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Die Erfindung betrifft einen Gurtkraftbegrenzer für eine Sicherheitsgurtvorrichtung eines Fahrzeuges, wobei eine bei einer Kollision des Fahrzeuges durch einen Sicherheitsgurt auf einen Insassen wirkende Kraft begrenzbar ist.
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Im Allgemeinen ist ein Gurtkraftbegrenzer als Bestandteil einer einem Fahrzeugsitz zugeordneten Sicherheitsgurtvorrichtung in einem Fahrzeug bekannt. Mittels eines solchen Gurtkraftbegrenzers ist eine maximale, durch einen Sicherheitsgurt auf einen Insassen, welcher den Sicherheitsgurt angelegt hat, wirkende Gurtkraft begrenzbar. Der Gurtkraftbegrenzer ist zur Verringerung eines Verletzungsrisikos, welches aus der durch den Sicherheitsgurt auf den Insassen wirkenden Gurtkraft resultiert, vorgesehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Gurtkraftbegrenzer für eine einem Fahrzeugsitz zugeordnete Sicherheitsgurtvorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Gurtkraftbegrenzer für eine Sicherheitsgurtvorrichtung eines Fahrzeuges ist vorgesehen, dass eine bei einer Kollision des Fahrzeuges durch einen Sicherheitsgurt auf einen Insassen wirkende Kraft begrenzbar ist. Erfindungsgemäß ist der Gurtkraftbegrenzer aus einem Metallstreifen oder einem Draht gebildet, an dessen einem Ende ein Gurtschloss angeordnet ist, wobei der Metallstreifen oder der Draht durch ein aus einer Anzahl von zylindrischen Umformelementen gebildeten Umformeinheit geführt ist, wobei eine Form des Metallstreifens oder des Drahtes im Bereich der Umformeinheit zumindest abschnittsweise mit einer Form der Umformelemente korrespondiert und eine Kulisse gebildet ist, wobei eine auf das Gurtschloss wirkende Zugkraft, welche ein vorgegebenes Kraftniveau überschreitet, mittels der Umformeinheit zumindest in Verformungs- und Wärmeenergie umsetzbar ist.
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Ein derart ausgebildeter Gurtkraftbegrenzer ist vergleichsweise kostengünstig und einfach umsetzbar, wobei der Gurtkraftbegrenzer verhältnismäßig wenig Bauraum erfordert. Dadurch, dass verhältnismäßig wenig Bauraum zur Anordnung des Gurtkraftbegrenzers erforderlich ist, ist ein solcher Gurtkraftbegrenzer insbesondere auch im Fondbereich eines Fahrzeuges einsetzbar, so dass auch im Fondbereich eine im Kollisionsfall mittels des Sicherheitsgurtes auf einen Insassen wirkende Gurtkraft begrenzbar ist.
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Des Weiteren ist ein konstanter Kraftverlauf mit im Vergleich geringen Toleranzen realisierbar.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes einer Rücksitzbank eines Fahrzeuges ohne Sitzpolster,
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2 schematisch eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Gurtkraftbegrenzers,
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3 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes eines teiltransparenten Rohrabschnittes mit einem Konuselement,
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4 schematisch eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform des Gurtkraftbegrenzers,
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5 schematisch eine perspektivische Ansicht des Gurtkraftbegrenzers in der zweiten Ausführungsform im zusammengesetzten Zustand,
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6 schematisch eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des Gurtkraftbegrenzers,
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7 schematisch eine perspektivische Ansicht einer Explosionsdarstellung des Gurtkraftbegrenzers in der dritten Ausführungsform ohne Gurtschloss und
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8 schematisch eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des Gurtkraftbegrenzers.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Rücksitzbank 1 ohne Sitzpolster für einen Fondbereich eines Fahrzeuges 2.
