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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug nach dem Obergriff des Patentanspruches 1.
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Eine solche Sicherheitsgurteinrichtung kann beispielhaft einen 3-Punkt-Sicherheitsgurt mit einem Beckengurtanteil sowie einem Schultergurtanteil aufweisen. Der Beckengurtanteil des Sicherheitsgurtes erstreckt sich bei angelegtem Sicherheitsgurt in der Fahrzeugquerrichtung zwischen einem fahrzeuginneren Anbindungspunkt sowie einem fahrzeugäußeren Anbindungspunkt. Der auf Beckenhöhe befindliche fahrzeuginnere Anbindungspunkt ist lösbar ausgeführt und in gängiger Praxis durch eine am Sicherheitsgurt gehalterte Gurtzunge sowie einem damit zusammenwirkenden, fahrzeugfesten Gurtschloss realisiert. Ein etwa auf Schulterhöhe befindlicher, fahrzeugäußerer Anbindungspunkt ist meist durch einen Umlenkbeschlag realisiert, um den der Schultergurtanteil bis zu einem, in einer Fahrzeugsäule verbauten Retraktor geführt ist.
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Aus der
DE 196 53 510 B4 ist eine gurtkraftbegrenzende Einrichtung für einen Sicherheitsgurt bekannt. Diese ist in der oben skizzierten Sicherheitsgurteinrichtung einsetzbar. Demzufolge weist der Retraktor der Sicherheitsgurteinrichtung eine hohle Wickeltrommel auf, in deren Hohlraum ein damit kraftschlüssig verbundener, in Torsionsrichtung deformierbarer Torsionsstab vorgesehen ist, der wiederum in Wirkverbindung mit einer Blockiereinheit des Retraktors ist. Bei einem, am Fahrzeuginsassen angelegten Sicherheitsgurt wird die Wickeltrommel im Falle einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung mit Hilfe der Blockiereinrichtung blockiert, um einen Gurtauszug zu verhindern. Dadurch wirkt eine Gurtkraft auf den Fahrzeuginsassen. Übersteigt die Gurtkraft einen vorgegebenen Grenzwert, erfolgt eine Deformation des in der Wickeltrommel befindlichen Torsionsstabes, und zwar unter Freigabe eines Gurtauszugsweges.
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Im obigen Stand der Technik bildet also der Torsionsstab eine Gurtkraftbegrenzungseinheit im Sinne der Erfindung, die mit größerem Bauteil- sowie Konstruktionsaufwand unmittelbar im Retraktor verbaut ist. Zudem kann der durch Deformation des Torsionsstabes bereitgestellte zusätzliche Gurtauszugsweg aufgrund konstruktiver Gegebenheiten beschränkt sein.
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Aus der
DE 10 2011 109 565 A1 ist eine gattungsgemäße Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug bekannt, wobei eine Hemmvorrichtung mit Rohren vorgesehen ist. Bei entsprechender Zugbeanspruchung am Gurtband werden die Rohre gefaltet bzw. zusammengeschoben. In der der
DE 10 2011 109 565 A1 ist das Gurtschloss an einem Anbindungspunkt an einem Fahrzeugsitz bzw. an einer Fahrzeugstruktur im Bereich des Fahrzeugsitzes befestigt und gehalten.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der im Crashfall eine betriebssichere sowie einfach realisierte Gurtkraftbegrenzung erfolgen kann.
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Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Die Erfindung beruht auf der Problematik, dass im Stand der Technik die im Crashfall bereitgestellte Gurtkraftbegrenzung alleine durch den Retraktor erfolgt, wodurch sich eine konstruktiv sowie montagetechnisch aufwendige Bauweise des Retraktors ergibt. Vor diesem Hintergrund ist erfindungsgemäß die Gurtkraftbegrenzungseinheit nicht mehr im Retraktor integriert, sondern vielmehr örtlich davon beabstandet am Gurtschloss integriert. Die am Gurtschloss integrierte Gurtkraftbegrenzungseinheit kann je nach Auslegung alleine oder in Zusammenspiel mit der im Retraktor verwendeten Gurtkraftbegrenzungseinheit arbeiten.
