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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einem mehrlagigen aufblasbaren Sicherheitsgurt, sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Sicherheitsgurteinrichtung mit den Merkmalen der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 9.
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Sicherheitsgurteinrichtungen haben im Allgemeinen die Aufgabe, den Insassen im Unfall zurückzuhalten und möglichst direkt an die Fahrzeugverzögerung anzukoppeln. Dazu können die Sicherheitsgurteinrichtungen zusätzlich mit Straffvorrichtungen versehen sein, durch die vor der eigentlichen beginnenden Vorwärtsverlagerung des Insassen eventuell in dem Sicherheitsgurt vorhandene Gurtlose herausgezogen wird, so dass der Gurt möglichst eng an dem Insassen anliegt. Ferner sind die Sicherheitsgurteinrichtungen mit Gurtaufrollern versehen welche den Auszug des Sicherheitsgurtes bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Gurtbandauszugsbeschleunigung oder Fahrzeugverzögerung automatisch blockieren. Sofern die Sicherheitsgurteinrichtung mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung versehen ist, ist im Anschluss nach dem Blockieren des Gurtbandauszuges nur noch ein Gurtauszug durch die Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung möglich, wobei die von dem Gurt auf den Insassen ausgeübte Kraft durch die Kraftbegrenzungseinrichtung dabei auf ein vorbestimmtes Niveau begrenzt wird.
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Eine weitere Reduzierung der Insassenbelastung kann durch die Verwendung von aufblasbaren Sicherheitsgurten erzielt werden, welche wenigstens doppellagig sind und im Unfall zu einer dicken Wurst aufgeblasen werden. Durch das Aufblasen liegt der Sicherheitsgurt mit einer größeren Oberfläche an dem Insassen an, so dass die Flächenbelastung des Insassen bei gleichen Kräften reduziert wird. Ferner hat ein aufblasbarer Sicherheitsgurt den Vorteil, dass durch das Aufblasen des Sicherheitsgurtes Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herausgezogen wird, und der Sicherheitsgurt dadurch zu Beginn der darauf folgenden Vorwärtsverlagerung enger an dem Insassen anliegt.
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Aus der
DE 10 2008 048 340 B3 ist bereits eine Vorrichtung zum Aufblasen eines mehrlagigen aufblasbaren Sicherheitsgurtes bekannt, bei der der aufblasbare Sicherheitsgurt durch einen auf eine der Lagen des aufblasbaren Sicherheitsgurtes gerichteten Gasgenerator aufblasbar ist. Bei der Aktivierung des Gasgenerators wird ein Gasstrom erzeugt, welcher eine Öffnung in eine der Lagen des aufblasbaren Sicherheitsgurtes brennt und anschließend den aufblasbaren Sicherheitsgurt durch die so geschaffene Öffnung aufbläst. Aufgrund der vorgeschlagenen Lösung kann der aufblasbare Sicherheitsgurt an einer beliebigen Stelle befüllt werden, und es müssen keine gesonderten Verbindungsstücke zur Befüllung des aufblasbaren Sicherheitsgurtes mit dem Gasgenerator vorgesehen werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherheitsgurteinrichtung mit einem mehrlagigen aufblasbaren Sicherheitsgurt, sowie ein Verfahren zur Ansteuerung einer solchen Sicherheitsgurteinrichtung zu schaffen, welche mit einem einfachen konstruktiven Aufbau eine optimale Rückhaltung des Insassen bei einer gleichzeitig geringen Insassenbelastung ermöglichen soll.