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Dargestellt sind zudem Gurtschlösser 3, wobei ein Gurtschloss 3 einem Sitzplatz der Rücksitzbank 1 zugeordnet ist. Das jeweilige Gurtschloss 3 ist Bestandteil einer Sicherheitsgurtvorrichtung eines Sitzplatzes.
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In das Gurtschloss 3 ist eine verschiebbar an einem nicht gezeigten Sicherheitsgurt angeordnete Gurtschlosszunge 4 angeordnet, wobei in zwei der drei gezeigten Gurtschlösser 3 eine Gurtschlosszunge 4 eingesteckt ist.
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Insbesondere im Frontbereich des Fahrzeuges 2 angeordnete Gurtschlösser 3 weisen einen in den folgenden Figuren näher dargestellten Gurtkraftbegrenzer 5 auf, welcher während einer kollisionsbedingten Vorverlagerung eine mittels des Sicherheitsgurtes auf den Insassen wirkende Gurtkraft begrenzt.
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Insbesondere sind die Gurtkraft und dadurch eine Belastung im Becken- und Schulter-/Brustbereich des Insassen mittels eines solchen Gurtkraftbegrenzers 5 verringerbar, wodurch insbesondere eine Brustkorbbelastung und Belastungsspitzen weitestgehend ausgeschlossen werden können.
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Der Gurtkraftbegrenzer 5 ist, alternativ oder zusätzlich zu im Fondbereich des Fahrzeuges 2 angeordneten Gurtschlössern 3, auch für weitere Gurtschlösser verwendbar, beispielsweise auch für Gurtschlösser 3 vorderer Fahrzeugsitze.
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Um eine derartige Belastung auf für einen Insassen im Fondbereich des Fahrzeuges 2 zumindest verringern zu können, ist vorgesehen, das jeweilige Gurtschloss 3 mit einem Gurtkraftbegrenzer 5 zu koppeln. Dabei ist es erforderlich, dass der Gurtkraftbegrenzer 5 derart ausgebildet ist, dass es nicht erforderlich ist, einen Eingriff in einen Sitzkomfort der Rücksitzbank 1 vorzunehmen. Die in den folgenden Figuren beschriebenen Gurtkraftbegrenzer 5 sind im Bereich eines Mitteltunnels oder im Bereich einer Rückwand der Rücksitzbank 1 angeordnet.
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In 2 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Gurtkraftbegrenzers 5 zur Anordnung in einem Fondbereich des Fahrzeuges 2 dargestellt.
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Das Gurtschloss 3 ist an einem Stahlseil 6 befestigt, welches abschnittsweise durch ein abgewinkeltes Rohrelement 7 geführt ist. Am einem dem Gurtschloss 3 gegenüberliegenden Ende des Stahlseiles 6, welches aus dem Rohrelement 7 herausragt, ist eine Endpresshülse 8 angeordnet, wobei zwischen dieser und dem Rohrelement 7 ein Konuselement 9 angeordnet ist.
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Das Konuselement 9 verjüngt sich in Richtung des Gurtschlosses 3, wobei das Konuselement 9 abschnittsweise in das Rohrelement 7 hineinragt und ein größter Durchmesser des Konuselementes 9 größer ist als ein Innendurchmesser des Rohrelementes 7. Dabei sind sowohl die Endpresshülse 8 als auch das Konuselement 9 lagefest an dem Stahlseil 6 fixiert, beispielsweise form-, stoff- und/oder kraftschlüssig befestigt. Wirkt auf das Gurtschloss 3 und dadurch auf das Stahlseil 6 eine Zugkraft, die ein vorgegebenes Kraftniveau überschreitet, ist das Konuselement 9 in das Rohrelement 7 hineinziehbar, wodurch sich das Rohrelement 7 aufgrund des Durchmesserunterschiedes aufweitet und dadurch die Gurtkraft begrenzbar ist.
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Dadurch, dass das Rohrelement 7 einen über die Längsausdehnung desselben gleichbleibenden Rohrquerschnitt aufweist, kann ein im Wesentlichen konstanter Kraftverlauf bei der Begrenzung der Gurtkraft realisiert werden.
