-
Die
Erfindung betrifft ein Personenrückhaltesystem
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Nahezu
alle Personenkraftwagen weisen heutzutage zumindest bei ihren Vordersitzen
sogenannte Dreipunkt-Gurtsysteme auf. Diese sind wie folgt aufgebaut:
Neben dem jeweiligen Sitz ist unterhalb des Sitzes ein sogenannter
Retraktor fest mit der Karosserie des Fahrzeugs verbunden. Der Retraktor
weist einen Aufroller auf, auf dem ein Teil des Gurtbandes aufgerollt
ist. Vom Aufroller erstreckt sich das Gurtband in einem ersten Verlaufsabschnitt
im wesentlichen senkrecht zu einem Umlenker, welcher ebenfalls fest
mit der Karosserie – zumeist
im Bereich der B-Säule – verbunden
ist. Ein solcher Umlenker weist einen Schlitz mit einer Umlenkkante
auf, über die
das Gurtband läuft.
Weiterhin hat der Umlenker eine Bohrung, mittels derer der Umlenker
in einer Richtung schwenkbar an der Karosserie gehalten ist. Vom
Umlenker erstreckt sich das Gurtband in einem zweiten Verlaufsabschnitt
zum Ende des Gurtbandes, welches meist in der Nähe des Retraktors fest mit
der Karosserie verbunden ist. Innerhalb dieses zweiten Verlaufsabschnittes
tritt das Gurtband durch die Öse
einer Schlosszunge, die vom Benutzer in einem Gurtschloss anordenbar
ist.
-
Im
Belastungsfall, d.h. während
starken Abbremsens oder im Falle eines Unfalls, hält das Gurtband
den Torso des Benutzers im Fahrzeugsitz fest; die auftretenden Beschleunigungskräfte werden
hierbei in die Karosserie des Fahrzeuges eingeleitet. Große Kräfte treten
hierbei im Bereich des Umlenkers im Umlenker selbst, sowie im Gurtband
dort auf, wo es von der Umlenkkante umgelenkt wird. Aufgrund der
ruckartig auftretenden hohen Kräfte
im Belastungsfall können
im Bereich des Umlenkers Probleme auftreten. Einerseits kann es
sein, dass das Gurtband im Bereich des Umlenkers Falten wirft und sich
im Umlenker verkantet, andererseits kann es auch zu einem Umschlagen
des Umlenkers selbst kommen. Beide Effekte können auch gleichzeitig auftreten.
Das Auftreten dieser Effekte ist selbstverständlich unerwünscht, da
sie einerseits zu einer zu starken Krafteinwirkung des Gurtbandes
auf den Brustkorb des Benutzers und schlimmstenfalls zu einem Riss
des Gurtbandes führen
können.
-
Um
dieses Problem zumindest zu mildern, ist es bekannt, Änderungen
im Bereich des Umlenkers vorzunehmen.
-
Beispielsweise
aus der
EP 0 999 958 ist
es bekannt, die Öse
des Umlenkers speziell auszuformen, um so ein Verrutschen des Gurtbandes
im Umlenker zu verhindern. Durch diese Maßnahme kann ein Umschlagen
des Umlenkers selbst jedoch nicht zuverlässig verhindert werden.
-
Zur
Verhinderung des Umschlagens des Umlenkers ist es bekannt, den Umlenker
kardanisch aufzuhängen.
Hierdurch kann das Umschlagen zwar zuverlässig verhindert werden, aufgrund
der hohen Kräfte,
die das Kardangelenk aufnehmen muss, ist diese Lösung mechanisch jedoch relativ
aufwendig.
-
Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Personenrückhaltesystem
für Fahrzeuge
dahingehend weiterzubilden, dass die oben dargestellten Probleme
nicht auftreten, wobei mechanisch aufwendige Maßnahmen im Bereich des Umlenkers
vermieden werden sollen.
-
Diese
Aufgabe wird durch ein Personenrückhaltesystem
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Die
erfindungsgemäße Lösung basiert
auf der Erkenntnis, dass aufgrund der Tatsache, dass konventionelle
Umlenker sich nur um eine Achse bewegen können, der geometrische Weg,
den das Gurtband über
seinen Querschnitt zurücklegt,
unterschiedlich groß ist.
