DE3307093A1 - B-/c-saeule eines kfz mit integrierten sicherheitsgurtelementen - Google Patents

Description

• B-/C-Säule eines Kfz mit integrierten Sicherheitsgurtelementen
• Die Karosserie eines Kraftfahrzeuges weist vorne die beiden A-Säulen, in der Mitte die B-Säulen und hinten die C-Säulen auf, mit denen die Verbindung zum Fahrzeugdach hergestellt wird und zwischen denen sich die Scheiben und Tieren befinden. Die Bedeutung und Funktion dieser Karosserieelemente wird als bekannt vorausgesetzt.
• Die mittlere B-Säule ist der am stärksten ausgebildete Pfosten, der für die Sicherheit des Fahrzeuges von großer Bedeutung ist, so z. B. im Unfall beim Viberschlag und Seitencrash und außerdem als Verankerung für den Sicherheitsgurt.
• Der heute übliche Automatik-3-P-Sicherheitsgurt wird an drei Stellen über Schrauben mit der B-Säule verbunden. Unten der Aufrollautomat und der Endbeschlag, oben der Umlenkbeschlag.
• Diese Art ergibt ungünstige Kraftknotenpunkte, da die gesamte Last im Unfall über einen Punkt, nämlich die Schraube geleitet werden muß. Das relativ dünne Karosserieblech ist aber an sich nicht für punktuelle, sondern mehr für flächige Krafteinleitungen geeignet. Darüberhinaus ist das Verfahren mit dem Anbringen von Verstärkungsblechen und Anschweißmuttern in der Produktion und dem späteren Montieren der Schrauben und Sicherungen mittels Handeinführen und Schrauber höchst aufwendig. Außerdem sind die Schrauben und Ansclweiimuttern relativ schwer und auch im Hinblick auf die Kosten verbesscrungsbedürftig.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimierte Integration des ng Sicherheitsgurtes in das Kfz vorzusehen mit dem Ziel einer C;ewichtsreduzierii und einer Verbesserung der Kostensituation durch Montagevereinfachung, Einsatz billigerer Bauteile und Weglassen von Bauteilen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkrnale gelöst Für den Einsatz höhenverstellbarer Vorrichtungen zur Befestigung des Umlenkbeschlages sind im oberen Bereich der B-Säule Führungs- und Blockierschienen vorgesehen, die direkt aus dem Blech der Säule einstückig gcformt sind. Dadurch kann ein Beschlagteil, welches Gewicht und Kosten verursacht, eingespart werden.
• Ähnlich Vorteile ergeben sich im unteren Bereich bei der Anbringung des Aufrollautomaten. Ein mit dem Pfostenblech verbundenes Blockierrahmenblech überträgt die Kraft aus der Gurtwelle im Unfall direkt in die Karosserie iiber einen großflächigen Bereich. Zur Aussteifung des Kraftübertragungsbereiches ist das Blech örtlich mit Versteifungssicken versehen. Die Montage des Automaten erfolgt sicher und schnell über entsprechend ausgebildetet Führungsnasen und Justierklauen und abschließende Sicherung rnittels Dlindnict oder Ss hraubc. Der Aufrollautomat selbst kann auch billiger und leichter ausgeführt werden, da er kein kraftaufnehmendes Gchäuse aus Stahl mehr benötigt, sondern eine Kunststoffausführung genügt.
• Die B-/C-Säule ist in den Kraftübertragungsbereichen so gestaltet, daß die Last nicht mehr durch die üblich gewordenen 7/16 UNF-Schrauben als Kraftknotenpunkt fließt, sondern über einen großflächigen Bereich in das dünnwandige Karosserieblech eingeleitet wird.
• Um auch den zukünftigen Sicherheitsanforderungen gerecht zu werden, ist die harmonische Integration- eines Gurtstrammers, der im Unfall die schädliche Lose aus dem Gurtsystem herauszieht, in die B-Säule vorgesehen. An einer geeigneten Stelle der Säule wird ein Linearstrammer montiert, der über ein Seil an einen Winkelhebel angelenkt ist. Im Falle der Aktivierung zieht der Winkelhebel über Umlenkrollen das Gurtband in den B-Säulen-Innenraurn und beseitigt somit die Gurtlose. Ein Zurückziehen des Gurtbandes kann entweder durch eine übliche Ratschensperre am Winkelhebel oder mittels einer Rücklaufsperre im Linearzylinder verrnieden werden.
• Im folgenden werden einige Ausführungsformen der Erfindung in den dargestellten Figuren erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 Einen Teil-Schnitt durch die B-Säule der Karosserie entgegen der I ahrtrichtung auf der linken Fahrerseite.
• Fig. 2 Einen Ausschnitt der B-Säule im oberen Bereich.
• rig. 3/4 Einen erfindungsgemäß konziperten Aufrollautomaten in unblockiertem und blockiertem Zustand.
• Fig. 5 Den Aufrollautomaten in perspektivischer Darstellung.
• Fig. G Einen Schnitt durch die B-Säule im mittleren Bereich mit der G urtstramm-Mechanik.