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Mittels eines derartigen Gurtkraftbegrenzers 5 kann mit vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand das Kraftniveau verändert werden, indem beispielsweise ein außerhalb des Rohrelementes 7 angeordneter Abschnitt des Konuselementes 9 entsprechend vergrößert ist. Ein Übermaß des außerhalb angeordneten Abschnittes kann zwischen 0,025 mm und 0,07 mm betragen.
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Vorzugsweise weist das Rohrelement 7 einen Außendurchmesser von 12 mm und einen Innendurchmesser von 10 mm auf, so dass das Rohrelement 7 als wesentlicher Bestandteil des Gurtkraftbegrenzers 5 in einen zur Verfügung stehenden Bauraum integrierbar ist. Zudem ist das Rohrelement 7 ca. 275 mm lang und besteht im Wesentlichen aus Edelstahl.
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Besonders bevorzugt sind das Stahlseil 6 und das Rohrelement 7 derart beschaffen, dass eine Seilreibung bis auf ein Minimum reduziert ist.
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In 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes des Rohrelementes 7, welches teiltransparent dargestellt ist, und des abschnittsweise in das Rohrelement 7 hineinragenden Konuselementes 9 dargestellt.
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Die 4 und 5 zeigen eine zweite Ausführungsform eines Gurtkraftbegrenzers 5, wobei in 4 eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung des Gurtkraftbegrenzers 5 und in 5 eine perspektivische Ansicht des Gurtkraftbegrenzers 5 im zusammengesetzten Zustand dargestellt ist.
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Der Gurtkraftbegrenzer 5 umfasst das Gurtschloss 3, welches an einem Ende eines Stahlseiles 6 befestigt ist, ein Gehäuse 10, einen Doppeltorsionsstab 11, eine das Gehäuse 10 an einer Stirnseite verschließende Gehäusewand 12 und vier Halterungsstifte 13 zur Befestigung des Doppeltorsionsstabes 11 an der Gehäusewand 12 und an einer in das Gehäuse 10 integrierten gegenüberliegenden weiteren Gehäusewand an der anderen Stirnseite des Gehäuses 10, welche in dieser Darstellung nicht erkennbar ist.
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Beispielsweise ist das Gehäuse 10 100 mm lang, 50 mm breit und 50 mm hoch, so dass der Gurtkraftbegrenzer 5 in der zweiten Ausführungsform als ein vergleichsweise kompaktes Modul ausgebildet ist.
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In der zweiten Ausführungsform ist die Gurtkraft bei einer Kollision des Fahrzeuges 2, insbesondere einer Frontalkollision, mittels Torsion begrenzbar.
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Wie oben beschrieben, ist an dem einen Ende des Stahlseiles 6 das Gurtschloss 3 befestigt, wobei das Stahlseil 6 durch eine Aussparung A an einer oberen Gehäuseseite hindurchgeführt ist, wie in 5 gezeigt ist.
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Das Stahlseil 6 ist als Seilhelix um den Doppeltorsionsstab 11 gewickelt, wobei ein weiteres Ende des Stahlseiles 6 an dem Doppeltorsionsstab 11 selbst befestigt ist. Im zusammengesetzten Zustand ist der Doppeltorsionsstab 11 in dem Gehäuse 10 fest eingespannt, wobei der Doppeltorsionsstab 11 hierzu mittels der Halterungsstifte 13 an sich gegenüberliegenden Gehäusewänden 12 lagefest befestigt ist.
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Wirkt insbesondere im Kollisionsfall eine Zugkraft auf das Gurtschloss 3 und somit auf das Stahlseil 6, verdreht dieses durch eine sogenannte Umschlingungsreibung den Doppeltorsionsstab 11. Die Zugkraft wird also durch die Torsion des Doppeltorsionsstabes 11 in Verformungsenergie umgewandelt.