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Die aus dem Stand der Technik bekannte Gurtkraftbegrenzung erfolgt durch Bereitstellung eines zusätzlichen Gurtauszugsweges. Demgegenüber wird in der erfindungsgemäßen Gurtkraftbegrenzungseinheit kein zusätzlicher Gurtauszugsweg bereitgestellt, sondern wird vielmehr mittels der Gurtkraftbegrenzungseinheit das Gurtschloss um einen Längenversatz verlagert, um die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Gurtkraft zu begrenzen.
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Das Gurtschloss ist über zumindest ein Verbindungselement an einem fahrzeugseitigen Anbindungspunkt angebunden. Der fahrzeugseitige Anbindungspunkt weist ein fahrzeugseitiges Befestigungselement bzw. eine Befestigungsstruktur auf, an der das Verbindungselement befestigt ist.
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Das Verbindungselement kann beispielhaft zumindest ein Drahtseilabschnitt sein und sich über eine freie Verbindungstrecke zwischen dem gurtschlossseitigen Anbindungspunkt und dem fahrzeugseitigen Anbindungspunkt erstrecken. Die Gurtkraftbegrenzungseinheit kann dabei in beliebiger Weise mit dem Verbindungselement derart zusammenwirken, dass im Crashfall das Gurtschloss um den Längenversatz verlagert wird.
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Die Gurtkraftbegrenzungseinheit kann dabei so ausgelegt sein, dass sich das Gurtschloss erst dann um einen Längenversatz verlagert, wenn die am Gurtschloss angreifende Gurtkraft einen Gurtkraft-Grenzwert überschreitet. Bevorzugt kann die Gurtkraftbegrenzungseinheit so ausgelegt sein, dass sich die Größe des bereitgestellten Längenversatzes in Abhängigkeit von der am Gurtschloss und am Fahrzeuginsassen angreifenden Gurtkraft bestimmt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Gurtkraftbegrenzungseinheit zumindest ein Deformationselement aufweisen. Das Deformationselement kann dabei derart in Wirkverbindung mit dem Gurtschloss sein, dass sich das Gurtschloss unter plastischer oder elastischer Verformung des Deformationselements um den Längenversatz verlagert. In einer speziellen Einbausituation kann das Verbindungselement in seiner Einbaulage nicht ortsfest im fahrzeugseitigen Befestigungselement (Befestigungsstruktur) befestigt sein, sondern vielmehr zwischen einer Einbaulage und einer Crashlage im fahrzeugseitigen Befestigungselement verstellbar gehaltert sein. Das Verbindungselement kann zusätzlich einen Anschlag aufweisen, der bei Ausübung einer Gurtkraft gegen das Deformationselement gedrückt wird. Bei Überschreiten des Gurtkraft-Grenzwertes erfolgt eine Verformung des Deformationselements unter gleichzeitiger Verlagerung des Verbindungselements in seine Crashlage.
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In einer technischen Realisierung kann das fahrzeugseitige Befestigungselement einen Aufnahmekanal aufweisen, durch den ein Endstück des Verbindungselements geführt ist. Der Anschlag kann an dem Verbindungselement-Endstück ausgebildet sein und sich unter Zwischenlage des Deformationselements an einer Stützkontur des fahrzeugseitigen Befestigungselements abstützen.
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In einer bauraumgünstigen Ausführung kann das Deformationselement eine Deformationshülse sein, durch die das Verbindungselement geführt ist. Die Deformationshülse kann in der Zusammenbaulage zwischen der Stützkontur des fahrzeugseitigen Befestigungselements und dem Bewegungsanschlag des Verbindungselements abgestützt sein. Im Hinblick auf den begrenzten Bauraum zwischen dem Fahrzeugsitz und der Fahrzeugsäule kann das Deformationselement, in der Längserstreckungsrichtung des Verbindungselementes betrachtet, auf der vom Gurtschloss abgewandten Seite des Befestigungselements angeordnet sein. Auf diese Weise ist eine raumsparende sowie einfach aufgebaute Gurtkraftbegrenzung realisiert. Die im Stand der Technik im Retraktor integrierte Gurtkraftbegrenzung kann daher zumindest teilweise oder sogar vollständig weggelassen werden. Entsprechend kann der Retraktor wesentlich bauraumgünstiger sowie konstruktiv einfacher aufgebaut sein.