• Fig. 7 Einen Querschnitt durch die B-Säule im oberen Bereich.
• Fig. 8 Einen Schnitt durch die B-Säule mit Befestigung eines Linearstrammers.
• Fig. 9 Einen Querschnitt durch Fig. 8.
• In Fig. 1 ist das Gurtband strichpunktiert dargestellt. Es verläuft von unten von Aufrollautomaten 14 durch die Gurtbanddurchtrittsöffnung 56 der 13-Sdule 2 über die Rolle 24 des Winkelhebels 22 zum Umlenkbeschlag 15 und von dort zur Schulter eines Insassen in den Fahrzeuginnenraum. Im vertikalen Verlauf längs der B-Säule 2 wird das Gurtband 16 von der Pfostenverkleidung 4 verdeckt. Dic Lastaufnahme im Aufrollautomaten 14 bei einem Unfall erfolgt von der Gurtwelle 10 direkt in ein Blockierrahrnenblech 9. Der Aufbau und die Funktion wird bei den Figuren 3,4 und 5 näher erläutert Der strichpunktiert gezeichnete Umlenkbeschlag 15 wird mit einer an sich bekannten, höhenverstellbaren Vorrichtung verbunden. Die erfindungsgemäße Neuerung besteht hier darin, das für Höhenjustierung und die Verrastung erforderliche Beschlagteil direkt aus dem Pfostenblech 3 der B-Säule zu formen und dadurch Gewicht und Kosten zu sparen.
• In der Mitte der Säule, wo sie nach oben hin zur Reduzierung der Fahrzeugquerschnittsfläche abknicl<t, ist ein Winkelhebel 22 mit einer Rolle 24 angeordnet, die das Gurtband 16 hier reibungsarm umlenkt. An den Winkelhebel 22 ist ein Seil 21 angelenkt, welches zurn Kolben eines Linearstrammers 20 führt.
• Zur Erzielung eines Gurtstrammungseffektes im Unfall wir dieser Linearzylinder 20 gezündet. Die Funktion wird unter Fig. 6 näher erläutert.
• In Fig. 2 ist der obere Bereich der B-Säule 2 ohne den höhenverstellbaren Umlenkbeschlag 15 größer dargestellt. Deutlich sind die beiden aus dem Blech der B-Säule 2 herausgearbeiteten Führung- und Blockierschienen 6 zu erkennen. In ihnen wird eine höhenjustierbare Vorrichtung für den Umlenkbeschlag 15 geführt und verriegelt. Die Rastverzahnung 7 dient für die höhenverstellbare Einrastung der Vorrichtung während die Blockierverzahnung 8 für die Aufnahme der Blockierlast im Unfall vorgesehen ist. Die obere Bohrung dient zum Einhängen einer Ausgleichsfeder, um die Vorrichtung von Hand leicht und kräfteneutral verstellen zu können.
• Fig. 3 zeigt den im unteren Bereich der B-Säule montierten Aufrollautomaten 14 in normaler, unblockierter Stellung. Das U-förmige Blockierrahmenblech 9 ist über Punktschweißungen mit dem Pfostenblech 3 der Karosserie verbunden.
• In einer anderen, erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird cs direkt aus dem Pfostenblech 3 einstückig geformt.
• Die beiden Schenkel weisen im vorderen Bereich zwei Justiernasen 12 auf, die in entsprechende 3ustierklauen 13 des Aufrollautomaten 14 eingreifen. Zur Formstabilität unter Last ist eine Distanzstange 48 vorgesehen. Der Kraftübertragungsbereich im Karosserieblech ist zur Aussteifung mit Versteifungssicken versehen. Die Montage des Automaten 14 erfolgt von unten mit der Rückwand 41 in die Fiihrungsnase 37 und abschließende Sicherung mit einem Blindniet in der Befestigungsachse 36. Die Gurtwelle 10 ist in Langlöchern 35 des Kunststoffgehäuses 45 gelagert und wird durch eine nicht dargestellte Niederhalterfeder in einer unteren Freilaufposition gehalten. Die Seitenscheiben der Gurtwelle 10 haben zur Gewichtseinsparung Erleichterungslöcher 31. Unten liegt ein Blockierhebel 38, der von einer üblichen gurtband- und fahrzeugsensitiven Blockiereinrichtting (nicht dargestellt} gestcuert wird.
• In lig. 4 ist ein solcher blockierter Zustand gezeigt. Der Blockierhebel 38 wurde bei liberschreiten einer bestimmten Verzögerungsschwelle in die Zähne 32 der Gurtwelle 10 eingeschwenkt Durch die schnell ansteigende Last im Gurtband 16 in Auszugsrichtung 46 wird die Gurtwelle 10 gegen die Kraft der Niederhalterfeder nach oben in die Verzahnung 11 des Blockierrahmenbleches 9 gezogen. Durch die abgestimmte Länge des Blockierhebels 38 wird sichergestellt, daß die Zähne 32 der Gurtwelle 10 um einen kleinen Betrag 47 vor den Zähnen 11 des Blockierrahmenbleches 9 zum Stillstand kommt. Die Teilung und Form der Zähne 11 ist dabei so auf die Zähne 32 der Gurtwelle 10 abgestimmt, daß ein ordnungsgemäßer Eingriff gewährleistet ist. Bis zur formschlüssigen Anlage der Zähne 11 und 32 dreht die Gurtwelle 10 noch um einen kleinen Winkel 19 weiter. Dieses wird durch die federelastische Ausbiklung des Blockierhebeis 38 mittels eines zusammendrückbaren Federungsspaltes 39 crrnöglicht Bei Entlastung sorgen die Rückholfeder und Niederllalterfeder für eine Rückverlagerung der Gurtwelle 10 in die rrei laulposition In ITig. 5 ist der neu konziperte Aufrollautomat 14 perspektivisch dargestellt.
