DE3413488A1 - Gurtstrammer mit mechanischem ausloesemechanismus und automatischem gurtgreifer - Google Patents

Gurtstrammer mit mechanischem ausloesemechanismus und automatischem gurtgreifer

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Description

Gurtstrammer mit mechanischem Auslösemechanismus und automatischem Gurtgreifer
Die Erfindung betrifft einen Gurtstrammer zur Straffung eines Sicherheitsgurtes um den Körper eines Insassen im Unfall. Die Aktivierung des Gurtstrammers ab einer bestimmten Verzögerung erfolgt über einen mechanischen Auslösemechanismus. Die Mitnahme des Gurtbandes bewerkstelligt ein automatisch auf Zug ansprechender Gurtgreifer.
Bisher sind zwei Gurtstrammer gemäß DE-OS 26 M 315 (DE-OS 21 21 101) und DE-OS 28 09 587 (Fig. 3) zum Einsatz gekommen. Beide arbeiten elektrisch-pyrotechnisch und erfordern einen erheblichen Aufwand an Teilen, Kosten, Bauraum, Montage und auch Gewicht. Dies insbesondere für Zusatzgeräte wie Fahrzeugsensor, Spannungswandler, Energiereserve, HF-Spule u.a.
Die Kosten für eine solche Zusatzausrüstung eines Gurtstrammers können nur von einem kleinen Personenkreis aufgebracht werden. Der durchaus positive Sicherheitsaspekt eines Gurtstrammers jener Bauart hat also für den großen Kreis aller Autofahrer wegen der geringen Marktdurchdringung nahezu keine Bedeutung. Darüberhinaus müssen jene bisher im Einsatz befindlichen Gurtstrammer eine Mehrleistung an Strammweg aufbringen, um den nach wie vor wirksamen Filmspuleneffekt auszugleichen.Mit der DE-OS 26 55 491 ist zwar eine einfachere Gurtstrammereinrichtung bekannt geworden. Diese greift jedoch an einem Endpunkt an, d.h., bei einem 3-P-Automatikgurt im Beckenbereich. Dort jedoch ist eine Gurtstrammung nicht erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effektive und sinnvolle Gurtstrammung mit den technisch einfachsten Mitteln zu gestalten, ohne Pyrotechnik, Elektronik und Stromversorgung, also rein mechanisch - und somit als System autark - dennoch zuverlässig und vor allem billig, so daß der erhebliche Sicherheitsgewinn eines Gurtstrammers "serienmäßig" möglich wirdund dem gesamten autofahrenden Personenkreis zur Verfugung steht.Außerdem soll die Gurtstrammung an dem für den Schutz des Insassen sinnvollsten Punkt angreifen, nämlich am Schultergurt, um den Oberkörper zurückzuhalten und insbesondere den Kopf vor einem Lenkradaufprall zu bewahren.
Diese Aufgabe wird eriindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Gurtstrarnrner" die denkbar einfachste Bauform zugrundegelegt wird, nämlich ein Zylinder mit Kolben und Kolbenstange (bzw. Seil) und als Energiespeicher eine vorgespannte Druckfeder. Der Auslösemechanismus zur Freigabe der Energie in eine translatorische Kraftkomponente besteht praktisch nur aus einem Teil, der Sensormasse, und ist direkt am Gurtstrammerzylinder angeordnet. Als weiteres wesentliches Bauteil fungiert ein autom. Gurtgreifer am oberen Ende der Kolbenstange (bzw. des Seils). Im Normalbetrieb berührt er das Gurtband nicht, so daß die Auszugs^Rückzugskurve nicht negativ beeinflußt wird. Im Falle der Aktivierung des Gurtstrammers reichen die ersten Millimeter des Einzugsweges aus, um das Gurtband sicher zu klemmen und mit hinunterzureißen, bis der Gurt straff auf der Kleidung des Insassen anliegt. Dieser Straffungsvorgang muß abgeschlossen sein, bevor der insasse sich im Unfall vorverlagert, also innerhalb der ersten 20 ms nach Crashbeginn. Deswegen ist es wichtig, daß die Sensormasse frühzeitig an der Verzögerung der Karosserie teilnimmt. Eine starre Befestigung in unmittelbarer Nähe eines Knotenpunktes der Karosserie ist deshalb vorzusehen. Die B-Säule, insbesondere in ihrem Übergangsbereich zum Türschweller, stellt einen solchen Knotenpunkt dar, wo eine Verzögerung der Zelle ohne Verzögerung ankommt.