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Das Kraftniveau wird durch eine Änderung eines Querschnittes am Doppeltorsionsstab 11 bestimmt, wobei ein Mittelteil des Doppeltorsionsstabes 11 einen vorgegebenen Querschnitt aufweist, um einen Begrenzungsweg über einen Umfang realisieren zu können.
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In der zweiten Ausführungsform des Gurtkraftbegrenzers 5 ist dieser als vergleichsweise kompaktes Modul ausgeführt, wobei der Gurtkraftbegrenzers 5 einen verhältnismäßig kleinen Bauraum zu seiner Anordnung im Bereich der Rücksitzbank 1 erfordert.
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Die 6 und 7 zeigen eine dritte Ausführungsform des Gurtkraftbegrenzers 5, wobei in 6 eine perspektivische Ansicht des Gurtkraftbegrenzers 5 und in 7 eine perspektivische Ansicht einer teilweisen Explosionsdarstellung des Gurtkraftbegrenzers 5 in der dritten Ausführungsform ohne Gurtschloss 3 dargestellt sind.
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Der Gurtkraftbegrenzer 5 umfasst einen Metallstreifen 14 oder alternativ einen Draht, an dessen einem Ende das Gurtschloss 3, beispielsweise mittels einer Nietverbindung, befestigt ist. Beispielsweise weist der Metallstreifen 14 eine Länge von ca. 250 mm, eine Breite von ca. 25 mm und eine Materialstärke zwischen 1 mm und 2 mm auf.
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Der Metallstreifen 14 ist abgewinkelt und durch eine Umformeinheit 15 geführt, die durch ein weiteres Gehäuse 16 und in diesem angeordnete Umformelemente 17 mit einer zylindrischen Form gebildet ist. Dabei sind drei Umformelemente 17 vorgesehen, wobei zwei den gleichen Durchmesser und ein weiteres Umformelement 17 einen größeren Durchmesser als die anderen beiden aufweist. Der Durchmesser, den zwei Umformelemente 17 aufweisen, beträgt beispielsweise 10 mm, und der Durchmesser des weiteren Umformelementes 17 beträgt beispielsweise 12 mm.
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Die drei Umformelemente 17 sind mit ihrer Längsachse senkrecht zur Längsachse des Metallstreifens 14 innerhalb des weiteren Gehäuses 16 angeordnet. Das weitere Gehäuse 16 ist in eine Rohbauanbindung 18 integriert, wobei der Metallstreifen 14 außerhalb der Umformeinheit 15 zumindest abschnittsweise entlang der Rohbauanbindung 18 verläuft.
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Innerhalb des weiteren Gehäuses 16 sind die Umformelemente 17 angeordnet, wobei diese derart angeordnet sind, dass der Metallstreifen 14 gebogen ist und zumindest abschnittsweise im Formschluss an den Umformelementen 17 anliegt. Dabei kontaktiert der Metallstreifen 14 mit seiner Oberseite mit den beiden Umformelementen 17, die kleinere Durchmesser aufweisen, wobei eine Unterseite des Metallstreifens 14 mit dem Umformelement 17, welches den größeren Durchmesser aufweist, in Kontakt steht. Diese drei zylindrischen Umformelemente 17 biegen den Metallstreifen 14, wodurch sich eine Kulisse an dem Metallstreifen 14 ausformt und somit ein konstanter Kraftverlauf erzielbar ist.
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Wirkt auf das Gurtschloss 3 und somit auf den Metallstreifen 14 oder alternativ auf den Draht eine Zugkraft, ist durch die Biegung des Metallstreifens 14 eine Zugkraft am Gurtschloss 3 und am Metallstreifen 14 in Verformungs-, Reibungs- und Wärmeenergie umwandelbar. Dabei ist eine Verformung des Metallstreifens 14 im Dauerbetrieb möglich.
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Um ein Kraftniveau, bei welchem die Gurtkraft begrenzbar ist, zu verändern, kann ein Abstand der Umformelemente 17 zueinander beliebig variiert werden und/oder Abmessungen des Metallstreifens 14, insbesondere seine Materialstärke, können verändert werden.