• I)LlS (;urtband 16 ist auf der Gurtwelle 10 aufgespult. Das Gehäuse 45 aus Kunststoff ist mit einer mit Befestigungslöchern 40 versehenen Rückwand 41 und einer Vorderwand 42 ausgebildet Vorne befinden sich die Justierklauen 13, die durch Umgreifen der Justiernasen 12 des Blockierrahmenbleches 9 für cinc ordiiungsgemäß fixierte Position der Gurtwelle 10 unter den Schenkeln des Blockierrahmenbleches 9 sorgen. Strichpunktiert sind zur Funktionsvcrdeutlichung die Wellenlagerzapfen 34 in den Langlochführungen 35 des Gehäuses 45 dargestellt. Die Verbindung des Automaten 14 mit dem Plostenblech 3 der Karosserie erfolgt über eine oder zwei Befestiungsbohrungen 40 mittels einfach einzubringenden Blindnieten, die nur den Aufrollautomaten zu halten haben, nicht aber die Blockierlast im Unfall.
• Die Mechanik zur Gurtstrammung im Unfall ist in Fig. 6 näher dargestellt.
• Das Gurtband 16 läuft im Normalfall reibung und verschleißarm über die Rolle 24 zum Umlenkbeschlag 15. Die Rolle 24 ist im Endbereich 22 lösbar und nachträglich montierbar in einen Winkelhebel 23 eingebaut, an dem auch das Seil 21 des nicht gezeigten Linearstrammers 20 angelenkt ist.
• Im Aktivierungsfall wird das Seil 21 nach unten gezogen und der Winkelhebel 23 dreht um den Anlenkpunkt 66 am Pfostenblech 3 in den - Innenraum 5 der IS-Säulc 2 hinein. Dabei zieht die Rolle 24 über bzw. unter die Umlenkrollen 25 und 26 eine bestimmt Länge Gurtband in den Innenraum 5 hinein. In der dargcstcllten Ausführungsform wird ein Zurückzieheii des Gurtbandes 16 unter Last durch eine Itücklaufsperrc im Kolben des Linearzylinders 20 vermieden.
• Darauf und auf ein entsprechend stark ausgebildetes Seil 21 kann verzichtet werden, wenn statt dessen am Winkelhebel 23 eine an sich bekannte Rücklaufratsche angebracht wird, die den Winkelhebel 23 in der jeweils erreichten Einzugsstellung blockiert.
• Die Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch die B-Säule 2 im oberen Bereich (tJnllenkbeschlag). Zu erkennen ist die Art der Gestaltung der Führungs und Blockierschienen 6 mit der Rastverzahnung 7 und der Blockierverzahnung 8.
• Komfort- und sicherheitssteigernd wirkt dabei die Ausrichtung der Gurtauszugsrichtung 46 unter dem Winkel 17 zur Fahrtrichtung 18. Dadurch ergibt sich der geringstmögliche Umschlingungswinkel des Gurtbandes 16 um den t Umlenkbeschlag 15, also niedrige Reibungsverhältnisse und eine gute Fixierung des Gurtbandes 15 unter Last (kein Verrutschen in eine Ecke des Umlenkbeschlages 15 mit Gurtrißgefahr).
• Bei einer derartigen Ausrichtung der Gurtumlenkung ist eine Schwenkbarkeit des Umlenkbeschlages nicht mehr erforderlich. Der Einsatz eines einfachen, starren t.Jmlenkbügels ist möglich.
• Die Figuren 8 und 9 zeigen eine alternative Befestigungsart des Linearstrammers 20 in bzw. an die B-Säule 2. Die Montage mit dem Befestigunssockel 64 an den Befestigungsachsen 36 vom Fahrgastraum her gestaltet sich einfacher als durch die Öffnung 67 in der Mitte der B-Säule 2 im Innenraum 5. Hierzu weist die B-Säule 2 eine entsprechende Ausbuchtung 65 auf mit einem Schlitz 63, durch den das Seil 21' zum Winkelhebel 23 geführt wird.
• Benennung 1 Kraftfahrzeug 2 B-Säule (C-Säule) 3 Pfostenblech 4 Pfostenverkleidung 5e Innenraum 6 Führungs- und Blockierschienen 7 Rastverzahnung 8 1310ckierverzahnung 9 Blockierrahmenblech 10 13lockierwelle 11 Verzahnung 12 Justiernasen 13 Justierklauen 14 Aufrollautomat 15 Umlenkbeschlag 16,16' Gurtband 1 7 Curtaustrittswinkel 18 Fahrtrichtung 19 Drehwinkel 20,20' Linearstrammer 21,21' Seil 22 äußeres Ende des Winkelhebels 23 Winkelhebel 24 Rolle 25,26 Umlenkrollen 27,27' Versteifungssicken 28 Endstellung Winkelhebel 29 eingezogenes Gurtband 30 Punktschweißung 31 Erleichterungslöcher 32 Wellenhülse 34 Lagerzapfen 35 Langloch 36 l3eicstigungsachse 37 Führungsnase 38 Blockierhebel 39 Federungsspalt 40 Befestigungsbohrung 41 Rückwand 42 Vorderwand 43 Federdeckel 44 Mechanismusdeckel 45 Gehäuse 46 Gurtauszugsrichtung 47 Abstandsmaß 48 Distanzstange 49 50 51 52 53 54 55 56 Gurtbanddurchtrittsöffnung 57 drehbarer Gurtbandschoner 58 Endbeschalg S9 Kralle 60 Befestigungsbohrung 61 Blindiet 62 Durchbruch 63 Schlitz 64 Befestiungssockel 65 Ausbuchtung 66 Anlenkpunkt 67 Öffnung