Dies hat zur Folge, dass die Krafteinwirkung des Gurtbandes auf
den Umlenker über den
Querschnitt des Gurtbandes im Belastungsfall nicht konstant ist.
Durch diesen nicht konstanten Kraftverlauf treten die eingangs beschriebenen
Probleme auf.
-
Erfindungsgemäß ist in
den Verlaufsabschnitt, der sich zwischen Aufroller und Umlenker
erstreckt, ein Ausgleichselement angeordnet, dass zumindest im Belastungsfall
das Gurtband ausgelenkt, und zwar mit einer Richtungskomponente,
die normal zur Bandoberfläche
ist, und wobei die Auslenkung in Normalrichtung über die Breite des Gurtbandes
unterschiedlich ist.
-
Hierdurch
wird ein Längenausgleich
des geometrischen Weges erreicht, so dass es möglich wird, durch passende
Wahl dieser Längenanpassung die
Krafteinwirkung, die vom Gurtband auf den Umlenker einwirkt, im
wesentlichen konstant über
die Breite des Gurtbandes zu machen.
-
Je
nach geometrischen Gegebenheiten kann das Ausgleichselement als
separates Bauteil ausgebildet sein, das mittelbar oder unmittelbar
mit dem Fahrzeug verbunden ist, oder es kann Bestandteil des Retraktors
sein.
-
Grundsätzlich kann
das Ausgleichselement gemäß Anspruch
4 als starres Bauteil oder als ein Bauteil mit einem elastischen
oder plastisch verformbaren Elementen gemäß den Ansprüchen 6 oder 7 ausgebildet sein.
-
Im
Fall, dass das Ausgleichselement als starres Bauteil ausgebildet
ist, findet der Längenausgleich
des Gurtbandes sowohl im Belastungsfall als auch im Nichtbelastungsfall
statt.
-
Andererseits
besteht die Möglichkeit,
das Ausgleichselement so auszugestalten, dass die gewünschte Längenanpassung
nur im Belastungsfall erfolgt. Dies kann passiv, beispielsweise
durch das Vorhandensein verformbarer Elemente, oder aktiv, indem
das Ausgleichselement beispielsweise mit dem Gurtstraffer gekoppelt
wird, erfolgen.
-
Es
ist weiterhin möglich,
dass das Ausgleichselement in Wirkverbindung mit dem Aufroller steht, so
dass die Auslenkung des Gurtbandes abhängig von der Auszugslänge ist.
-
Das
Ausgleichselement kann das Gurtband einseitig oder beidseitig führen, wobei
die Führung über Gleitflächen oder
Rollen erfolgen kann.
-
Der
gewünschte
Effekt kann durch ein oder auch durch mehrere Ausgleichselemente
erzielt werden.
-
Die
Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug
auf die Figuren näher
erläutert.
Es zeigen:
-
1 Eine Prinzipdarstellung
eines Personenrückhaltesystems
mit eingebautem Ausgleichselement,
-
2a das Ausgleichselement
mit geführtem
Gurtband entlang. der Schnittlinie A-A,
-
2b das Gurtband entlang
der Schnittlinie B-B,
-
2c das Gurtband entlang
der Schnittlinie C-C,
-
1a–1c Darstellungen,
die den 2a bis 2c entsprechen, wobei das
Ausgleichselement eine andere Geometrie aufweist,
-
4 eine den 2a und 3a entsprechende
Darstellung eines Ausgleichselements, das das Gurtband nur einseitig
führt,
-
5 eine der 1 entsprechende Darstellung eines Personenrückhaltesystems,
wobei das Ausgleichselement derart angeordnet ist, dass eine permanente
Wegverlängerung
des gesamten Gurtbandes auftritt,
-
6a–6b ein
Ausgleichselement mit einem elastischen Bestandteil,
-
7a–7b ein
Ausgleichselement mit einem Sollbruchelement,
-
8a–8b ein
Ausgleichselement, das über ein
Zugseil mit dem Gurtstraffersystem verbunden ist,
-
9a einen Retraktor, der
als integralen Bestandteil ein Ausgleichselement enthält,
-
9b einen Schnitt entlang
der Schnittlinie D-D aus 9a,
-
9c einen Schnitt entlang
der Schnittlinie E-E aus 9a,
-
10 ein Personenrückhaltesystem
nach dem Stand der Technik und
-
11 ein Personenrückhaltesystem
nach dem Stand der Technik, dessen Darstellung derjenigen der 1 und 5 entspricht.
