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Die Erfindung betrifft eine Gurtschloss-Kraftreduzierungsvorrichtung, ein Verfahren zur Reduzierung einer im Lastfall auf ein Gurtschloss eines Sicherheitsgurtes einwirkenden Kraft sowie eine entsprechende Verwendung.
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EP 0 557 863 B1 offenbart insbesondere einen Energiewandler in einem Rückhaltesystem für Fahrzeuginsassen, mit einem rohrförmigen Wandlerkörper aus plastisch verformbarem Material und einer in diesem aufgenommenen Verformungseinrichtung, an der ein Zug- oder Schubmittel angeschlossen ist und die wenigstens ein Deformationsglied aufweist, das bei Verschiebung der Verformungseinrichtung in dem Wandlerkörper in einer bestimmten Richtung mit der Wandlung des Wandlerkörpers in Eingriff gelangt und bei weiterer Verschiebung die Wandlung plastisch verformt, wobei die Verformungseinrichtung nur auf einer Seite mit Deformationsgliedern versehen und auf ihrer radial gegenüberliegenden Seite an der Innenseite des Wandlerkörpers gleitend abgestützt ist.
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DE 196 81 341 C1 beschreibt einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung, wobei der Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung für einen begrenzten Gurtbandauszug bei in Eingriff befindlichen Blockiersperrglied versehen ist, wobei die Kraftbegrenzungseinrichtung einen einerseits mit der Gurtaufwickelwelle und andererseits mit dem Blockierungssperrglied des Gurtaufrollers verbundenen Torsionsstab aufweist, wobei zur Verbindung des Torsionsstabes mit dem Blockiersperrglied ein an die zugeordnete Wellenstirn angeschlossener und sich mit der Gurtaufwickelwelle drehender Profilkopf als Träger des radial auslenkbaren Blockiersperrgliedes vorgesehen ist, wobei in den Kraftübertragungsweg zwischen Torsionsstab, Profilkopf und Welle eine zusätzliche energievernichtende Einrichtung zur Erhöhung der Rückhaltekraft vor dem Wirksamwerden und/oder während des Wirksamwerdens des Torsionsstabes zur Erzielung einer abgestuften und/oder degressiven Kraft-Weg-Kennlinie eingeschaltet ist.
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DE 10 2004 023 588 B4 offenbart eine Straffanordnung für ein Sicherheitsgurtschloss in Kraftfahrzeugen, bei welcher das Gurtschloss über ein in eine Schlaufe gelegtes Doppelseil mit einer Antriebsvorrichtung für die Straffung des Doppelseils verbunden ist, wobei zwischen den beiden Seitensträngen ein die Seilstänge des Doppelseils spreizender und mit dem Gurtschloss verbundener Spreizkörper angeordnet ist, über den die Schlaufe geführt ist, wobei zwischen Gurtschloss und Antriebsvorrichtung 1 der Umlenkung des Doppelseils aus der Bewegungsrichtung des Gurtschlosses in die Wirkrichtung der Antriebsvorrichtung dienender Umlenkblock mit einem Einlaufbereich für das Doppelseil angeordnet ist und in dem Umlenkblock die Seilstränge des Doppelseils in eine parallele Lage überführt sind, wobei der Spreizkörper eine derartige Spreizbreite aufweist, dass die Seilstränge des Doppelseils am Ende des Straffweges im Einlaufbereich des Umlenkblocks zwischen dem Spreizkörper und den Begrenzungswänden des Einlaufbereichs des Umlenkblocks eingeklemmt werden.
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Diesen drei Vorrichtung ist gemein, dass ein relativ komplizierter mechanischer Aufbau vonnöten ist, bei der eine Vielzahl von Elementen im Lastfall ineinandergreifen, um im Lastfall die auf ein Gurtschloss einwirkende Kraft zu reduzieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung bereitzustellen, die mittels relativ weniger mechanischer Elemente eine sichere Möglichkeit bietet, um im Lastfall die auf dem Gurtschloss einwirkende Kraft zu reduzieren.