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Zur Lösung der Aufgabe wird eine Sicherheitsgurteinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass die Sicherheitsgurteinrichtung eine Straffvorrichtung aufweist, und der Gasgenerator nach der Aktivierung der Straffvorrichtung aktivierbar ist. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass durch die vorgesehene Straffvorrichtung die Sicherheitsgurteinrichtung mit dem aufblasbaren Sicherheitsgurt weiter verbessert wird, indem durch die Straffvorrichtung weitere Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt herausgezogen werden kann, und dadurch der Insasse noch früher an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt wird. Ferner wird durch die vorgeschlagene Reihenfolge der Aktivierung die an dem Insassen anliegende Länge des Sicherheitsgurtes, welche durch den Gasgenerator zur Reduzierung der Insassenbelastung aufgeblasen werden soll, verringert, so dass der durch den Gasgenerator erzeugte Gasstrom wesentlich effektiver zum Aufblasen der für die Insassenbelastung entscheidenden Länge des Sicherheitsgurtes genutzt werden kann, und durch den höheren Druck in dem aufgeblasenen Sicherheitsgurt dessen Standzeit verlängert wird. Da der Sicherheitsgurt dabei durch eine der Lagen aufgeblasen wird, ergibt sich ein sehr einfacher konstruktiver Aufbau, da zur Befüllung des aufblasbaren Sicherheitsgurtes kein Anschlussstück erforderlich ist, und der aufblasbare Sicherheitsgurt konstruktiv nicht verändert werden muss.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Gasgenerator nach der Vollendung der Straffbewegung des Sicherheitsgurtes aktivierbar ist. Nach der Vollendung der Straffbewegung bewegt sich der aufblasbare Sicherheitsgurt nicht mehr, so dass der Gasgenerator auf eine fixierte Stelle der Lage des aufblasbaren Sicherheitsgurtes gerichtet ist. Dadurch ist die Intensität, mit der der Gasstrom auf die Oberfläche der Lage des aufblasbaren Sicherheitsgurtes einwirkt, größer, und die Verluste des Gasstromes werden verringert. Insgesamt kann der Aufblasvorgang dadurch verkürzt und effektiver gestaltet werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Gasgenerator an einem Ende eines die Brust des Insassen kreuzenden Diagonalabschnittes des Sicherheitsgurtes angeordnet ist. Da der Diagonalabschnitt des Sicherheitsgurtes der für die Brustbelastung des Insassen entscheidende Gurtabschnitt ist, sollte dieser Abschnitt bevorzugt aufgeblasen werden. Durch die Anordnung des Gasgenerators an einem Ende des Diagonalabschnittes kann der Diagonalabschnitt besonders effektiv und schnell aufgeblasen werden, da der Gasstrom vor dem Aufblasen des Diagonalabschnittes nicht durch eine Umlenkstelle hindurchgeführt werden muss.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist darin zu sehen, indem die Straffvorrichtung einem Gurtaufroller zugeordnet ist. Durch die Zuordnung der Straffvorrichtung zu einem Gurtaufroller wird bei einer Aktivierung der Straffvorrichtung die freie Länge des Sicherheitsgurtes verkürzt. Diese verkürzte freie Länge des aufblasbaren Sicherheitsgurtes hat wiederum den Vorteil, dass auch das Aufblasvolumen des aufblasbaren Sicherheitsgurtes verringert wird, und der zur Verfügung stehende Gasstrom wesentlich wirkungsvoller zu einem Aufblasen des Sicherheitsgurtes mit einem höheren Innendruck genutzt werden kann. Durch den größeren Innendruck wird der aufblasbare Sicherheitsgurt zu einer Wurst mit einer größtmöglichen Dicke und einer verlängerten Standzeit aufgeblasen.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass der Gasgenerator und die Straffvorrichtung an demselben Ende eines Diagonal- oder Beckenabschnitts des Sicherheitsgurtes angeordnet sind. Die vorgeschlagene Anordnung ist aus mehreren Gründen vorteilhaft. Ein Vorteil ist darin zu sehen, dass bei einer Aktivierung der Straffvorrichtung das Ende zurückgezogen wird, an dem auch der Gasgenerator angeordnet ist. Dadurch ist der von dem Gasgenerator erzeugte Gasstrom bewusst von dem durch die Straffvorrichtung zurückgezogenen Abschnitt des Sicherheitsgurtes weg gerichtet, so dass dieser Abschnitt nicht aufgeblasen wird, und der zur Verfügung stehende Gasstrom im Sinne einer reduzierten Insassenbelastung wirkungsvoller zum Aufblasen des an dem Insassen anliegenden Abschnittes des aufblasbaren Sicherheitsgurtes genutzt werden kann. Ferner kann der Gasgenerator mit der Straffvorrichtung als bauliche Einheit ausgebildet werden, z. B. indem der Gasgenerator an einem Rahmen eines Gurtaufrollers angeordnet ist, an dem auch eine Straffvorrichtung angeordnet ist, wodurch der Montageaufwand beim Fahrzeughersteller verringert werden kann, da in diesem Fall lediglich der Gurtaufroller, wie auch bei herkömmlichen Sicherheitsgurteinrichtungen, an dem Fahrzeug befestigt werden muss.
