DE19616915C1 - Vorrichtung zur Gurtkraftbegrenzung eines Gurtrückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung zur Gurtkraftbegrenzung eines Gurtrückhaltesystems in einem Kraftfahrzeug

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gurtkraftbegrenzung eines Gurtrückhaltesystems für einen Kraftfahrzeugsitz.
Bekannt sind Gurtrückhaltesysteme mit einer Gurtrolle, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist und zum Auf- und Abspulen des Gurtes dient, sowie mit einem in Schulterhöhe an der B-Säule befestigten Gurtumlenkstück, von wo aus der Schultergurtbereich zu einem Gurtschloß im Beckenbereich des Benutzers geführt ist. Das Gurtschloß selbst wird an einem Adapter angekoppelt, der in fester Verbindung mit dem Fahrzeugboden oder dem zur Kraftfahrzeugmittelachse weisenden Sitzseitenteil steht. Über eine Gurtumlenkung des Gurtschlosses ist der Gurt um das Becken des Benutzers der anderen Seite (Türseite) des Fahrzeugsitzes geführt, wo sein Ende an einem sitz- oder bodenseitigen Anschlagpunkt befestigt ist.
Im Falle eines Frontalcrashs des Fahrzeugs können auf den Benutzer sehr hohe Beschleunigungskräfte wirken, die insbesondere für den Kopf zu irreversiblen Schäden führen können. Deshalb hat der Gesetzgeber bestimmt, daß unter definierten Voraussetzungen ein festgelegter Beschleunigungsgrenzwert nicht überschritten werden darf. Man hat deshalb die Welle zum Aufwickeln des Gurtes innerhalb des Wickelmechanismus als Torsionsstab ausgelegt (DE 27 27 470 A1). Somit wird bei hohen Belastungen trotz Verriegelung der Wickelwelle eine weitere begrenzte Gurtlänge freigegeben, was zu einer Vorverlagerung des Oberkörpers des Benutzers und somit zu einer Herabsetzung der auf den Kopf wirkenden Belastungen infolge eines Crashs führt.
Nachteilig ist jedoch, daß die crashbedingte Gurtverlängerung keine Entlastung des Beckenbereichs bringen kann; das Verletzungsrisiko dort bleibt unvermindert hoch.
Aus DE 44 08 219 A1 ist ein in der Höhe einstellbarer Fahrzeugsitz bekannt, der zur Begrenzung des Verstellweges bzw. eines vorgegebenen, maximal zulässigen Deformationsweges wenigstens einen Anschlag vorsieht. Wenn dieser Anschlag zur Wirkung kommt, leitet er die Gurtkraft unter Umgehung der Verstellmechanik direkt in die Oberschiene ein. Eine Begrenzung der Gurtkraft eines Gurtrückhaltesystem oder gar eine Verringerung der auf eine Person einwirkenden Beschleunigungswerte kann mit der beschriebenen Vorrichtung nicht erreicht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gurtkraftbegrenzung eines Gurtrückhaltesystems zu entwickeln, die mit einfachen Mitteln und ohne zusätzlichen Materialaufwand realisierbar sowie von hoher Funktionssicherheit gekennzeichnet ist. Darüber hinaus soll durch die Vorrichtung im Crashfall eine Entlastung des gesamten Körpers des Benutzers, also auch dessen Beckenbereichs, gewährleistet sein.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche geben Vorzugsvarianten der Erfindung an.
