DE2303711A1 - Vorrichtung zum spannen eines gurtes als teil einer fahrzeugsicherheitsgurtanordnung - Google Patents

Vorrichtung zum spannen eines gurtes als teil einer fahrzeugsicherheitsgurtanordnung

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Description

Vorrichtung zum. Spannen eines Surtsa ale !Teil
I'üz- diese Anmeldung wire die Priorität aus der entsprechenden Anmeldung in Schweden Er» 958/72 vom 28β Januar 1972 beansprucht»
Die Erfindung besieht eich aiii sins Yorrichtung
siis B^s-niier, sines 3-urtesj eier einen Teil einer fahrzeug sich-sr&eit spaltanordnung bildet, tei plötzlichen lahx™
anderiingSiis iiisbesoüöers bei Unfällen»
Boi 15222SXtS bekannten Sicherheitsgurtanordnungen ist 3 ε notwendig, daß üsz in dis Anordnung iiineingah^iida Sr&rttsil gsgsü. d.i-5 £ΐοη Sioncrhsitsgurt öenatsends Peraon anliegt ιιηά äs."b-2i ol2ie:i Druok &usüc5, d?r häufig als lästig szipfuiiden ¥Jii?ä? was su? 35GlSe hat? daß eier Gurt nicht
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fahrzeugkollisione
Biese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst durch die EoüMnation einer auf die Geschwindigkeitsänderung ansprechende Pühiereinriohtung? einer durch diese freizugebende Klinkenanordnung und einer durch !Freigabe der Elinkenanoränung zur Wirkung zu bringende s auf den.-Surt is Urne von dessen Spannung ^3inwirkenäe Kraftquelle,,
Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen
■beispielsweise näher erläutert o Es seigen
fig«- 1 die Schnittansicfet eines ersten Ausftlhrangsbeispiels einer Vorrichtung zum Spannen eines O-iir-tes gemäß der Erfindung,
fig ο 2 ein zweites lusfülirungsbeispiel einer Torriohtung n&oh der Erfindung im.- Leerlaufsustand,
fig* 3 die Spannvcrrichtung nach Jig«, 2
figs 4 ein drittes Aiisführungsbeispiel einer pmimTorrichtuiig gemäß der Erfindung im teilweise Zustand,
gc 5 eine vierte- Äusfünrungsforffl der Spanng gesäS der Erfindung iia Leerlaufzustand,
Figo β die Spannvorrichtung naoii Figo 5 im n Sustand, miä
Mg* 7 ein Diagramm sur 7eransGhauli.olmng dss?
s^ir'aiien der YsTzugewaiis der ilahrz3ugg3schwir.--! 303031/0628 "
keit und der Verzögerung des Brustkastens einer in das Fahrzeug gesetzten Versuchspuppe, wobei sich die als durchgehende Linie gezeichnete Kurve auf das Fahrzeug und die gestrichelt gezeichnete Linie auf die Versuohspuppe "bezieht. Die Spanndetonationen sind dabei jeweils mit. χ und die Spannimpulse jeweils mit einem ο bezeichnet»
Die in Figo 1 dargestellte Spannvorrichtung hat ein Gehäuse 1, das in seinem Innern einen zylindrischen Hohlraum aufweist, in dem ein Kolben 3 verschiebbar angeordnet ist. 4 ist ein von dem Gehäuse 1 vorstehender Teil, über den der zu spannende Gurt 5 geführt ist. Um eine unerwünschte Abnutzung des Gurtes zu verhindern, ist die Kante des vorstehenden Teils, über welche der Gurt verläuft, mit einer schützenden Umkleidung oder einem Überzug 6 versehen. Durch die eine Wand 7 des Gehäuses 1 reicht eine Kolbenstange nach draußen, die am einen Ende des Kolbens 3 befestigt und an ihrem anderen, freien Ende mit einem Mitnehmer 9 versehen ist. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Leerlaufzustand befindet sich der Mitnehmer 9 auf der dem Kolben 3 abgewendeten Seite des Gurtes, so daß der Gurt bei einer Verschiebebewegung nach oben, auf die Zeichnung bezogen, mitgenommen wird und dabei eine Schleife bildet. Mit dem Teil 10 des durch den Kolben begrenzten und auf dessen Unterseite gelegenen Zylinderraumes steht eine Bohrung 11 in Verbindung, in der eine Sprengpulverladung oder dergl. angeordnet ist, die als Druckerzeugungsvorriohtung dient. Die Bohrung 11 befindet sich in einem Verbindungsarm 13,