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Bevorzugt kann der oben erwähnte Bewegungsanschlag in einer Pressverbindung mit dem Endstück des Verbindungselements gebracht sein, und zwar zum Beispiel in einer Krimp-Verbindung, bei der der Bewegungsanschlag zum Beispiel mittels einer Zange auf das Endstück des Verbindungselements aufgepresst wird. Der Bewegungsanschlag kann somit nach Art einer sogenannten Kausche ausgebildet sein.
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Die fahrzeugseitige Befestigungsstruktur ist ein Befestigungsbolzen. Dieser ist nicht drehfest, sondern zur Bildung einer Schwenkachse (in der Fahrzeugquerrichtung ausgerichtet) drehbar an einer fahrzeugseitigen Lagerbuchse gelagert. Auf diese Weise ist das Gurtschloss zusätzlich um eine durch den drehbaren Befestigungsbolzen definierte Schwenkachse herstellbar.
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Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 in einer teilweisen Perspektivdarstellung das Gurtschloss in einer gestrichelt angedeuteten Ruheposition und in einer Gebrauchsposition;
- 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A aus der 1;
- 3 eine weitere Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B aus der 2;
- 4 in einer Ansicht entsprechend der 3 nach erfolgter Gurtkraftbegrenzung;
- 5 und 6 jeweils Ansichten, die die Montageschritte zum Zusammenbau einer aus dem Gurtschloss und einer Gurtkraftbegrenzungseinheit bestehenden Vormontageeinheit veranschaulichen;
- 7 ein zweites Ausführungsbeispiel; und
- 8 ein nicht von der Erfindung umfasstes Vergleichsbeispiel.
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In der 1 ist ein Gurtschloss 1 einer Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug mit durchgezogenen Linien in einer Gebrauchslage und mit gestrichelten Linien in einer Ruhelage gezeigt. Das Gurtschloss 1 kann beispielhaft seitlich an einem äußeren Fahrzeugsitz des Fahrzeuges angeordnet sein und in der Ruhelage zwischen einer Fahrzeugsäule 2 (2) und dem nicht gezeigten Fahrzeugsitz verbaut sein. In der Gebrauchslage ist ein Dreipunkt-Sicherheitsgurt 3 an einem nicht dargestellten Fahrzeuginsassen angelegt. Dabei ist eine Gurtzunge 4 des Dreipunkt-Sicherheitsgurtes 3 lösbar in das Gurtschloss 1 eingesteckt. Der Dreipunkt-Sicherheitsgurt 3 setzt sich aus einem Schultergurtanteil 5 und einem Beckengurtanteil 6 zusammen.
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Das Gurtschloss 1 weist als ein Verbindungselement ein elastisches Drahtseil 7 auf, das innerhalb des Gurtschlosses 1 schlaufenförmig um eine nicht gezeigte Öse geführt ist. Das Drahtseil 7 ragt aus dem Gurtschloss 1 heraus und erstreckt über eine freie Seillänge I (1) bis zu einem Bolzenkopf 9 eines Befestigungsbolzens 11.