-
Zunächst wird
mit Bezug auf die 10 und 11 auf ein Personenrückhaltesystem
nach dem Stand der Technik eingegangen.
-
Von
einem Aufroller 22, welcher Teil eines Retraktors 20 ist,
erstreckt sich das Gurtband 10 in einem ersten Verlaufsabschnitt 10a zum
um eine Achse drehbaren Umlenker 30. Von der Umlenkerkante 32 wird
das Gurtband 10 zu einem zweiten Verlaufsabschnitt 10b in
Richtung der Schlosszunge 16 umgelenkt, wobei das Gurtband 10 sich
dort durch eine Öse
und von da in Richtung des zweiten Endes 14 des Gurtbandes
erstreckt.
-
Wie
in 1 schematisch dargestellt,
ist erfindungsgemäß ein Ausgleichselement 40 im
ersten Verlaufsabschnitt 10a des Gurtbandes 10 angeordnet.
In diesem Verlaufsabschnitt liegt das Gurtband im wesentlichen in
der YZ-Ebene, d.h.
der Normalenvektor der beiden Bandoberflächen erstreckt sich in X bzw.
-X-Richtung.
-
Die 2a zeigt anhand eines ersten
Ausführungsbeispiels
ein Ausgleichselement 40 entlang der Schnittebene A-A aus 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird das Gurtband 10 beidseitig geführt, wozu das Ausgleichselement 40 eine Öse aufweist
und die Beaufschlagung des Gurtbandes 10 im wesentlichen
durch die beiden Flächen 41 und 42 erfolgt.
Die beiden Flächen 41 und 42 sind
gegen die YZ-Ebene verkippt, so dass das Gurtband 10 ebenfalls
in dieser Ebene verkippt wird, was zur Folge hat, dass das Gurtband 10 über seine
Breite unterschiedlich stark in die X-Richtung ausgelenkt wird.
Hierdurch ergibt sich die gewünschte
Anpassung des geometrischen Weges über den Gurtbandquerschnitt. Die 2b und 2c zeigen Schnitte durch das Gurtband
entlang der Ebenen B-B und C-C.
-
Die 3a zeigt ein der 2a entsprechendes weiteres
Ausführungsbeispiel
eines Ausgleichselements 40. Hier sind die beiden Flächen 41,42 mit
einem kreisabschnittförmigen
Querschnitt ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise
die Mitte des Gurtbandes 40 gegenüber seiner Lage ohne Ausgleichselement
in X-Richtung ausgelenkt.
-
Es
ist klar, dass bei einer Ausführungsform mit
zwei Führungsflächen im
wesentlichen beliebige Auslenkungen des Gurtbandes 10 in
die X-Richtung erreicht werden können.
Es ist weiterhin klar, dass anstatt Führungsflächen auch Rollen oder dergleichen
eingesetzt werden können.
-
4 zeigt eine den 2a und 3a entsprechende Darstellung eines Ausgleichselements,
das nur eine Führungsfläche 41 aufweist.
Um hier ein Aufliegen des Gurtbandes 10 auf der Führungsfläche 41 zu
erreichen, muss das gesamte Gurtband 10 im ersten Verlaufsabschnitt 10a in
-X-Richtung vorgespannt sein, wie dies in 5 angedeutet ist. Das heißt, dass
durch das Ausgleichselement 40 nicht nur ein Bereich des
Gurtbandquerschnittes gegenüber anderen
Bereichen ausgelenkt wird, sondern dass auch das Gurtband 10 insgesamt
ausgelenkt wird, so dass sich auch eine Gesamtweg-Verlängerung
ergibt.
-
Wählt man
eine Anordnung mit einer gesamten Auslenkung des Gurtbandes 10,
so kann man statt eines starren Ausgleichselements auch ein flexibles
Ausgleichselement einsetzen. Ein erstes Beispiel hierfür zeigen
die 6a und 6b. Auch hier wird das Gurtband 10 in
einer Öse
geführt.
