die Kugeln (36, 38) das zweite Rohr (14) verformen; und einen Anpassungsmechanismus (46), der die Position der Kugeln (36, 38) anpasst, um dadurch das Ausmaß der Verformung des zweiten Rohrs (14) festzulegen und dadurch das Energieabsorptionsvermögen der Lastbegrenzungsvorrichtung (10) selektiv zu steigern oder zu senken; einen elektrischen Aktuator (64) zum Betreiben des Anpassungsmechanismus (46); mehrere Sensoren (122, 124, 126), die Bedingungen erfassen, aus denen die Notwendigkeit zum Steigern oder Senken des Energieabsorptionsvermögens der Lastbegrenzungsvorrichtung (10) ermittelt werden kann; und ein Steuergerät (130) zum Steuern des elektrischen Aktuators (64) als Reaktion auf die erfassten Bedingungen.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 8, welcher weiterhin umfasst, dass der elektrische Aktuator (64) ein Elektromotor (64) ist.
Lastbegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 9, welcher weiterhin umfasst, dass der Anpassungsmechanismus (46) eine durch den Motor (64) gedrehte Zahnradscheibe (52) und eine Aktuatorplatte (50) zum Bewegen der Kugeln (36, 38) bezüglich des zweiten rohrförmigen Elements (14) umfasst, um dadurch den Grad der Verformung des zweiten rohrförmigen Elements (14) festzulegen.