DE102014226083A1

DE102014226083A1 - Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014226083A1
Application number: DE102014226083.3A
Authority: DE
Inventors: Carsten Möker
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2034-12-17
Also published as: DE102014226083B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt (3), dessen Gurtzunge (4) im angelegten Zustand mit einem fahrzeugseitigen Gurtschloss (1) in lösbarer Verbindung ist, und mit einer Gurtkraftbegrenzungseinheit, mit der bei einem, aufgrund einer Fahrzeugverzögerung blockierten Gurtauszug die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Gurtkraft (FG) begrenzbar ist. Erfindungsgemäß ist die Gurtkraftbegrenzungseinheit eine Trommelbremse (11), die am Gurtschloss (1) integriert ist. Im Crashfall ist das Gurtschloss (1) mittels der Trommelbremse (11) zur Begrenzung der Gurtkraft (FG) um einen Längenversatz (∆l) verlagerbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Fahrzeug, in dem eine solche Sicherheitsgurteinrichtung eingebaut ist.
Eine derartige Sicherheitsgurteinrichtung kann beispielhaft einen Dreipunkt-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 fahrzeugäußerem Anbindungspunkt. Der auf Beckenhöhe befindliche fahrzeuginnere Anbindungspunkt ist in gängiger Praxis lösbar ausgeführt und 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.
Aus der DE 196 53 510 B4 ist eine gattungsgemäße gurtkraftbegrenzende Einrichtung bekannt, die in der oben angedeuteten Sicherheitsgurteinrichtung einsetzbar ist. 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 sowie bei einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung wird die Wickeltrommel 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, wodurch ein Gurtauszugsweg freigegeben wird. Dadurch erfolgt eine Kraftbegrenzung, mittels der die Insassenbelastung im Crashfall verringert ist, das heißt insbesondere eine Brustdeflektion und Halsbelastungen reduziert sind. Alternativ zur obigen Ausführung kann die Gurtkraftbegrenzung auch am Gurtschloss integriert sein.
Im obigen Stand der Technik ist der Gurtkraftbegrenzer als Torsionsstab innerhalb einer Wickeltrommel eines Retraktors realisiert, und zwar mit größerem Bauteil- sowie Konstruktionsaufwand darin verbaut. Der durch Deformation des Torsionsstabes bereitstellbare zusätzliche Gurtauszugsweg ist aufgrund konstruktiver Gegebenheiten beschränkt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, bei der im Crashfall eine betriebssichere sowie einfach realisierte Gurtkraftbegrenzung erfolgen kann.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist die Gurtkraftbegrenzungseinheit speziell als eine Trommelbremse ausgeführt, die am Gurtschloss integriert ist. Im Crashfall wird das Gurtschloss mittels der Trommelbremse um einen Längenversatz verlagert, um die auf den angelegten Sicherheitsgurt wirkende Gurtkraft zu begrenzen. Die Trommelbremse ist erfindungsgemäß somit örtlich beabstandet vom Retraktor unmittelbar am Gurtschloss angeordnet und kann je nach Auslegung alleine oder im Zusammenspiel mit einem im Retraktor verwendeten Gurtkraftbegrenzer arbeiten.
In einer technischen Umsetzung kann die Trommelbremse fahrzeugfest an der Fahrzeugkarosserie angebunden sein. Die Trommelbremse kann dabei mit einem, zum Gurtschloss geführten Drahtseilelement zusammenwirken. Das am Gurtschloss befestigte Drahtseilelement kann über die Trommelbremse am fahrzeugseitigen Anbindungspunkt angebunden sein.
Die Trommelbremse kann mit einer Wickeltrommel realisiert sein, die in einem Gehäuse drehbar gelagert ist und um deren Außenumfang des Drahtseilelements gewickelt ist. Zudem kann die Trommelbremse Bremsbacken aufweisen, die innerhalb der Wickeltrommel verstellbar gelagert sind und unter Erzeugung einer Bremskraft gegen den Innenumfang der Wickeltrommel gepresst werden können. Mittels der gegen den Innenumfang der Wickeltrommel gepressten Bremsbacken wird im normalen Fahrbetrieb eine Abwickelbewegung der Wickeltrommel blockiert. Demgegenüber kann im Crashfall die auf den Sicherheitsgurt wirkende Gurtkraft die in der Trommelbremse erzeugte Bremskraft übersteigen. In diesem Fall wird die Abwickelbewegung der Wickeltrommel freigegeben, so dass das Gurtschloss um den oben erwähnten Längenversatz verlagert wird.