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Aus verschiedenen Versuchen und Erfahrungen aus dem Ablauf eines typischen Unfalls hat sich ergeben, dass eine Reduzierung der Insassenbelastung durch den aufblasbaren Sicherheitsgurt besonders effektiv ist, wenn der Gasgenerator in einem Zeitraum zwischen 12 ms und 20 ms nach dem Erkennen eines Unfalls aktivierbar ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die Lage, auf die der Gasgenerator gerichtet ist, die Lage ist, welche bei nicht verdrehtem Sicherheitsgurt nicht an dem Insassen anliegt. Die an dem Insassen anliegende Lage des aufblasbaren Sicherheitsgurtes wird dadurch durch den auftreffenden Gasstrom nicht beschädigt, so dass z. B. eine mögliche Gurtbandauszugsbewegung durch eine nachfolgend aktivierte Kraftbegrenzungseinrichtung nicht gestört wird.
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Eine besonders einfache Ansteuerung des Gasgenerators und der Straffvorrichtung kann dadurch erzielt werden, wenn die Straffvorrichtung und der Gasgenerator über eine gemeinsame Ansteuereinrichtung ansteuerbar sind. Da der Gasgenerator und die Straffvorrichtung in einer festen zeitlichen Abfolge nacheinander aktiviert werden, können die Ansteuersignale besonders effektiv in einer gemeinsamen Ansteuereinrichtung erzeugt werden, wobei die zeitlich verzögerte Ansteuerung des Gasgenerators auch durch ein Verzögerungsglied realisiert werden kann. In diesem Fall ist nur ein Ansteuersignal für die Ansteuerung der Straffvorrichtung erforderlich, während die Aktivierung des Gasgenerators für den aufblasbaren Sicherheitsgurt dadurch erfolgt, indem das Verzögerungsglied zu dem Ansteuersignal der Straffvorrichtung hinzuaddiert wird. Das Verzögerungsglied kann ein steuerungstechnisch umgesetztes Totzeitglied oder auch ein mechanischer Abbrandsatz sein. Eine gemeinsame Ansteuereinrichtung kann besonders einfach verwirklicht werden, wenn der Gasgenerator und die Straffvorrichtung an einem gemeinsamen Ende des Diagonalabschnittes oder des Beckenabschnittes des Sicherheitsgurtes angeordnet sind.
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Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zur Ansteuerung einer Sicherheitsgurteinrichtung mit einem mehrlagigen aufblasbaren Sicherheitsgurt, und
- – einem Gasgenerator, welcher auf eine der Lagen des aufblasbaren Gurtes gerichtet ist, und
- – bei einer Aktivierung einen Gasstrom erzeugt, mit dem der aufblasbare Sicherheitsgurt durch wenigstens eine Lage des mehrlagigen Sicherheitsgurtes aufblasbar ist,
vorgeschlagen, bei dem
- – die Sicherheitsgurteinrichtung eine Straffvorrichtung aufweist, und
- – der Gasgenerator nach der Aktivierung der Straffvorrichtung aktiviert wird.