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Der Bolzenkopf 9 des Befestigungsbolzens 11 ist mit einem Seilende 12 des Drahtseils 7 verbunden. Hierfür ist das Seilende 12 gemäß der 2 von einer Kausche 13 umfasst. Die Kausche 13 ist ein plastisch verformtes C-Profil aus Metall, das in Pressverbindung mit dem Seilende 12 ist und hier als ein Bewegungsanschlag wirkt. Die Kausche 13 und das Seilende 12 des Drahtseils 7 sind, wie aus der 2 hervorgeht, durch einen, rechtwinklig zu einer Längsachse A1 des Befestigungsbolzens 11 angeordneten Aufnahmekanal 15 des Bolzenkopfes 9 geführt, so dass die Kausche 13, in der Fahrzeughochrichtung z betrachtet, unterhalb des Befestigungsbolzens 11 angeordnet ist. Die Kausche 13 ist zudem nicht unmittelbar am Befestigungsbolzen 11 abgestützt, sondern vielmehr unter Zwischenlage einer Deformationshülse 14, durch die das Drahtseil 7 geführt ist. Die Deformationshülse 14 ist demzufolge zwischen einer Stützkontur 17 (3, 4) des Befestigungsbolzens 11 und der Kausche 13 des Drahtseils 7 abgestützt. Die Funktion der Deformationshülse 14 ist später im Zusammenhang mit einer Gurtkraftbegrenzung beschrieben. Wie aus der 2 hervorgeht, ist somit die Deformationshülse 14 in etwa in der Fahrzeughochrichtung z auf der vom Gurtschloss 1 abgewandten Seite des Befestigungsbolzens 11 angeordnet. Um das Drahtseil 7 mit der, in der 2 gezeigten Einbaulage zu sichern, ist das Drahtseil 7 gegebenenfalls in leichtem Presssitz durch den Aufnahmekanal 15 des Befestigungsbolzens 11 geführt.
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Wie aus der 2 oder 3 hervorgeht, weist der Befestigungsbolzen 11 einen Bolzenschaft 23 mit einem kleineren Durchmesser als der Bolzenkopf 9 auf. Der Bolzenschaft 23 ist unter Zwischenlage einer Lagerbuchse 26 in eine Montageöffnung 24 einer, in der 1 bis 3 angedeuteten Sitzstruktur 25 eines Fahrzeugsitzes eingesetzt, so dass der Bolzenschaft 23 drehbar um die Längsachse A1 ist. Die Lagerbuchse 26 ist stirnseitig an dem Bolzenkopf 9 und an einer, auf den Bolzenschaft 23 aufgeschobenen Passscheibe 27 abgestützt. Auf den Bolzenschaft 23 ist eine Schraubenmutter 29 geschraubt, die die Passscheibe 27 gegen die Lagerbuchse 26 vorgespannt. So bildet der Bolzenkopf 9, die Lagerbuchse 26, die Passscheibe 27 und die Schraubenmutter 29 einen axialen Pressverband. Des Weiteren weist die Lagerbuchse 26 einen radial nach außen ragenden Ringbund 31 auf, der zusammen mit einer Unterseite 33 des Bolzenkopfes 9 eine axiale Fixierung des Befestigungsbolzens 11 an der Sitzstruktur 25 gewährleistet.
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Weiterhin ist gemäß der 2 und 3 zwischen dem Ringbund 31 der Lagerbuchse 26 und der Passscheibe 27 ein Federelement 35 angeordnet. Aus der 3 geht hervor, dass das Federelement 33 einen senkrecht zur Achse A1 ausgerichteten ersten Schenkel S1 aufweist, der an einer von der Sitzstruktur 25 abstehenden Nase 37 anliegt. Ein zweiter, entlang der Achse A1 ausgerichteter Schenkel S2 des Federelementes 35 ist in eine Ausnehmung 38 in der Passscheibe 27 eingesetzt. Wird der Befestigungsbolzen 11 um die Längsachse A1 gedreht, dreht sich auch die im Presssitz mit dem Befestigungsbolzen 11 stehende Passscheibe 35. Der erste Schenkel S1 wird dann gegen die Nase 37 gedrückt und eine elastische Rückstellkraft FR aufgebaut. Dadurch kann das Gurtschloss 1 unter Aufbau der elastischen Rückstellkraft FR ausgehend von der Ruhelage um die Längsachse A1 gedreht werden.