Claims (5)

1. Patentansprüche J B-, bzw. C-Säule eines Kraftfahrzeuges mit integrierten Sicherheitsgurtelementen, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen Bereich eine an sich bekannte höhenverstellbare Vorrichtung als Anlenkpunkt für einen Umlenkbeschlag (15) eines Sicherheitsgurtes in aus der B-/C-Säule (2) einstückig geformten Führungs- und Blockierschienen (6) geführt und gehalten wird, wobei die Schienen (6) so angeordnet sind, daß sich ein Gurtaustrittswinkel (17) zur Fahrtrichtung ) von etwa 30° bis 750 ergibt, vorzugsweise 600 und daß im unteren Bereich ein Blockierrahmenblech (9) mit der B-/C-Säule (2) verbunden ist, bzw. aus ihr einstückig geformt ist, unter das ein bis auf die Blockierwelle (10) im wesentlichen aus Kunststoffteilen bestehender Sicherheitsgurtaufroll automat (14) anbringbar ist, wobei die Blockierung und Lastaufnahme durch Hochziehen der Blockierwelle (10) gegen die Kraft einer Niederhalterfeder in Gurtauszugsrichtung (46) in das verzahnte Blockierrahmenblech (9) erfolgt.
2. 2. B-/C-Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (5) der B-/C-Säule (2) ein auf Zug arbeitender Linearstrammer (20) für eine Gurtstrammung im Notfall vertikal angebracht ist, dessen Seil (21) mit einem an der B-/C-Säule (2) angebrachten und am äußeren Ende (22) mit einer Rolle (24) versehenen Winkelhebel (23) wirkt, der im Falle der Aktivierung das Curtband (16) zwischen zwei starren oder beweglichen Umlenkrollen (25,26) in den Innenraum (5) zieht und dadurch das im Umlauf befindliche Gurtband (16) um den Insassen strafft.
3. 3. B-/C-Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückig aus dem Pfostenblech (3) geformten Führung und Blockierschienen (6) mit einer Rastverzahnung (7) und eine Blockierverzahnung (8) versehen sind.
4. 4. B-/C-Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockierrahmenblech (9) als U-förmiges Gebilde mit dem Pfostenblech (3) verschweißt oder in sonstiger Weise formschlüssig verbunden ist.
5. 5 B-/C-Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockierrahmenblech (9) eine nach unten angeordnete, mit der Teilung der Btochicrwelle (10) übereinstimmende Verzahnung (1-1) aufweist und im vorderen Bereich zwei Justiernasen (12), die in entsprechende Justierklauen (13) des Aufrollautornaten (14) eintauchen.