Der größte Efiekt einer Gurtstraffung wird in den Frontalkollisionen erzielt. Insofern ist die Ansprechempfindlichkeit des Systems hauptsächlich darauf auszulegen. Der Auslösemechanismus kann erfindungsgemäß auch so gestaltet werden, daß er eine Auslösung des Gurtstrammers im Seitencrash bewerkstelligt. In einer besonderen Ausführungsform kann das Ansprechniveau für Frontal- und Seitencrash unterschiedlich ausgelegt werden.
In den Zeichnungen sind einge Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen:
Fig.l Die Anordnung der kompletten Einheit in der B-Säule
Fig.2/3 Den Gurtstrammerzylinder in zwei Ansichten
Fig. k Den automatischen Gurtgreifer
Fig.5/6 Die Wirkungsweise des Auslösemechanismus
Fig.7/8 Die Gestaltung der Klemmkeile
Fig.9 Ein Schnitt durch Fig. 1
Fig. 10 Eine Gurtstrammereinheit für mehrere Ansprechrichtungen
Fig. 11 Eine Sensormasse für mehrere Ansprechrichtungen
Fig. 12 Eine weitere Sensor masse für mehrere Ansprechrichtungen
Fig. 13/1 k Auflagepunkte für unterschiedliche Ansprechwerte
Fig. 15 Eine schräge Anordnung des Gutrstrammers
Fig. 16 Ein autarker Gurtstrammer mit pyrotechnischem Treibsatz
3413Λ88
Die Ι·"ig. 1 zeigt die Gesamtanordnung der Gut tstrurnmereinheit 1 und 2in einer Einbuchtung 7 der B-Säule 8 montiert. Der Zylinder 10 des Gurtstrammers 1 ist über zwei Befestigungen 33 und 40 starr mit der Karosserie 8 verbunden. Oberhalb, am Ende der Kolbenstange 5, ist das Gehäuse 9 des autom. Gurtgreifers 2 befestigt. Das Gurtband 6 verläuft von einem Aufroller 23 ohne Berührung durch den Grtgreifer 2 zu einem nicht dargestellten Gurtumienker, in dem sinnvollerweise die Lastaufnahme im Unfall durch Gurtklemmung erfolgt. Statt über den autom. Gurtgreifer 2 könnte ei ne Gurtstraffung auch über einen Hebelmechanismus gemäß DE-OS 33 07 093 erfolgen, oder in abgewandelter Form gemäß DE-OS 32 29 304,
die jedoch beide mehr Bauraum benötigen. Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtgreifers liegt also in der Möglichkeit der flachen Bauausführung, die in der Zeichnung wegen der vereinfachten Darstellung aller Einzelteile nicht voll zur Geltung kommt.
Die Fig. 2 und 3 zeigen eine Ausführungsform des Gurtstrammers 1. Die nahezu bis Block gespannte Druckfeder 3 wird über einen Bolzen 25 durch den Kolben 4 gegen zwei neben-einander-liegende Auflagepunkte 28 der Sensormasse 11 abgestützt. Die Sensormasse 11 ist schwenkbar am Zylinder 10 gelagert. Bei Überschreiten einer bestimmten Verzögerung (z.B. 8g) überwindet die Massenkraft 27 in Fahrtrichtung bei einer Frontalkollision einen Totpunkt im Auflagepunkt 28 und schwenkt nach vorne. Dabei wird der Bolzen 28 frei und die gespeicherte Energie in der Druckfeder 3 kann für eine translatorische Gurtstraffung genutzt werden.