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Die erfindungsgemäße Gurtschlosskraftreduzierungsvorrichtung ist derart eingerichtet, dass mittels eines ab- oder aufwickelbaren Kraftreduzierungselementes, beispielsweise und insbesondere in Form eines Drahtes, Seiles, Streifens oder Bleches, im Lastfall mittels Ab- oder Aufwickelns des Kraftreduzierungselementes die auf ein Gurtschloss einwirkende Kraft reduziert wird. Die Reduzierung der auf das Gurtschloss einwirkenden Kraft im Lastfall wird erreicht mittels Ab- oder Aufwickelns des Kraftreduzierungselementes, wobei hierbei sowohl eine Umformungsarbeit des Kraftreduzierungselementes und Reibung stattfindet, die beispielsweise und insbesondere auch nochmals mittels eines separaten Umlenkelementes bewerkstelligt bzw. verstärkt werden können, so dass sowohl eine zeitliche Verzögerung in Form einer Hysterese geschaffen wird als auch eine Umwandlung von kinetischer Energie in Umformungsenergie bis hin zu Wärme, um somit die Wahrscheinlichkeit von Schäden am Insassen, beispielsweise und insbesondere Schlüsselbeinbrüchen, zu reduzieren bzw. zu verhindern.
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In diesem Kontext ist es vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass im Lastfall ab einer vorbestimmten Entarretierungslastkraft ein Arretierungselement, beispielsweise und insbesondere in Form eines Stiftes, die Vorrichtung freigibt, so dass das Kraftreduzierungselement ab- oder aufgewickelt wird, um einen kontrollierten unteren Lastkraftfall zu definieren, so dass erst ab einer bestimmten Last die Vorrichtung freigegeben wird, so dass das Ab- oder Aufwickeln des Kraftreduzierungselementes vonstatten gehen kann.
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In diesem Kontext ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass bei Erreichen der Entarretierungslastkraft die Vorrichtung nach Freigabe in Richtung der krafteinwirkenden Richtung verschwenkt, beispielsweise und insbesondere mit Hilfe des oben erwähnten Fingers, so dass dieser bei Erreichen der Entarretierungskraft aus beispielsweise und insbesondere einer korrespondierenden Materialausnehmung herausgleitet oder wegbricht, so dass dann eine entsprechende Verschwenkung in Richtung der krafteinwirkenden Richtung stattfinden kann.
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In der Praxis hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass es sich beim Kraftreduzierungselement um eines aus der Gruppe Draht-, Seil-, Streifen- oder Blech-Element handelt.
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Weiterhin ist es in diesem Kontext vorteilhaft, wenn das Ab- oder Aufwickeln des Kraftreduzierungselementes gekoppelt ist mit einer Bewegung, insbesondere einer translatorischen Bewegung, des Gurtschlosses oder eines mit dem Gurtschloss verbundenen Anbindungselementes, um auf diese Art und Weise sicherzustellen, dass tatsächlich nur in einer Unfallsituation das Ab- oder Aufwickeln des Kraftreduzierungselementes vonstatten geht, um eben die auf das Gurtschloss einwirkende Kraft mittels des Kraftreduzierungselementes zu reduzieren.
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Bei einer ersten Auführungsform der erfindungsgemäßen Gurtschlosskraftreduzierungsvorrichtung ist es von Vorteil, wenn ein bzw. das Anbindungselement, beispielsweise und insbesondere in Form einer Führungsschiene, beispielsweise und insbesondere in Form einer pistolenähnlich ausgestalteten Führungsschiene, ein Langloch aufweist, in dem ein Abrollelement, beispielsweise und insbesondere in Form einer Welle, mit dem draht- oder seilförmigen aufgerollten Kraftreduzierungselement angeordnet ist, so dass im Lastfall bei Erreichen einer/der Entarretierungslastkraft das Anbindungselement eine Bewegung, beispielsweise und insbesondere eine verschwenkende Bewegung, vollführt, derart, dass das Kraftreduzierungselement zumindest teilweise vom Abrollelement abgewickelt und von einem Umlenkelement, beispielsweise und insbesondere in Form einer Welle, umgelenkt wird. Mit der Dimensionierung des Abrollelementes und des Umlenkelementes und dem translatorischen Abstand dieser beiden Elemente zueinander kann bereits das Verhalten des Kraftreduzierungselementes im Lastfall in Bezug auf Umformungsarbeit, Reibung und Abwickelfortschritt eine entsprechend gewünschte Spezifikation innerhalb des sog. Kraft-Weg-Diagramms spezifiziert werden.