   6. B-/C-Säule nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockierrahmenblech (9) mit einer Distanzstange (48) versehen ist 7. l-/C-Saule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufrollautomat (14) auf ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse (45) aufgebaut ist, welches eine mit Befestigungsbohrungen (40) versehene Rückwand (41), eine Vorderwand (42) und zwei Justierklauen (13) aufweist, sowie in den beiden Seitenschenkeln Langlöcher (35), in denen die Gurtwelle (10) mit ihren Lagerzapfen (34) derart gelagert ist, daß sie im Normalfall durch eine Niederhalterfeder in eine untere Gebrauchsstellung gehalten wird und irn Notfall in Gurtauszugsrichtung (46) in eine obere Blockierstellung verfahren wird, wobei die Zähne (32) der (;urtwelle (10) in Eingriff gelangen mit der Verzahnung (11) des Blockierrahmenbleches (9).

   S L3-/C-Saule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockierung der Gurtwelle (10) durch einen Blockierhebel (38) eingeleitet wird, der im Verzögerungsfall in die Zähne (32) eingreift und einen Federungsspalt (39) aufweist, welcher eine elastische Verkürzung des Hebels (38) für einen ordnungsgemäßen Zahneingriff zur formschlüssigen Lastauinahme zwischen Gurtwelle (10) und Blockierrahmenblech (9) gestattet.

   9. B-/C-Stiule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Beginn der ßlockierung nach dem Einrasten des Blockierhebels (38) die Zähne (32) der Gurtwelle (10) um ein bestimmtes Abstandmaß (47) vor der Verzallnung (11) des Blockierrahmenbleches zu stehen kommen.

   10. B-/C-Säule nach Anspruch 7, dadurch gckennzeicht, daß die seitlichen Blockierscheiben der G urtwelle (10) rnit Erleichterungslöchern (31) versehen sind.

   11. B-/C-Säule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pfostenblech (3) im unteren Bereich des Blockierrahmenbleches (9) Versteifungsrippen (27) aufweist, die einer Verformung unter Last entgegenwirken.

   12. B-/C-Säule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (23) in etwa in der Mitte der B-Säule (2) angebracht ist und die Rolle (24) lösbar und nachträglich im Endbereich (22) montierbar ist und dein Gurtband (16) im normalen Betrieb als Führungsrolle dient.

   13. B-/C-Säule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (23) mit einer konzentrisch zum Anlenkpunkt (66) angeordncten Sägeverzahnung versehen ist, in die im Falle der Aktivierung ein Ratschenhebel einrastet und ein Zurückschwenken in die Ausgangslage verhindert.

   14. 13-/C-S;iule nach Anspruch 2, dadurch gekrnnzcichnct, daß der Linearstrammer (20') außerhalb der B-/C-Säule (2) in einer Ausbuchtung (65) mit dem Befestigungssockel (64) montiert wird und das Seil (21') durch einen Schlitz (63) zum Winkelhebel (23) geführt wird.