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Insbesondere sollte im Sinne einer optimalen Rückhaltefunktion mit einer geringen Insassenbelastung der Gasgenerator mit einer Zeitverzögerung von 10–15 ms nach der Aktivierung der Straffvorrichtung aktiviert werden. Die vorgeschlagene Zeitverzögerung kann in dem Ansteuerungsverfahren als feste Zeitgröße berücksichtigt werden, da sie sich im Sinne einer Reduzierung der Insassenbelastung als ideal und unabhängig von dem Bewegungsablauf des Insassen beim Unfall, der Unfallschwere und der Unfallrichtung herausgestellt hat.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Figuren sind im Einzelnen zu erkennen:
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1: Fahrzeugsitz mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitsgurteinrichtung;
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2: Gasgenerator mit einem aufblasbaren Sicherheitsgurt während des Aufblasvorganges in vergrößerter Darstellung;
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3: Graphische Darstellung der Gurtbandeinzugsbewegung über der Zeit.
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In der 1 ist beispielhaft eine erfindungsgemäße Sicherheitsgurteinrichtung in einem Ausschnitt eines Kraftfahrzeuges zu erkennen. Die Sicherheitsgurteinrichtung umfasst einen aufblasbaren Sicherheitsgurt 3, der in einem am unteren Ende einer B-Säule des Kraftfahrzeuges befestigten Gurtaufroller 4 aufwickelbar ist. Von dem Gurtaufroller 4 erstreckt sich der Sicherheitsgurt 3 nach oben bis zu einem Umlenker 8, in dem er zu einem Diagonalabschnitt 9 umgelenkt wird. Der Diagonalabschnitt 9 verläuft von dem Umlenker 8 zu einem an der Fahrzeuginnenseite eines Fahrzeugsitzes 1 angeordneten Gurtschloss 6 und kreuzt dabei die Brust eines nicht dargestellten Insassen oder in der Darstellung die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes 1. Von dem Gurtschloss 6 verläuft der Sicherheitsgurt 3 weiter in einem Beckenabschnitt 10 zu einem zwischen der B-Säule 2 und dem Fahrzeugsitz 1 an dem Fahrzeugboden angeordneten Endbeschlag 14. Der Sicherheitsgurt 3 ist in dem Gurtschloss 6 mittels einer nicht dargestellten Gurtzunge gehalten, welche wiederum einen Schlitz zum freien Durchlauf des Sicherheitsgurtes aufweist. Aufgrund des freien Durchlaufs durch den Schlitz der Gurtzunge können sich die Längen des Diagonalabschnittes 9 und des Beckenabschnittes 10 in Abhängigkeit von dem Insassentyp und der Sitzposition des Insassen verändern. Die Geometrie des Sicherheitsgurtes 3 entspricht soweit einem herkömmlichen 3-Punkt-Gurt.
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Der Gurtaufroller 4 ist mit einer Straffvorrichtung 13 versehen, welche bei einem Unfall über eine Ansteuereinrichtung 7 aktiviert wird und daraufhin in einer ersten Phase des Unfalles die Gurtwelle des Gurtaufrollers 4 schlagartig in Aufwickelrichtung antreibt, um noch vorhandene Gurtlose aus dem Sicherheitsgurt 3 herauszuziehen. Ferner ist an der B-Säule 2 im Bereich des Umlenkers 8 eine Aufblaseinrichtung 5 zum Aufblasen des aufblasbaren Sicherheitsgurtes 3 vorgesehen, welche ebenfalls durch die Ansteuereinrichtung 7 angesteuert wird. Aufgrund ihrer Anordnung wirken sowohl die Straffvorrichtung 13 als auch die Aufblaseinrichtung 5 auf das obere Ende des Diagonalabschnittes 9 des Sicherheitsgurtes 3. Bei einer Aktivierung der Straffvorrichtung 13 wird der Sicherheitsgurt 3 schlagartig angestrafft, so dass die nachfolgend über die Aufblaseinrichtung 5 noch aufzublasende freie Länge des Sicherheitsgurtes 3 und insbesondere die Länge des Diagonalabschnittes 9 entsprechend kürzer ist. Durch die verkürzte Länge kann der von dem Gasgenerator 11 (s. 2) erzeugte Gasstrom wesentlich effektiver zum Aufblasen des aufblasbaren Sicherheitsgurtes 3 genutzt werden, d. h. der erzielbare Innendruck des aufblasbaren Sicherheitsgurtes 3 wird größer und die Standzeit gleichzeitig verlängert.