Für die Mitnahme des Gurtes 12 sorgt ein autom. Gurtgreifer 2, der in Fig. 4 dargestellt ist. Zwei Klemmkeile 13 mit scharfen Zähnen zum Gurt 12 hin sind mit ihren rückwärtigen Klemmflächen 15 in entsprechenden Gegenklemm-flächen 16 eines Gehäuses 9 gelagert. Die Positionierung übernehmen Fixiernasen 18, die über eine Feder 17 in Fixiernuten 19 gedruckt weden. Über Stege 20 mit Sollbruchstellen 21 sind die Klemmkeile über Einhängungen 34 mit einer Halterung 22 verbunden, die ortsfest an der B-Säule 8 angeordnet ist.
Desweiteren stehen Gehäuse 9 und Halterung 22 über eine lineare Führung 24 miteinander in Verbindung. Löst die Sensormasse 11 den Gurtstrammer 1 aus, so schießt die Kolbenstange 5 (Seil 6) nach unten und reißt das Gehäuse 9 mit. Die Klemmkeile 13, die zunächst über die Stege 20 in ihrer Lage gehalten werden, bewegen sich über die selbsthemmend ausgelegten
Klemmkeile 15/16 aufeinander zu und verhaken sich mit den Zähnen 14 im Gurtband 12. Nach Überschreiten einer bestimmten Kraft, die als Klemmkraft für den Gurt 12 ausreicht, reißen die Sollbruchstellen 21, und der Gurt 12 wird samt Gehäuse 9 längs der Führung 2k von der Kolbenstange 5 (Seil 6) nach unten gerissen.
Die Fig. 5 und 6 zeigen die Gestaltungsmöglichkeit des Auflagepunktes 28. Der zu überwindende Totpunkt im Crash ergibt sich aus der Überwindung des Weges a, bzw. des Winkels oi ,bzw. der Reibung μ. In Abhängigkeit von der Kraft der Druckfeder 3 und der Masse der Sensormasse 11 ist für eine bestimmte Ansprechschwelle eine bestimmte Größe für a, oi oder μ erforderlich. Bei klein dimensionierter Sensormasse 11 kann der Wert a auch Null sein (Fig. 5b), so daß die Reibung μ neben der Druckiderkraft für das Niveau der Ansprechschwelle verantwortJicii ist. (Jm die Reibungsverhältnisse im Verlaufe der Lebensdauer konstant zu halten, ist eine Lagerschale 35 vorgesehen, die wie der Bolzen 25 und der Kippsteg 36 aus korrosionsfestem Material besteht.
Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Gestaltungsmöglichkeit der beiden Klemmkeile 13 aus einem Stück im Kunststoff spritzverfahren.
Die Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch die B-Säule 8 mit der aus Platzgründen vorteilhaften Ausgestaltung der Ausbuchtung 7, in die der Gurtstrammer 1 weitgehend hineinmontiert werden kann. Dadurch läßt sich eine zusätzliche Ausweitung der Verkleidung 37 in den Fahrgastraum hinein vermieden.
Die Fig. 10 zeigt eine alternative Ausführungsform des Gurtsirammers 1. Für eine größere Energiespeicherung ist eine Druckfeder 31 mit rechteckigem Querschnitt vorgesehen. Sensormasse 11 und Hebel 26 sind so ausgelegt, daß auch ein Verschwenken quer zur Fahrtrichtung, also ein Aktivierung des Gurtsrammers 1 beim Seitencrash, möglich ist. Die Sensormasse II1, die in Fig. 11 perspektivisch gezeigt ist, ist allseitig schwenkbar in einem Schwenklager 30' gelagert. Im Auflagepunkt 28, wo der wegschwenkbare Hebel 26 angreift, wirkt nur die halbe Druckfederkraft. Dieser Untersetzungseffekt hilft, die Sensormasse 11 leichter zu gestalten.