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der ein Stück mit dem Gehäuse 1 "bildet, und ein zweites Gehäuse 14 ist an das freie Ende des Verbindungsarms eingeschraubt und dient zur Aufnahme eines Schlagbolzens 16, der unter Einwirkung der Torspannung einer Schraubenfeder 15 steht. Der Schlagbolzen 16 ist koaxial zu der Sprengpulverladung 12 angeordnet, und sein als Spitze 16 a ausgebildetes Ende befindet sich vor dem Zünder 17 der Sprengpulverladung 12, so daß diese Spitze ihn über eine Öffnung 18 in einer Wand des Gehäuses 14 erreichen kann, normalerweise wird der Schlagbolzen durch einen in der Wand des Gehäuses 14- befestigten Stab oder eine Leiste 19 aus relativ brüchigem Material, der bzw. die durch eine vorzugsweise verjüngte Bohrung 20 des Schlagbolzens hindurchgeht und in der Wand des Gehäuses 14 befestigt ist, zurückgehalten» An seinem freien Ende trägt der senkrechte Stab 19 ein Gewicht 21, das als Trägheitskörper dient. Eine zu der Sicherheitsgurtanordnung #üka?efi€te gehörende Gurtbandrolle ist mit 22 bezeichnet. Diese ist während des Gebrauchs des Sicherheitsgurts oder zumindest im Falle unnormaler Geschwindigkeitsänderungen des Fahrzeugs gesperrt, so daß sie sich nicht im Richtungssinn der Abwicklung des Gurtbandes drehen kann»
Wenn es zu einer unnormalen Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs kommt, wie dies beispielsweise im Falle einer Fahrzeugkollision der Fall ist, erfährt der Trägheitskörper 21 eine Schwenkbewegung mit dem Erfolg,
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daß der brüchige Stab 19 zerbricht und der Schlagbolzen unter Einwirkung der Feder 15 in die ladung 12 des Zünders 17 eindringt und sie entzündet. Durch die Detonation der Sprengladung 12 entsteht ein erhöhter Druck in der Bohrung 11 und dem Raum 10, der eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 3 zur Folge hat, so daß der Gurt 5 durch den Mitnehmer 9 mit nach oben gezogen wird. Da der obere Teil der Zylinderkammer 2 über eine Bohrung 23 mit der Außenluft in Verbindung steht, begegnet die Aufwärtsbewegung des Kolbens einem Widerstand, was bedeutet, daß eine wirksame Anspannung des Gurtbandes 5 erhalten wird. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird der Kolben 8 durch die Wandung 9 des Gehäuses mit einem gewissen freien Spiel geführt, so daß das in dem Raum 10 vorhandene Druckmittel mit einer geringen Geschwindigkeit durch den ringförmigen Spielraum 24 hindurchfließen kann. Dadurch wird eine gedämpfte Rückkehrbewegung des Gurtbandes in seine ursprüngliche Stellung erhalten, d. h., die den Sicherheitsgurt benutzende Person wird sanft festgehalten.
Es ist auch möglich, eine oder mehrere geschlossene Zellen in dem Gurtband der Sicherheitsgurtanordnung vorzusehen, die mit dem Raum in Verbindung stehen, in dem sich ein druckerzeugendes Mittel, beispielsweise ähnlich der Sprengpulverladung 12, befindet· Bs handelt sich dann um biegsame Zellen, welche Ausdehnungsräume bilden, die, wenn sie sich ausdehnen, eine Ablenkung des Gurtbands bewirken und dieses dadurch spannen. Das Gurtband kann beispielsweise
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ein solches mit zwei Lagen sein, welche die dazwischengelegten Zellen umschließen und zusammengenäht sind«,
Die Erfindung kann auch als Spannvorrichtung solcherart ausgebildet werden, die vollständig mechanisch wirkt. In diesem Fall kann eine starke Feder dazu benutzt werden, den Spannvorgang anstelle des ausdehnbaren Raumes. 10 von Figo 1 zu bewerkstelligen,.