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In diesem Kontext ist es vorteilhaft, dass ab einer vorbestimmten Entarretierungslastkraft nach Freigabe, beispielsweise und insbesondere nach Abknicken oder Herausrutschen des fingerartigen Arretierungselementes, das Anbindungselement relativ zum Abrollelement und Umlenkelement eine Bewegung ausführt, beispielsweise und insbesondere eine verschwenkende Bewegung.
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Bei einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es von Vorteil, dass ein bzw. das Anbindungselement stabartig ausgebildet ist, wobei das Anbindungsgelement beweglich in einem Führungselement, beispielsweise und insbesondere winkelartig ausgestaltet ist, und das Kraftreduzierungselement, beispielsweise und insbesondere in Form eines Drahtes oder Seils, aufgewickelt um das Führungselement angeordnet ist, so dass im Lastfall bei Erreichen einer/der Entarretierungslastkraft das Anbindungselement eine Bewegung, beispielsweise und insbesondere eine translatorische Bewegung, vollführt, derart, dass das Kraftreduzierungselement zumindest teilweise vom Führungselement abgewickelt und zumindest teilweise geradegezogen wird.
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In diesem Kontext hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, da in der Praxis bewährt, dass ab einer vorbestimmten Entarretierungslastkraft nach Freigabe das Anbindungselement relativ zum Führungselement eine Bewegung, beispielsweise und insbesondere eine verschwenkende Bewegung, ausführt.
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Bei einer dritten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass ein bzw. das Anbindungselement stabartig ausgebildet ist, wobei das Anbindungselement beweglich in einem Führungselement, beispielsweise und insbesondere in Form einer Röhre oder eines Schachtes, ist und das Kraftreduzierungselement an den Innenseiten des Führungselementes anliegt, wobei das Kraftreduzierungselement, beispielsweise und insbesondere in Form eines Streifens, zwischen den Innenseiten einen bogenförmigen Verlauf aufweist, so dass im Lastfall bei Erreichen einer/der Entarretierungslastkraft das Anbindungselement eine Bewegung vollführt, derart, dass das Kraftreduzierungselement zumindest teilweise im Führungselement abgewickelt und zumindest teilweise geradegezogen wird.
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In diesem Kontext hat es sich als vorteilhaft, da in der Praxis bewährt, herausgestellt, dass ab einer vorbestimmten Entarretierungslastkraft und nach Freigabe das Anbindungselement relativ zum Führungselement eine Bewegung, beispielsweise und insbesondere eine verschwenkende Bewegung, ausführt.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Reduzierung einer im Lastfall auf ein Gurtschloss eines Sicherheitsgurtes einwirkenden Kraft wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet.
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Bei der erfindungsgemäßen Verwendung ist es so, dass ein ab- oder aufwickelbares bzw. im Lastfall ab- oder aufwickelndes Element in einer beispielsweise und insbesondere Gurtschlossvorrichtung verwendet wird zur Reduzierung der im Lastfall auf ein Gurtschloss einwirkenden Kraft.
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Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele nicht beschränkend näher erläutert, wobei darstellt:
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1a) – eine ausschnittsweise und Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Nichtlastfall;
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1b) – eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Lastfall;
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2a) – eine ausschnittsweise und Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Nichtlastfall;
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2b) – eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Lastfall;
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3a) – eine ausschnittsweise und Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Nichtlastfall;
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3b) – eine ausschnittsweise Querschnittsdarstellung einer dritten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Lastfall.
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In 1a ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zu erkennen, die sich noch nicht im Lastfall befindet – und somit noch nicht in einer Unfallsituation, in der der Fahrzeuginsasse eine sehr große Kraft ausübt auf ein (nicht gezeigtes) Gurtschloss und somit auch auf ein Anbindungselement 3. Das Anbindungselement 3 weist ein Langloch 4 auf, in dem ein Abrollelement 5 mit einem drahtförmigen, aufgerollten Kraftreduzierungselement 1 angeordnet ist. Das Anbindungselement 3 ist angelängt mittels einer Nietverbindung 10 am (nicht gezeigten) Schlosskopf des Gurtschlosses einer Sicherheitsgurtvorrichtung.