Demgemäß wird das Gurtrückhaltesystem in Verbindung mit einer Struktur eines Kraftfahrzeugsitzes angewendet, wobei wenigstens ein plastisch deformierbares Teil der Sitzstruktur im Kraftfluß zwischen einem Gurtanbindungspunkt am Sitz und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist. Beim Überschreiten einer vorbestimmten Belastung wird das Teil plastisch verformt und die plastische Verformung auf einen vorbestimmten Wert begrenzt. Das deformierbare Teil kann z. B. die Verbindungswelle zwischen den Antriebshebeln einer Sitzhöhenverstellung sein. Es ist aber auch möglich, die genannten Antriebshebel oder die Sitzseitenteile durch Deformation zum Abbau von Beschleunigungskräften zu nutzen, wenn der Gurtanschlagspunkt am Seitenblech des Sitzes angeordnet ist. Natürlich kann auch eine Kombination mehrerer im Kraftfluß liegender deformierbarer Teile vorgesehen werden, so daß sich die Vorverlagerung des Sitzes bzw. des Benutzers aus der Summe aller Einzelverformungen der beteiligten deformierbaren Teile ergibt.
Sollte eine Umgehung der Sitzhöhenverstellung gewünscht sein, so kann ein als Hebelarm ausgebildetes deformierbares Teil fest mit der Oberschiene der Sitzlängsverstellung verbunden werden und das obere freie Ende des Hebelarms den Gurtanschlagspunkt tragen.
Die deformierbaren Teile sind konstruktiv so ausgelegt, daß sie unter definierten Belastungsbedingungen einen bestimmten Deformationsgrad erreichen, der wiederum eine adäquate Vorverlagerung des Sitzes zur Folge hat. Die Deformation kann eine plastische Verformung des Teils sein, z. B. durch Torsion der Verbindungswelle, Biegung oder Streckung eines Hebels oder dergleichen, es können aber auch elastische Verformungen an entsprechend dimensionierten Federelementen ausgenutzt werden.
Um auch die plastische Verformung möglichst kontrolliert einzusetzen, kann es vorteilhaft sein, Soll-Deformationsbereiche in den Teilen vorzusehen, an die Bereiche höherer Steifigkeit angrenzen. Diese Soll-Deformationsbereiche können in einfacher Weise dadurch geschaffen werden, daß sie z. B. Bereiche des geringsten Materialquerschnitts oder des größten Biegemoments repräsentieren.
Für den Fall, daß für höheneinstellbare Sitze Fangeinrichtungen zur Anwendung kommen, die bei einem Frontalcrash die Vorverlagerung des Sitzes verhindern sollen, muß eine Anpassung der Fangeinrichtung an die erfindungsgemäße Vorrichtung erfolgen. Dies sollte durch eine Abstimmung des Anschlags der Verstelleinrichtung und des Anschlags der Fangeinrichtung geschehen, wobei die Fangeinrichtung einen über den Endanschlag der Verstelleinrichtung hinausgehenden Weg ermöglicht.
Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von sitzgebundenen Gurtpunktanschlägen auf beiden Seiten des Sitzes bei gleichzeitig beidseitiger Verwendung erfindungsgemäß deformierbarer Teile. Dadurch wird eine gleichmäßige Vorverlagerung des Gurtes bzw. der Gurtanschlagspunkte gewährleistet und eine asymmetrische Belastung des Benutzers vermieden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen sowie der dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Perspektivische Darstellung eines Sitzgestells mit einem Gurtanschlagspunkt am Sitzseitenteil und einem Gurtanschlagspunkt an einem mit der Oberschiene verbundenen Hebelarm;
Fig. 2 Perspektivische Darstellung eines Sitzgestells mit Gurtanschlagspunkten an beiden Sitzseitenteilen;
Fig. 3 Schematische Darstellung der Seitenansicht eines Sitzgestells mit Fangeinrichtung zur Begrenzung der Vorverlagerung des Sitzes.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft in Kombination mit einem Airbag einsetzbar, wobei eine aufeinander abgestimmte Wirkungsergänzung angestrebt werden sollte. D.h., der erfindungsgemäß konstruierte Sitz muß nicht unbedingt die gesamten, auf den Benutzer wirkenden Beschleunigungskräfte abbauen; einen Teil dieses Kräfteabbaus übernimmt der Airbag. Eine solche Abstimmung bzw. Wirkungsergänzung der beschriebenen technischen Mittel führt zu einer Verlängerung der für den Kräfteabbau zur Verfügung stehenden Zeit und somit zu einer Verringerung des auf den Benutzer wirkenden Belastungsniveaus.