Die in Fig» 2 und 3 veranschaulichte Spannvorrichtung weist eine langgestreckte Fassung auf, an deren einem Ende das Gurtband 5 der Sicherheitsgurtanordnung angebracht ist und deren anderes Ende an einem festen Punkt im Fahrzeug mit Hilfe eines Bolzens 25 verankert ist. Zu der Fassung gehören zwei parallele Blechstreifen 26, 27, die außer durch das Gurtband 5 und den Bolzen 25 noch durch eine Anzahl in Abständen angeordneter Klammern 28 oder derglo zusammengehalten werden. Zwischen den Stellen, an denen die Blechstreifen 26 und 27 zusammengehalten werden, sind sie jeweils in Gegenrichtung zueinander nach außen gebogen, und in jedem der so geformten Zwischenräume befindet sich eine Sprengladung 29 oder dergl., die sich ausdehnen und daduroh eine Ausbeulung der betreffenden Metallstreifenteile zwischen den Haltepunkten bewirken kann, wie es in Fige 3 veranschaulicht ist, wo eine beträchtliche Verkürzung der ursprünglich gestreckten Fassung erkennbar ist, nachdem die Ladungen 29 durch einen auf eine plötzliche Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit reagierenden Fühler zur Wirkung gebracht
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worden sind.
Die in Figo. 4 dargestellte Spannvorrichtung weist einen Halter 30 auf, durch den das zu spannende Gurtband hindurchgefädelt ist. Auf einer Seite des Gurtbands befinden sich eine Anzahl Stifte 31, die sich in Querrichtung zu dem Band erstrecken und in Längsrichtung zum Gurtband Abstände voneinander aufweisen. Auf der entgegengesetzten Seite des Gurtbands ist jeweils im Bereich dieser Abstände ein normalerweise als Faltenbalg gestalteter Ausdehnungsbehälter 32 angebracht, der eine Spreng- oder Treibladung 34 erhält, die über einen elektrischen Auslöse- oder Zündstromkreis 33 zur Wirkung gebracht werden kann. Wird die Ladung wirksam, so wird der Behälter ausgedehnt und drückt das Gurtband 5 zwischen den Stiften 31 nach oben, wie dies auf der rechten Seite von Fig. 4 veranschaulicht ist.
Die in den Figuren 5 und 6 dargestellte Spannvorrichtung weist eine Fassung auf, die aus einem Rohr hergestellt ist, das an seinem einen Ende 35 abgeflacht und im übrigen mit einer Anzahl kreuzweise verlaufender Querwände 36 versehen ist, die eine Anzahl Eäume 37 voneinander trennen, von denen jede einen Treibladungssatz enthält. Die Seitenwände jedes dieser Zwischenräume 37 sind mit Schlitzen 39 versehen, die in Längsrichtung des Eohrs verlaufen und eine Ausdehnung der fraglichen Eäume ermöglichen, wenn die Ladungen 38 zur Wirkung gebracht werden« Bei dem Ausdehnungsvorgang findet eine Verformung
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der Wände statt, so daß diese die in lig. 6 gezeigte Gestalt einnehmen« Durch diese Verformung erfährt die Fassung 35 eine Verkürzung, die sich zugleich als Zugkraft oder Spannung auf das mit der· Passung Terbundene Gurtband 5 auswirkt.