Die Fig, 12a/12b zeigen eine alternative Sensormasse 11", bei der Auflagepunkt 28, Schwerpunkt 29 und Lager 30 in einer Wirkungslinie liegen.
Dadurch wird die kinematische Ansprechcharakteristk nach allen Seiten gleich. Bei gleichmäßig rundförmiger Ausgestaltung des Auflagepunktes 28 ergeben sich so nach allen Seiten 27a, 27b und 27c gleiche Ansprechwerte. Wird die konkave Einbuchtung des Auflagepunktes 28 rechtwinklig zueinander unterschiedlich gestaltet, wie die Fig. 13 und 14 zeigen, so lassen sich für den Frontal- und Seitencrash unterschiedliche Ansprechschwellen realisieren.
Die Fig. 15 zeigt eine platzsparende Anordnung des Gurtstrammers 1 innerhalb der B-Säule 8 durch eine der vorhandenen Erleichterungslöcher 39. Das Seil 6 in Einzugsrichtung verläuft durch den Klemmittelpunkt 32. Auf diese Weise kann aui eine Führung verzichtet werden. Das Gehäuse gleitet am inneren Blech 8' der B-Säule hinab.
Um den Sicherheitsgurt und Gurtstrammvorrichtung 1 und 2 als gesonderte Einheiten aufzubauen, ist eine seitlich offene Gestaltung des Gurtgreifers 2 vorzusehen.
Eine besonders vorteilhafte Sicherheitsgurtsnordnung ergibt sich, wenn die Gurtstrammervorrichtung 1 und 2 unterhalb eines Gurteinzugsautomaten gemäß DE-OS 33 42 018 angeordnet wird.
Eine Alternative, die auch systemautark ist, ohne aufwendige Elektronik auskommt und auf keine Stromversorgung angewiesen ist, zeigt die Fig. 16 gemäß Patentanspruch 16. In Fahrtrichtung 27 ist eine Sensormasse Hb mit Schlagbolzen 42 gegen eine Sensor feder 41 angeordnet. Bei Überschreiten einer bestimmten Verzögerung (z.B. 8g) trifft der Schlagbolzen 42 mit
einen
ausreichender Kraft gegen einen Anschlagzünder 43, der pyrotechnischen Treibsatz 44 zündet und so den Gurtstrammungsvorgang auslößt.
Dort, wo sehr schnelle Ansprechwerte erforderlich sind (zB. Kleinwagen), oder dort, wo größere Rückzugskräfte gewünscht werden, kann der Einsatz einer pyrotechnischen Treibladung sinnvoll sein, zumal das in der beschriebenen Ausführung einfach und billig realisierbar bleibt, so daß die erfindungsgemäße Aufgabe, die Einführung des Gurtstrammers als serienmäßige Standardausrüstung, möglich bleibt.
Die Fig. 17 bis 19 zeigen eine sehr effektive, preisgünstige, zuverlässige und insbesondere sehr leichte Gurtstrammereinheit Ic, bei die Auslösung der Gurtstramung über eine pyrctechn. Trennschraube 45 mit mech. Zündeinrichtung erfolgt.