Da sich das Wesen der Erfindung auf die belastungsgerechte Dimensionierung von Teilen bezieht, die direkt mit der Sitzstruktur in Verbindung stehen und/oder Bestandteile einer funktionellen Baugruppe (z. B. einer Sitzhöhenverstellung) sind, muß sich die Figurenbeschreibung auf die Begrenzung der für den Erfindungszweck besonders geeigneten Bauteile beschränken. Auf eine Darstellung der erfindungsgemäß verwendeten Teile nach einer crashbedingten Deformation wird verzichtet.
Fig. 1 zeigt ein Sitzuntergestell mit einer Vielzahl motorisch angetriebener Verstellwege. Es besteht im wesentlichen aus einem Paar Schienenführungen 1 deren Unterschienen 10 am Fahrzeugboden befestigt sind und deren Oberschienen 11 den Sitzaufbau mit allen Antriebsaggregaten tragen. Zur elektrischen Längsverstellung gehören Getriebe 12, die vom Motor 13 direkt oder über die Welle 14 indirekt angetrieben werden. Die hintere Sitzhöhenverstellung wird vom Motor 16 über das Getriebe 15 angetrieben, wobei die Verstellkraft auf die Verbindungswelle 17 übertragen wird, die an ihren Enden in drehfester Verbindung mit den Antriebshebeln 20 steht. Die Enden der Antriebshebel 20 greifen über die Schwenklager 40 an den hinteren Enden der Seitenbleche 22 an, so daß eine Schwenkbewegung der Hebel 20 zu einer Auf- oder Abbewegung des hinteren Seitenblechs führt. Die vordere Sitzhöhenverstellung arbeitet in analoger Weise unter Einsatz des Motors 18 und der Verbindungswelle 19, wobei der Antriebshebel, bestehend aus den Hebelarmen 21, 210, verbunden durch das Drehgelenk 42, als Kniehebel ausgebildet ist. Dies ist für eine unabhängige Betätigung von hinterer und vorderer Höhenverstellung zum Zwecke des Ausführens von Ausgleichsbewegungen notwendig.
Der Sitz gemäß Fig. 2 besitzt den gleichen oben beschriebenen Grundaufbau. Die Sitzgestelle unterscheiden sich (optisch) lediglich durch die Anordnung der Gurtanschlagspunkte 30, 220, 221. Während gemäß Fig. 1 der eine Gurtanschlagspunkt 220 am Seitenblech 22 und der andere Gurtanschlagspunkt 30 am freien Ende eines an der Oberschiene 11 befestigten Hebels 3 vorgesehen sind, sind beide Gurtanschlagspunkte 220, 221 des Sitzgestells gemäß Fig. 2 an den Seitenteilen 22 angeordnet. Vorzugsweise befinden sich im Kraftfluß zwischen allen Gurtangriffspunkten und dem Fahrzeugboden erfindungsgemäß dimensionierte, unter Crasheinwirkung deformierbare Teile oder Baugruppen, so daß eine möglichst gleichmäßige Vorverlagerung der Gurtpunkte erfolgen kann.
Die Vorverlagerung des Gurtanschlagspunktes 30 des Hebelarms 3 kann beispielsweise aus einer Streckung seiner gewinkelten Kontur und einer Verbiegung in Belastungsrichtung resultieren. Der zweite Gurtanschlagspunkte 220 (Fig. 1) muß seinen vorgesehenen Weg aus der Deformation des Seitenteils 22 und/oder des Antriebshebels 20 auf dieser Seite realisieren. Dies gilt auch für den Gurtanschlagspunkt 220 von Fig. 2, während der Gurtanschlagspunkt 221 auch die Torsionsfähigkeit der Verbindungswelle 17 ausnutzen kann.