Es besteht die Möglichkeit, das Anspannen des Gurtbandes in der Weise stattfinden zu lassen, daß die einzelnen ladungen in einer Reihe nacheinander zur Wirkung gebracht werden«. Es hat sich gezeigt, daß der menschliche Körper während kurzer Zeitintervalle relativ hohen Beanspruchungen standhalten kann. Mit Hilfe der Spannvorrichtungen nach einer der Figuren 2 bis 6 ist es möglich, die Spannkraft in eine Reihe rasch aufeinanderfolgender Impulse mit jeweils dazwischenliegenden Pausen aufzuteilen. Dadurch wird eine Art "Pumpeffekt" erhalten, wobei jedes einzelne Spannkraftmoment eine vorbestimmte Maximalhöhe von kurzer Dauer hat, daß keine schädlichen Wirkungen dadurch auf eine das Fahrzeug benutzende Person eintreten können» Durch augenblickliches Anspannen des in die Sicherheitsgurtanordnung führenden Gurtbandes unmittelbar im Anschluß an eine Fahrzeugkollision wird die Zeit ausgenutzt, während deren das Fahrzeug seine kinetische Energie durch Verformung abgibt und zum Stillstand kommt. Die Verzögerung der Fahrzeugzelle, in der sieh Personen befinden, findet in diesem Zusammenhang verhältnismäßig langsam statt, und der Körper einer Person wird durch den Sicherheitsgurt nur gebremst, während die Befestigungspunkte des Gurtbandes sich langsamer vorwärts bewegen als die Person, und es hat
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danach, eine Kompression lose sitzender Kleidungsstücke stattgefunden. Wird diese Anspannung mittels einer einzigen Gastreibladung herbeigeführt, wie es bei einer Spannvorrichtung nach Fige 1 geschieht, so ist die Geschwindigkeit, bei der die Aktivierung stattfindet, und die Dauer der Entladung einem oberen Grenzwert der Beanspruchbarke it des Körpers angepaßt, d«, ho die Anspannung muß relativ stark sein, aber gleichzeitig auch mit einer gewissen Langsamkeit erfolgen. Dadurch, daß die Anspannung beispielsweise durch eine Reihe von Gasentladungen erfolgt, kann die Geschwindigkeit, mit der die Beanspruchung übertragen wird, erhöht werden, ohne daß kritische Werte überschritten werden«. Es ist ferner möglich, die Stärke jeder einzelnen Gasentladung zu variieren, ebenso auch die Intervalle zwischen den verschiedenen Entladungen, so daß die Kurve der Verformungscharakteristik des jeweiligen Fahrzeugs so bemessen wird, daß eine starke Anspannung des Gurtbands der Sicherheitsgurtanordnung nicht zu derselben Zeit stattfindet, wo die Verzögerung des Fahrzeugs ihren maximalen Wert erreicht. Eine Vorrichtung, wie sie in Fig« 2 bis 6 dargestellt ist, ermöglicht außerdem eine Veränderung des Grades der Anzugskraft sowie der dabei auftretenden Nebenkräfte in Anpassung an Paktoren wie das Gewicht des Reisenden, die Einstellung des Fahrersitzes, die Fabrzeuggeschwindigkeit usw., beispielsweise durch Verwendung verschiedener Fühlervorrichtungen und
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eine schaltungsmäßige Ausbildung der Zündstromkreise derart, daß nur ein gewisser Teil der Gasentladungen zur Wirkung gebracht wirdο Die Fühlervorrichtungen können vorzugsweise mit Verzögerung arbeiten, um die Gefahr des Auskuppeins einiger Ladungen durch gelegentliche Verminderung der Belastung des Sitzes, wie zum Beispiel beim Bremsen, zu vermeidenο
Durch das Spannen nur eines einzelnen Abschnitts oder einzelner Abschnitte des Gurtbands in einer vorbestimmten Reihenfolge lassen sich beträchtliche Vorteile bei verschiedenen möglichen.Arten von Unfällen oder Kollisionen erreichen, beispielsweise einer diagonalen Seitenkollision, einer Auffahrkollision von hinten oder eines Umstürzens des Fahrzeugs. Dies läßt sich beispielsweise dadurch erreichen, daß an verschiedenen Punkten des Fahrzeugs angeordnete Fühlervorrichtungen mit einem Zündstromkreissys.tem so gekoppelt sind, daß sie derart zusammenwirken, daß eine Anspannung des Gurtes nur an den am meisten vorteilhaften Stellen des Gurtes, bezogen auf den Verlauf des Unfalls, stattfindet, do h„ daß nur Ladungen an den infrage kommenden Punkten des Fahrzeugs aktiviert werden»
Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier im einzelnen dargestellten Beispiele, alle beschriebenen und dargestellten Beispiele sind jedoch als, erfindungswesentlich anzusehen»
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Claims (1)

  1. Ansprüche
    1· Torrichtung zum Spannen eines Gurtes, der einen Teil einer Fahrzeugsicherheitsgurtanordnung bildet, "bei plötzlichen Fahrgeschwindigkeitsänderungen, insbesondere bei einem Unfall, gekennzeichnet durch die Kombination einer auf die Geschwindigkeitsänderung ansprechenden Itihlereinrichtung (21), einer durch diese freizugebende Klinken- oder Sperrvorrichtung (19) und einer durch freigäbe der Sperrvorrichtung zur Wirkung zu bringenden, auf den Gurt im Sinne von dessen Spannung einwirkenden Kraftquelle.