Das Stahlseilelement, an dem das Gurtschloss befestigt ist, wird mit einem maximal zulässigen Weg (entspricht in etwa einer Sitzflächenlänge in der Fahrzeuglängsrichtung) um die Wickeltrommel gewickelt. Die Bremsbacken werden bei einer Voreinstellung beispielhaft mittels einer Gewindestange definiert gegen den Innenumfang der Wickeltrommel vorgespannt. Hierzu kann die Trommelbremse eine Stelleinheit aufweisen, mittels der die Vorspannkraft der Bremsbacken einstellbar ist. Dabei kann die Stelleinheit ein hydraulisch oder pneumatisch arbeitender Aktor oder ein Elektromotor sein. Ziel der Voreinstellung ist es, die Kraftbegrenzung am Gurtschloss optimal auf den Insassen, die Unfallschwere sowie den maximal möglichen Weg (entspricht der Sitzflächenlänge) auszulegen. Dabei ist zu beachten, dass der Insasse mit seinem Becken nicht von der Sitzfläche rutschen darf, das heißt ein unfallbedingten Durchtauchen des angeschnallten Insassen unterhalb des Beckengurtanteils (Submarining) verhindert ist. Die mögliche Kraftbegrenzung wird also über den zur Verfügung stehenden Weg (Sitzflächenlänge) beschränkt.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Trommelbremse Bestandteil einer elektronischen Steuerung oder Regelung ist, mittels der die Bremskraft der Trommelbremse in Abhängigkeit von Insassen bezogenen Parametern einstellbar ist. Die Steuerung oder Regelung kann eine als ein Programmbaustein in einem Steuergerät ausgeführte Auswerteeinheit sein, mittels der die Stelleinheit der Trommelbremse in Abhängigkeit von den insassenspezifischen Parametern ansteuerbar ist. Hierzu kann die Auswerteeinheit eingangsseitig mit zumindest einem Sensor in Signalverbindung sein, der unfallspezifische Parameter oder insassenspezifische Parameter erfasst. Beispielhaft können im Fahrzeug Gewichtssensormatten bereitgestellt sein, mit deren Hilfe die Gewichtskraft des Fahrzeuginsassen und dessen Sitzposition erfassbar ist. Zusätzlich können an sich bekannte Crashsensoren im Fahrzeug verbaut sein, mit deren Hilfe die Unfallschwere bzw. der Verzögerungsverlauf (zum Beispiel Frontalaufprall, „Offset“ mit Überdeckung, etc.) ermittelbar ist. Eine abschließende Berechnung, Auswertung und/oder Regelung erfolgt dann über die Auswerteeinheit. Dabei kann das erforderliche Kraftbegrenzungsniveau so für jeden Insassen optimal ausgelegt werden.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in einer teilweisen Perspektivdarstellung das Gurtschloss eines Dreipunkt-Sicherheitsgurtes in seiner Gebrauchsposition; und
2 eine Schnittdarstellung entlang einer Schnittebene aus der 1.
Die Figuren sind im Hinblick auf ein einfaches Verständnis der Erfindung angefertigt. Von daher sind die Figuren lediglich grob vereinfachte Darstellungen, die keinen realitätsgetreuen Aufbau der Sicherheitsgurteinrichtung wiedergeben. So ist in der 1 ein Gurtschloss 1 Bestandteil eines Dreipunkt-Sicherheitsgurtes 3, der an einem nicht dargestellten Fahrzeuginsassen angelegt ist. 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. Am Gurtschloss 1 ist ein Drahtseil 7 befestigt, das innerhalb des Gurtschlosses 1 schlaufenförmig um eine nicht gezeigte Öse geführt ist. Das Drahtseil 7 ragt aus dem Gurtschloss 1 heraus und erstreckt sich über eine freie Seillänge bis zu einem fahrzeugseitigen Anbindungspunkt 9. Dabei ist das Drahtseil 7 nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenschaltung einer als Gurtkraftbegrenzungseinheit wirkenden Trommelbremse 11 am fahrzeugseitigen Anbindungspunkt 9 angebunden.
Der Aufbau und die Funktionsweise der Trommelbremse 11 sind anhand der 2 beschrieben. Demzufolge weist die Trommelbremse 11 ein äußeres Bremsengehäuse 13 auf, in dem eine Wickeltrommel 15 um eine angedeutete Drehachse 17 drehbar gelagert ist. Um den Außenumfang der Wickeltrommel 15 ist das Drahtseil 7 gewickelt. Radial innerhalb der Wickeltrommel 15 sind Bremsbacken 19 angeordnet, die unter Erzeugung einer Bremskraft F_B gegen den Innenumfang der Wickeltrommel 15 gepresst werden. Die beiden Bremsbacken 19 sind in der 2 an ihrem unteren Ende schwenkbar angelenkt. Am gegenüberliegenden oberen Ende ist eine zylindrische Stelleinheit 21 zwischen die beiden Bremsbacken 19 geschaltet. Mit der Stelleinheit 21 kann die Bremskraft F_B, mittels der die Bremsbacken 19 die Wickeltrommel 15 beaufschlagen, eingestellt werden.