Fig. 3 zeigt in schematischer Darstellung die Seitenansicht eines Sitzgestells mit einer Fangeinrichtung 5 zur Begrenzung der Vorverlagerung des Sitzes. Die Fangeinrichtung 5 ermöglicht eine gewichtssparende Dimensionierung der Verstellkomponenten, da diese lediglich unter Beachtung der Normalbelastung ausgelegt werden müssen. Darüber hinausgehende Kräfte werden von der Fangeinrichtung 5 abgeleitet. Sie besteht aus einem Haltebock 51 mit einer Kulisse 510 und einem Hebelarm 52, der einerseits im Gelenk 40 am Sitzseitenteil 22 und andererseits mit seinem Bolzen 53 in der Kulisse 510 lagert. Gemäß der Darstellung befindet sich der Bolzen 53 im Eingriff mit dem oberen Anschlag 500 der Kulisse 510 und damit in der Position der größtmöglichen Vorverlagerung des Gurtanschlagspunktes 220. Bis zum Erreichen dieser Position wurden bereits Crashkräfte durch Deformation von (oben bereits beschriebenen) Bauteilen abgebaut. Um dies zu ermöglichen, muß der getriebeseitig eingestellte obere Anschlag der Sitzhöhenverstellung so gewählt sein, daß noch ein hinreichend großer Weg für den Bolzen 53 in der Kulisse 510 verbleibt, bevor er auf den Anschlag 500 trifft.
Bezugszeichenliste
1 Schienenführung
10 untere Führungsschiene
11 obere Führungsschiene
12 Getriebe für Längsverstellung
13 Motor
14 Welle
15 Getriebe für hintere Höhenverstellung
16 Motor
17 Verbindungswelle
18 Motor
19 Verbindungswelle
20 hinterer Antriebshebel
21 vorderer Antriebshebel
22 Seitenblech
210 Hebelarm
220 Gurtanschlagspunkt
221 Gurtanschlagspunkt
3 Hebelarm
30 Gurtanschlagspunkt
40 Schwenklager
41 Schwenklager
42 Schwenklager
5 Fangvorrichtung
51 Haltebock
52 Hebelarm
53 Bolzen
500 Anschlag
510 Kulisse

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Gurtkraftbegrenzung in einem Gurtrückhaltesystems in Verbindung mit einer Struktur eines Kraftfahrzeugsitzes, wobei wenigstens ein plastisch deformierbares Teil (3, 17, 20, 22) der Sitzstruktur im Kraftfluß zwischen einem Gurtanbindungspunkt (30, 220, 221) am Sitz und der Fahrzeugkarosserie angeordnet ist, und daß beim Überschreiten einer vorbestimmten Belastung das Teil (3, 17, 20, 22) plastisch verformt und die plastische Verformung auf einen vorbestimmten Wert begrenzt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Verformung durch eine Fangvorrichtung (5) begrenzt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die deformierbaren Teile Bestandteile einer Sitzhöhenverstellung sind, wobei die Fangvorrichtung unabhängig vom Verstellweg der Sitzhöhenverstellung wirksam ist.
4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das deformierbare Teil als Hebelarm (3) ausgebildet ist, wobei das eine Ende fest mit der oberen Führungsschiene (11) eines in Längsrichtung einstellbaren Sitzes in Verbindung steht und das andere Ende einen Gurtanschlagpunkt (30) trägt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als deformierbares Teil ein Funktionselement (17, 20, 22) einer hinteren Sitzhöhenverstellung dient.
6. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf jeder Seite des Sitzes ein Gurtanschlagspunkt (30, 220 bzw. 220, 221) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am deformierbaren Teil ein Soll-Deformationsbereich vorgesehen ist, der eine geringere Steifigkeit aufweist, als die daran angrenzenden Bereiche.
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