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Das pistolenförmig ausgestaltete Anbindungselement 3 wird durch das Langloch 4 mit definierter Länge über eine Schraube 11 des Abrollelementes 5 und das Umlenkelement 6 geführt. Die Schraube 11 positioniert das Abrollelement 5, auf der das drahtförmige Kraftreduzierungselement 1 aufgewickelt ist. Dieser Draht dient als Kraftreduzierungselement und erfüllt seine Funktion im Sinne einer Kraftwegumwandlung bei gleichzeitiger Materialverformung und Erzeugung von Wärme, so dass ein Teil der angreifenden Kraft in Wärme umgewandelt wird und somit eine Reduzierung als auch eine zeitliche Verzögerung erreicht wird, so dass das Risiko einer Verletzung des Fahrzeuginsassen durch zu hohe Kräfte vermindert wird.
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Das Abrollelement 5 ist an einem (nicht gezeigten) Sitzblech verschraubt und stellt die Sitzanbindung als solche dar. Zudem wird der kraftreduzierende Draht mittels des Umlenkelementes 6 umgelenkt, wobei dieser befestigt ist mittels einer Crimpverbindung 12. Das Abrollelement 5 als auch das Umlenkelement 6 sind mittels eines Halterbleches 13 in definierter Position zueinander fixiert. An diesem Halteblech 13 ist ein Arretierungselement 2 in Form eines gebogenen Fingers vorgesehen, welcher bei der Montage in die Öffnung im Sitzblech greift. Dadurch wird die Funktion einer Verdrehsicherung gewährleistet.
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Im Lastfall (s. nunmehr 1a) überträgt das Anbindungselement 3 die resultierende Kraft auf das Kraftreduzierungselement, nämlich auf den Draht 1, und den Finger 2 der Verdrehsicherung. Der Draht 1 wickelt sich bei einem vorbestimmten Kraftniveau vom wellenförmigen Abrollelement 5 ab, wird vom Umlenkelement 6 umgelenkt und nimmt dadurch Kraft und somit Energie auf, um diese dann letztlich in Wärme und Umformungsarbeit umzuwandeln, während der Draht 1 selbst dabei Weg freigibt. Das auftretende Kraftniveau wird dabei sowohl durch Reibkräfte als auch durch Umformkräfte beeinflußt. Zudem kann sich die Vorrichtung in die krafteinwirkende Richtung ausrichten. Der Finger 2 verbiegt sich bei Überschreitung eines definierten Kraftniveaus und weicht aus der Sitzblechöffnung, so dass die Vorrichtung um den Anschraubpunkt des Umlenkelementes 6 drehen kann. Dadurch werden zwei Teilfunktionen erfüllt, nämlich die der Drehversicherung im Normalzustand und die der Ausrichtung im Lastfall. Das Anbindungselement 3 verschiebt sich bei wirkender Kraft bis das Langloch 4 bzw. der hintere Materialsteg des Anbindungselementes 3 gegen das Abrollelement 5 stößt und eine weitere Verschiebebewegung somit verhindert. Die dann wirkende Kraft wird in dieser Position durch einen Kraftschluß über das Anbindungselement 3, das Umlenkelement 6, das Halterblech 13 und das Abrollelement 5 auf das Sitzblech übertragen und gehalten.
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In den 2a und 2b ist eine zweite Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, bei der als Anbindungselement 3 zum (nicht gezeigten) Schlosskopf ein Halterblech 20 mit einem Nietloch 21 dient. Der Schlosskopf kann durch die Nietverbindung an die erfindungsgemäße Vorrichtung angebunden werden. Durch eine Crimpverbindung 22 wird das Halterblech an einem (weiteren bzw. zu den Elementen 20, 21 und 22 gehörenden) Anbindungselement 3 in Form eines Führungsstabes befestigt. Dieser hat eine definierte Länge und ist am anderen Ende ebenfalls durch eine Vercrimpung mit einer Klemme 23 verbunden. Diese dient im Lastfall als Anschlag und Aufnehmer der dann herrschenden Kraft. Der Führungsstab 3 wird in einem zylinderförmigen Führungselement 7 in einer (nicht gezeigten) Durchgangsbohrung geführt. Um das zylinderförmige Führungselement 7 ist spiralförmig ein Kraftreduzierungselement 1 in Form eines Drahtes gewickelt, der in Verlängerung zum Schlosskopf durch eine (nicht gezeigte) Bohrung in einer Brücke 24 gelenkt wird und über die Crimpverbindung 22 am Halterblech 20 befestigt ist.