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Das Gurtschloss 1 ist zudem gemäß der 1 um eine Achse A2 drehbar, die die Längsachse A1 an einem Schnittpunkt kreuzt. Durch die Drehung des Gurtschlosses 1 um die Achse A2 erfährt das elastische Drahtseil 7 eine Torsionsbelastung und verwindet es sich entlang der freien Seillänge I, wobei wiederum eine elastische Rückstellkraft FR aufgebaut wird. So kann das Gurtschloss 1 ausgehend von der Ruhelage durch Drehung um die Achsen A1 und A2 in die Gebrauchslage gebracht werden.
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In der 6 ist das Gurtschloss 1, das Drahtseil 7 sowie der Befestigungsbolzen 11 in einer separat vom Fahrzeug vormontierten Baueinheit 39 gezeigt. Bei der Montage dieser Baueinheit 39 wird zuerst das Seilende 12 des Drahtseils 7 in einer Einführrichtung E (5) durch den Aufnahmekanal 15 des Bolzenkopfes 9 geführt. Im Anschluss daran wird die Deformationshülse 14 auf das Seilende 12 geschoben und dann die Kausche 13 mit Hilfe eines Presswerkzeuges auf das Seilende 12 aufgepresst.
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Die Deformationshülse 14 ist zusammen mit der Kausche 13 und dem Befestigungsbolzen 11 Bestandteil einer am Gurtschloss integrierten Gurtkraftbegrenzungseinheit 25. Mit Hilfe der Gurtkraftbegrenzungseinheit 25 kann bei einem, aufgrund einer Fahrzeugverzögerung blockierten Gurtauszug des Retraktors die auf den angegurteten Fahrzeuginsassen wirkenden Gurtkraft FG (1) begrenzt werden, wie es nachfolgend anhand der 3 und 4 beschrieben ist: In der 3 ist die Gurtkraftbegrenzungseinheit 25 in ihrer Einbaulage E gezeigt. Im Crashfall wird der angegurtete Fahrzeuginsasse aufgrund der Fahrzeugverzögerung nach vorne verlagert, wodurch der Retraktor einen Gurtauszug blockiert. Dadurch erhöht sich die auf den Fahrzeuginsassen und auf das Gurtschloss 1 wirkende Gurtkraft (FG). Entsprechend wird die am Seilende 12 des Drahtseils 7 befestigte Kausche 13 gegen die Deformationshülse 14 gedrückt. Für den Fall, dass die Gurtkraft FG einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet, wird das Gurtschloss 1 unter plastischer Verformung der Deformationshülse 14 verlagert, wodurch eine Gurtkraftbegrenzung erfolgt. Die Größe des Längenversatzes ΔI bestimmt sich dabei in Abhängigkeit von der am Gurtschloss 1 angreifenden Gurtkraft FG. In der 4 ist die Deformationshülse nach erfolgter Gurtkraftbegrenzung gezeigt. Demzufolge ist die Deformationshülse bis auf ein Blockmaß a deformiert.
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In den folgenden 7 und 8 sind alternative Ausführungsbeispiele der Sicherheitsgurteinrichtung gezeigt. So ist in der 7, im Gegensatz zu den vorangegangen Figuren, das Verbindungselement 12 nicht nur durch ein einziges Drahtseil gebildet, sondern vielmehr durch zwei parallel verlaufende Drahtseile 12. Jeder der beiden Drahtseile 7 weist an seinem Seilende 12 eine Kausche 13 auf, die unter Zwischenlage jeweils einer Deformationshülse 14 den Befestigungsbolzen 11 hintergreift. Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel sind hier somit zwei Deformationshülsen 14 vorgesehen.
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Gleiches trifft auch auf das in der 8 gezeigte, nicht von der Erfindung umfasste Vergleichsbeispiel zu. In der 8 ist das fahrzeugseitige Befestigungselement 11 - im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen - kein drehbar gelagerter Befestigungsbolzen, sondern vielmehr ein Blechhalter, der in nicht dargestellter Weise mittels seiner Montageöffnung 37 an einer fahrzeugseitigen Tragstruktur befestigt werden kann. Der Blechhalter 11 weist, wie auch die 7, zwei Aufnahmekanäle 15 auf, durch die jeweils Drahtseile 7 geführt sind.