Das die Öse
umgebende Element ist jedoch auf einem elastischen Element 45 angeordnet.
Die Elastizität
kann beispielsweise durch Verwendung eines oder mehrerer Faltenbalge
oder durch Federn erreicht werden. Bei Belastung ist die Krafteinwirkung
des Gurtbandes 10 auf die erste Führungsfläche 41 über die
Breite des Gurtbandes 10 unterschiedlich stark, was zu
einer entsprechend asymmetrischen Verformung des elastischen Elementes 45 führt, so
dass sich eine Anpassung des geometrischen Weges über den
Gurtbandquerschnitt in gewisser Weise automatisch ergibt, siehe
hierzu 6b.
-
Anstatt
eine elastische Verformbarkeit vorzusehen, ist es auch möglich, ein
plastisch verformbares Element einzusetzen. Eine Möglichkeit
hierzu bestünde
darin, das in den 6a und 6b gezeigt elastische Element 45 durch
ein plastisch verformbares Element zu ersetzen. Hier wäre beispielsweise
an ein Element mit einer Wabenstruktur zu denken.
-
Eine
andere Möglichkeit
hinsichtlich einer plastischen Verformbarkeit ist in den 7a und 7b dargestellt. Hier ist ein Sollbruchelement 46 vorgesehen,
das bei einer vorbestimmten Krafteinwirkung bricht, so dass. das
Ausgleichselement 40 von einer ersten Position (7a) in eine zweite Position,
wie sie in 7b dargestellt
ist, kippt. Alternativ hierzu kann eine Auslenkung auch aktiv herbeigeführt werden,
beispielsweise dadurch, dass das Ausgleichselement bzw. ein Teil
hiervon mit dem Gurtstraffersystem beispielsweise mittels eines
Zugseiles gekoppelt ist, wie dies beispielsweise in den 8a und 8b angedeutet ist.
-
Es
sind auch andere Kopplungen zwischen dem Retraktor und dem Ausgleichselement
denkbar, beispielsweise dahingehend, dass die sich die Verkippung
des Ausgleichselement bezüglich
der YZ-Ebene in Abhängigkeit
der ausgezogenen Länge des
Gurtbandes ändert.
Dies könnte
durch eine Kopplung der Achse des Aufrollers mit einer entsprechenden
Stellvorrichtung erreicht werden.
-
In
den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen
ist das Ausgleichselement 40 ein separates Bauteil, das
zwischen dem Umlenker 30 und dem Retraktor 20 angeordnet
ist.
-
Eine
andere Möglichkeit
besteht darin, das Ausgleichselement 40 als Teil des Retraktors 20 auszubilden.
Eine solche Möglichkeit
ist in den 9a bis 9c schematisch dargestellt.
Der Retraktor 20 weist eine Wandung 21 auf, innerhalb
derer der Aufroller 22 angeordnet ist, von dem aus sich
das Gurtband 10 im wesentlichen vertikal nach oben erstreckt.
In Gurtbandrichtung ist unmittelbar nach dem Aufroller 22 ein
Leitelement 25 angeordnet, das das Gurtband in der YZ-Ebene
führt,
so dass keine Querkräfte
auf die Achse des Aufrollers 22 einwirken. Oberhalb dieses
Leitelementes 25 ist das Ausgleichselement 40 angeordnet,
das in diesem Ausführungsbeispiel
im wesentlichen wie das in 2a dargestellte
Ausgleichselement ausgestaltet ist (s. 9c). Ausgleichselement 40 und
Führungselement 25 sind
starr mit dem Retraktor 20 verbunden und in diesem Ausführungsbeispiel
innerhalb der Wandung 21 des Retraktors angeordnet.
-
- 10
- Gurtband
- 10A
- erster
Verlaufsabschnitt
- 10B
- zweiter
Verlaufsabschnitt
- 14
- zweites
Ende
- 16
- Schlosszunge
- 20
- Retraktor
- 25
- Leitelement
- 21
- Wandung
- 22
- Aufrouller
- 30
- Umlenker
- 32
- Umlenkerkante
- 40
- Ausgleichselement
- 41
- erste
Führungsfläche
- 42
- zweite
Führungsfläche
- 45
- elastisches
Element
- 46
- Sollbruch-Element
- 47
- Zugseil