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Mittels der Brücke 24 wird eine Möglichkeit zur Befestigung am (nicht gezeigten) Sitzblech hergestellt. Das zylinderförmige Führungselement 7 und die Brücke 25 sind als Gussteil zu einem Bauteil zusammengefaßt. Eine Schraube 25 durch die Brücke 24 befestigt den Schlosshalter am (nicht gezeigten) Sitzrahmen. Ein stiftförmiges Arretierungselement 2, das ebenfalls Bestandteil des Gussteils ist, sichert den Halter vor einer Verdrehung. Im Lastfall überträgt sich die resultierende Kraft auf den Draht 1 und den Stift 2. Bei Überschreiten des entstehenden Kraftmoments um den Anschraubpunkt der Schraube 25 des Kraftniveaus, bis zu dem der Schlosshalter fixiert werden soll, schert der Stift 2 an der Öffnung des Sitzblechs ab. Die Vorrichtung kann sich dann um den Anschraubpunkt drehen und in Kraftrichtung ausrichten. Parallel wird der Draht 1 ab einem definierten Kraftniveau durch die Bohrung in der Brücke 24 gezogen. Aus dem spiralförmigen Zustand wird er durch Materialumformung in eine lineare Form gebracht und gibt Weg frei. In Verbindung mit den dadurch entstehenden Umformungs- und Reibkräften wird das aufzubringende Kraftniveau gesteuert. Während der Kraft-Weg-Umwandlung gibt der Führungsstab 3 den durch seine Länge definierten Weg frei und blockiert danach die Klemme 23 am Zylinder 7, was dann zu einer maximalen Kraftaufnahme führt.
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In den 3a und 3b ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. Für eine Schlosskopfanbindung wird ein Anbindungselement in Form eines Führungsbleches 3 mit Loch für den üblichen Schlosskopfniet 30 verwendet. Dieses Führungsblech 3 ist durch einen weiteren Niet 31 mit einem Kraftreduzierungselement 1 in Form eines Biegebleches verbunden. Dieses dient im Lastfall der Kraft-Weg-Umwandlung. Eine zweite Befestigung 35 des Biegebleches 1 ist an einer U-Schiene 32 auf der gesamten Länge zur Schienenmitte gebogen, wodurch die offene Seite der Schiene schmaler wird. Diese Art Führungselement ist notwendig, damit sich die Führungsschiene abstützen kann. Das Biegeblech 1 wird dadurch in einem konstanten Abstand geführt. Eine zusätzliche Kontur der Schultern dient als Anschlag 33 der Führungsschiene nach zurückgelegtem Weg.
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Für die Anbindung der U-Schiene 32 am (nicht gezeigten) Sitzrahmen wird eine Schraube 34 verwendet. Die Teilfunktion der Verdrehsicherung wird durch einen Finger 2 erfüllt, der aus dem Boden der U-Schiene 32 gebogen ist. Dieser greift bei der Montage in eine vorgesehene Öffnung am (nicht gezeigten) Sitzblech. Im Lastfall überträgt sich die Zugkraft auf das Biegeblech 1, wodurch dieses verformt wird. Beide Enden des kraftaufnehmenden Biegeblechs 1 werden dadurch parallel zueinander verschoben. Die dafür notwendige Kraft bestimmt in Verbindung mit der Reibung und Umformung zwischen Führungsschiene 3 und U-Schiene 32 das Kraftniveau, bei dem Weg freigegeben wird. Durch die Schultern 8 der U-Schiene 32 ist über den gesamten Weg ein konstanter Biegeradius vorgegeben, innerhalb dessen sich die Führungsschiene 3 bewegt und die Kraft-Weg-Umwandlung stattfindet. Wirkt die auftretende Kraft in Form von Schrägzug, wodurch ein Moment um den Anschraubpunkt 34 entsteht, verbiegt sich der Finger 2 ab einer erforderlichen Kraftschwelle. Dadurch gleitet dieser aus dem vorgesehenen Loch im (nicht gezeigten) Sitzblech und läßt ein Verdrehen in Kraftrichtung zu. Um die gewünschte Wegfreigabe durch das Biegeblech 1 zu steuern, blockiert der Niet 31 nach einer definierten Strecke am Anschlag 33 der U-Schiene 32, wobei die Maximalkraft in dieser Position gehalten wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0557863 B1 [0002]
- DE 19681341 C1 [0003]
- DE 102004023588 B4 [0004]