Die Stelleinheit 21 kann beispielhaft mechanisch, elektronisch, hydraulisch oder pneumatisch arbeiten und ist in der 2 Bestandteil einer elektronischen Steuerung, mittels der nach Maßgabe von crashspezifischen und/oder insassenspezifischen Parametern die Größe der Bremskraft F_B einstellbar ist. Hierzu weist die Steuerung eines Auswerteeinheit 23 auf, die eingangsseitig mit nicht gezeigten Crashsensoren sowie Sensoren zur Ermittlung von insassenbezogenen Parametern in Signalverbindung ist.
Im normalen Fahrbetrieb sowie bei angelegtem Sicherheitsgurt 3 ist eine Abwickelbewegung der Wickeltrommel 15 mittels der gegen den Trommelwickel-Innenumfang gepressten Bremsbacken 19 blockiert. Demgegenüber kann in einem Crashfall die am Sicherheitsgurt 3 anliegende Gurtkraft F_G die in der Trommelbremse 11 erzeugte Bremskraft F_B übersteigen, und zwar unter Freigabe der Abwickelbewegung der Wickeltrommel 15. Dadurch wird das Gurtschloss 1 um einen Längenversatz ∆l (1) verlagert, wodurch die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Gurtkraft begrenzt wird.
Mit Hilfe der Auswerteeinheit 23 kann dabei die Stelleinheit 21 so eingestellt werden, dass die in der Trommelbremse 11 erzeugte Bremskraft F_B nach Maßgabe der Unfallschwere sowie der insassenbezogenen Parameter ausgelegt ist. Alternativ und/oder zusätzlich kann der Auswerteeinheit 23 eine Eingabeeinheit 25 zugeordnet sein, über die der Insasse manuell insassenspezifische Daten eingeben kann, auf deren Grundlage die Trommelbremse 11 einstellbar ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19653510 B4 [0003]

Claims

Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug, mit einem Sicherheitsgurt (3), dessen Gurtzunge (4) im angelegten Zustand mit einem fahrzeugseitigen Gurtschloss (1) in lösbarer Verbindung ist, und mit einer Gurtkraftbegrenzungseinheit, mit der bei einem, aufgrund einer Fahrzeugverzögerung blockierten Gurtauszug die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Gurtkraft (F_G) begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtkraftbegrenzungseinheit eine Trommelbremse (11) ist, die am Gurtschloss (1) integriert ist, und dass im Crashfall das Gurtschloss (1) mittels der Trommelbremse (11) zur Begrenzung der Gurtkraft (F_G) um einen Längenversatz (∆l) verlagerbar ist.
Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse (11) fahrzeugfest angebunden ist, und/oder dass die Trommelbremse (11) mit einem zum Gurtschloss (1) geführten Drahtseilelement (7) zusammenwirkt.
Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Drahtseilelement (7) des Gurtschlosses (1) über die Trommelbremse (11) am fahrzeugseitigen Anbindungspunkt (9) angebunden ist.
Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse (11) eine Wickeltrommel (15) aufweist, um deren Außenumfang das Drahtseilelement (7) gewickelt ist, und dass die Trommelbremse (11) Bremsbacken (19) aufweist, die unter Erzeugung einer Bremskraft (F_B) gegen den Innenumfang der Wickeltrommel (15) pressbar sind, mittels der eine Abwickelbewegung der Wickeltrommel (15) im normalen Fahrbetrieb blockiert ist.
Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Crashfall die Gurtkraft (F_G) die Bremskraft (F_B) der Trommelbremse (11) übersteigt, und zwar unter Freigabe der Abwickelbewegung der Wickeltrommel (15), so dass das Gurtschloss (1) um den Längenversatz (∆l) verlagerbar ist.
Sicherheitsgurteinrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse (11) eine Stelleinheit (21) aufweist, mittels der eine Spannkraft einstellbar ist, mit der die Bremsbacken (19) gegen den Innenumfang der Wickeltrommel (15) gepresst sind.
Sicherheitsgurteinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trommelbremse (11) Bestandteil einer elektronischen Steuerung oder Regelung ist, mittels der die Bremskraft (F_B) der Trommelbremse (11) in Abhängigkeit von insassen- und/oder crashspezifischen Parametern einstellbar ist.
Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung oder Regelung eine Auswerteeinheit (23) aufweist, mittels der die Stelleinheit (21) der Trommelbremse (11) in Abhängigkeit der insassen- und/oder crashspezifischen Parameter ansteuerbar ist.
Sicherheitsgurteinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (23) mit zumindest einen Sensor eingangsseitig verbunden ist, mit dem unfallspezifische Parameter oder insassenspezifische Parameter erfassbar sind, und/oder dass die Auswerteeinheit (23) mit einer Eingabeeinheit (25) verbunden ist, mittels der der Nutzer manuell insassenspezifische Daten eingeben kann.
Sicherheitsgurteinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinheit (21) eine auf die Bremsbacken (19) wirkende Hydraulik- oder Pneumatikeinheit oder ein Elektromotor ist.