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Der Gurtkraftbegrenzer 5 in der dritten Ausführungsform ist vergleichsweise kostengünstig herstellbar, wobei ein verhältnismäßig geringer Fertigungsaufwand besteht.
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Zudem ist eine Integration des Gurtkraftbegrenzers 5 in die Rücksitzbank 1 im Wesentlichen problemlos möglich.
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In 8 ist eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des Gurtkraftbegrenzers 5 dargestellt.
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In der vierten Ausführungsform umfasst der Gurtkraftbegrenzer 5 ein Gurtschloss 3, zwei Stahlseile 6, zwei Führungsrohre 19, zwei Stauchhülsen 20 und zwei Aufschubelemente 21.
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Das Gurtschloss 3 ist an einem Ende des jeweiligen Stahlseiles 6 befestigt, wobei beide Stahlseile 6 jeweils durch ein Führungsrohr 19 und eine Stauchhülse 20 geführt sind.
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An einem dem Gurtschloss 3 gegenüberliegenden Ende der Stahlseile 6 ist jeweils ein Aufschubelement 21 befestigt.
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Das jeweilige Führungsrohr 19 weist in der Ausgangsstellung des Gurtkraftbegrenzers 5 zu der jeweiligen Stauchhülse 20 einen Abstand auf, wobei die jeweilige Stauchhülse 20 zudem zu dem jeweiligen Aufschubelement 21 beabstandet ist.
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Wirkt auf das Gurtschloss 3 und somit auf die Stahlseile 6 eine Zugkraft, die ein vorgegebenes Kraftniveau überschreitet, sind die Aufschubelemente 21 in Richtung der Stauchhülsen 20 bewegbar, so dass diese gegen die Führungsrohre 19 verschoben werden.
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Liegen die Stauchhülsen 20 an den Führungsrohren 19 an und es wirkt weiterhin auf das Gurtschloss 3 und die Stahlseile 6 eine Zugkraft, sind die Stauchhülsen 20 mittels der Aufschubelemente 21 stauchbar, wodurch die auf den Insassen mittels des Sicherheitsgurtes wirkende Gurtkraft begrenzbar ist. Die Zugkraft wird durch die Stauchung der Stauchhülsen 20 also in Verformungsenergie umgewandelt.
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Beispielsweise beträgt eine Länge der beiden Stauchhülsen 20 maximal 250 mm, wobei diese vorzugsweise aus Kunststoff, Aluminium und/oder aus einem anderen geeigneten Material gebildet sind und eine vergleichsweise geringe Wandstärke aufweisen. Ein Begrenzungsweg in Bezug auf die Gurtkraftbegrenzung ergibt sich aus der Differenz der ungestauchten und gestauchten Länge der Stauchhülsen 20.
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Der Gurtkraftbegrenzer 5 in der vierten Ausführungsform ist ebenfalls vergleichsweise einfach in einen vorhandenen Bauraum der Rücksitzbank 1 integrierbar, wobei mittels dieses Gurtkraftbegrenzers 5 eine Doppelschlossanbindung realisierbar ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rücksitzbank
- 2
- Fahrzeug
- 3
- Gurtschloss
- 4
- Gurtschlosszunge
- 5
- Gurtkraftbegrenzer
- 6
- Stahlseil
- 7
- Rohrelement
- 8
- Endpresshülse
- 9
- Konuselement
- 10
- Gehäuse
- 11
- Doppeltorsionsstab
- 12
- Gehäusewand
- 13
- Halterungsstift
- 14
- Metallstreifen
- 15
- Umformeinheit
- 16
- weiteres Gehäuse
- 17
- Umformelement
- 18
- Rohbauanbindung
- 19
- Führungsrohr
- 20
- Stauchhülse
- 21
- Aufschubelement
- A
- Aussparung