    2ο Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung (21)" einen Körper mit einer tragen Masse aufweist, der zwischen einer Stellung, bei der die Sperrvorrichtung gesperrt ist, und einer Stellung, bei der sie freigegeben ist, bewegbar ist.
    3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung aus einem den Körper (21) mit der tragen Masse tragenden Stab (19) besteht, der aus zerbrechlichem Material hergestellt ist und im unversehrten Zustand dazu dient, eine Auslösevorrichtung im unwirksamen Zustand zu halten und bei seinem Bruch, der verursacht ist durch die Tendenz des Körpers mit der trägen Masse, seine Bewegung mit unvermittelter Geschwindigkeit fortzusetzen, die Sperrvorrichtung freizugeben, die ihrerseits wieder die Kraftquelle zur Wirkung bringt.
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    4o Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung (16) einen Schlagbolzen aufweist, der im gesperrten Zustand unter Einwirkung einer gespannten Feder steht und so angeordnet ist, daß er bei seiner Freigabe auf den Zünder (17) einer Spreng- oder Treibladung (12) auftrifft, die in einem Raum (10, 11) von dehnbarem Volumen angeordnet ist, dessen Ausdehnungsbewegung auf das Gurtband (5) übertragbar ist, um dieses anzuspannen.
    5ο Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ausdehnbare Raum eine Zylinderkammer (2) mit einem darin beweglichen Kolben (3) mit Kolbenstange (8) aufweist, der so angeordnet ist, daß er einen Teil des Gurtbandes (5) bei der Bewegung des Kolbens in der Kammer zu einer Schleife verformen und dadurch spannen kann.
    6ο Vorrichtung .nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dehnbare Kammer mit der umgebenden Luft über eine öffnung (24) von relativ kleinem Querschnitt in Verbindung steht, um einen relativ langsamen Rückkehrhub des Kolbens und eine entsprechend langsame Rückkehr des Gurtbands in seine ursprüngliche Form zu gewährleisten.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftquelle aus einer Anzahl von Treibgasladungen oder dergl. besteht, die mit Abständen voneinander in Längsrichtung des zu spannenden Gurtbandes
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    (5) und außerdem so angeordnet sind, daß sie mit wenigstens einer ihrer Seiten in eine Lage kommen können, bei der sie gegen das Gurtband so anliegen, daß bei ihrer Zündung das Gurtband in seitlicher Richtung verformt wird und damit eine Verkürzung in Zugrichtung erfährt„
    8o Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungen zwischen zwei bandförmigen Blechstreifen (26, 27) gehalten werden, die sich in Längsrichtung des Gurtbandes erstrecken und dieses verlängern, und die an zwischen den Ladungen gelegenen Punkten zusammengehalten werden.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Längsrichtung des Gurts eine Anzahl von Querstiften (31) in Abständen voneinander auf der einen Seite des Gurtbandes angeordnet sind, auf dessen anderer Seite zwischen den Stiften eine Anzahl ausdehnbarer Gasbehälter derart angeordnet sind, daß sie in ausgedehntem Zustand jeweils einen Teil des Gurtbands zwischen zwei benachbarten Stiften durch diese hindurchdrücken und damit eine Spannung des Gurtbands bewirken.
    10· Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem als Verlängerung des Gurtbands angeordneten, eine Anzahl von Zellen (37) mit Trennwänden (36) enthaltenen Rohr besteht, von denen jede eine Spreng- oder Treibladung (38) enthält, und daß die durch das Rohr gebildeten Wandungsteile der Zellen mit Schlitzen (39) versehen sind.
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    H -
    11. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine zum Zünden der Ladungen in einer Reihe nacheinander dienende Steuereinrichtung»
    12o Vorrichtung nach Anspruch .7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Fühlen des Gewichts der den Fahrzeugsitz einnehmenden Person, die so einstellbar ist, daß eine dem Gewicht entsprechende Zahl von Ladungen aktivierbar ist«
    13o Torrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlereinrichtung für verzögertes Arbeiten eingerichtet ist„ :
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