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In der 2 ist der aufblasbare Sicherheitsgurt 3 mit der Aufblaseinrichtung 5 vergrößert dargestellt. Der aufblasbare Sicherheitsgurt 3 ist aus zwei Lagen 3a und 3b gebildet, welche vor der Aktivierung der Aufblaseinrichtung 5 fest miteinander verbunden sind und dadurch einen Sicherheitsgurt 3 herkömmlicher Formgebung bilden. In der Aufblaseinrichtung 5 ist ein Gasgenerator 11 in einem Winkel B zu der Längserstreckung A des Sicherheitsgurtes 3 angeordnet. Bei einer Aktivierung der Aufblaseinrichtung 5 bzw. des Gasgenerators 11 erzeugt der Gasgenerator 11 einen Gasstrom mit einem hohen Druck und einer hohen Temperatur, der durch die Ausrichtung des Gasgenerators 11 direkt in einem Winkel B auf die Lage 3a des Sicherheitsgurtes 3 gerichtet ist, welche bei nicht verdrehtem Sicherheitsgurt 3 im weiteren Verlauf des Sicherheitsgurtes nicht zur Anlage an dem Insassen gelangt. Aufgrund der hohen Energie des Gasstromes tritt dieser durch die Lage 3a zwischen die Lagen 3a und 3b des Sicherheitsgurtes 3 ein und bläst den Sicherheitsgurt 3 in Längsrichtung A, d. h. in diesem Fall den Diagonalabschnitt 9 in Richtung des unteren durch das Gurtschloss 6 begrenzten Endes auf. Aufgrund der hohen Energie des Gasstromes kann es dabei zu einem Einbrennen einer Öffnung 12 in die Lage 3a kommen. Da der Gasgenerator 11 erst nach der Beendigung der Straffbewegung des Sicherheitsgurtes 3 aktiviert wurde, ist der durch den Gasgenerator 11 erzeugte Gasstrom dabei ausschließlich auf eine stillstehende Fläche der Lage 3a gerichtet, so dass das Einströmen des Gasstromes zwischen die Lagen 3a und 3b mit möglichst wenig Verlusten erfolgt, und die Flächenbelastung der Lage 3a, durch die die Öffnung 12 eingebrannt wird, möglichst hoch ist.
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In der 3 ist zum besseren Verständnis der Erfindung die Gurtbandeinzugsbewegung an dem Gurtaufroller 4 über der Zeit dargestellt. In einer ersten Phase I im Bereich zwischen 8 ms und 12 ms nach der Detektion eines Unfalls ist die Straffvorrichtung 14 aktiviert, und der Sicherheitsgurt 3 wird auf den Gurtaufroller 4 aufgerollt. Nach der Beendigung der Straffbewegung nach 12 ms findet kein Gurtbandeinzug mehr statt, der Sicherheitsgurt 3 steht praktisch still. In der Phase II des Stillstandes des Sicherheitsgurtes 3 zwischen 12 ms und 20 ms findet das Aufblasen des aufblasbaren Sicherheitsgurtes 3 statt. Nach dem Abschluss des Aufblasens des Sicherheitsgurtes 3 nach 20 ms findet in einer Phase III ein durch eine Kraftbegrenzungseinrichtung ermöglichter kraftbegrenzter Gurtbandauszug statt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008048340 B3 [0004]