Benennungen
1 Gurtstrammer
2 Autom. Gurtgreifer
3 Druckfeder
4 Kolben
5 Kolbenstange
6 Seil
7 Einbuchtung
8 B-Säule
9 Gehäuse
10 Zylinder
11 Sensormasse
12 Gurtband
13 Klemmkeil
14 Verzahnung
15 Klemmfläche
16 Gegenklemm fläche
17 Feder
18 Fixiernase
19 Fixiernut
20 Steg
21 Sollbruchstelle
22 Halterung
23 Aufroller
24 Führung
25 Bolzen ~)
I (Hilfsmittel)
26 Hebel J
27 Massenkräfte (Bewegungs-VFahrtrichtung)
28 Auflagepunkt
29 Schwerpunkt
30 Schwenklager
31 Langloch
32 Klemmittelpunkt
33 Befestigung
34 Finhängung
35 Lagerschale
36 Kippsteg
37 Verkleidung
38 Schwenkweg
39 Öffnung
kO Zusatzbefestigung
41 Sensorfeder
42 Schlagbolzen
43 Aufschlagzünder
44 Pyrotechn. Treibsatz

Claims (17)

., ,—^13488 Patentansprüche J ΜΛΟΗ'3{;..; ■.-... ·,
1. Gurtstrammer mit einem mechanischen Auslösemechanismus und einem mechanischen Gurtgreifer zur Strafiung des Schuitergurtes eines Sicherheitsgurtes im Unfall, dadurch gekennzeichnet, daß ein von einer gespannten Druckfeder (3) beaufschlagter Kolben (4), der über eine Kolbenstange (5) oder ein Seil (6) mit dem Gehäuse (9) eines automatischen Gurtgreifers (2) verbunden ist, in einem Zylinder (10) eines vertikal angeordneten Gutrstrammers (1) von einer Sensormasse (il) bis zu Verzögerungen von etwa 5g bis Sg in einer gespannten, oberen Lage gehalten wird und daß ab Verzögerungen von etwa 5g bis 8g die Sensormasse (11) durch seitliches Verschieben den Kolben (4) freigibt und die gespeicherte Energie der Druckfeder (3) über den automatischen Gurtgreifer (2), der bei Zugbewegung das Gurtband (12) festklemmt, eine Gurtstrammung bewerkstelligt.
2. Gurtstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der automatische Gurtgreifer (2), der das Gurtband (12) im iNormalbetrieb nicht berührt, aus zwei Klemmkeilen (13) mit einer Verzahnung (14) und einer Klemmflache (15) besteht, die in einem über eine Kolbenstange (5) oder ein Seil (6) mit dem Gurtstrammer (1) verbundenen Gehäuse (9) mit selbsthemmenden Gegenklemmfiächen (16) über eine Feder (17) vorgespannt sind, sowie über Fixiernasen (18) in Fixiernuten (19) gelagert sind und daß die beiden Klemmkeile (13) über Stege (20) mit Sollbruchstellen (21) mit einer ortsfesten Halterung (22) fest und formschlüssig verbunden ist.
Gurtstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Auslösevorgang zwischen Hilfsmitteln (25,26) des Kolbens (4) und eines Auflagepunktes (2S) der Sensormasse (11) dergestalt funktioniert, daß ab etwa 5g bio Sg die Massenkräfte (27) aus der Verzögerung der Sensormasse (11) ausreichen, einen Totpunkt (Höhenmaß a, Winkel ot, Reibung μ) zu überwinden, so daß die Sensortnasse (11) durch Verschwenken den Kolben (4) freigibt.
4. Gutrstrammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormasse (11) allseitig schwenkbar am Zylinder (10) gelagert ist und der Auflagepunkt (28) zwischen Sensormasse (11) und Hilfsmitteln (25,26) so gestaltet ist, daß sich seitlich und nach vorne unterschiedliche Ansprechwerte einstellen.
5. Gurtstrammer nach den Ansrüchen lund 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Halterung (22) und dem Gehäuse (9) eine lineare Führung (24) angeordnet ist.
6. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Auflagepunkt (28), Schwerpunkt (29) und Schwenklager (30) der Sensor masse (11) in einer Wirkungslinie liegen.
7. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmleiste (13) mit der Feder (17) und den Fixiernasen (18) einstückig aus Kunststoff hergestellt sind.
8. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkungslinie der Zugrichtung, also die Mittellinie des Gurtstrammers (1) durch den Klemmittelpunkt (32) des automatischen Gurtgreifers (2) verläuft.
9. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet,daß der Gurtstrammer (1) schräg durch eine Öffnung (39) in die B-Säule (8) hineinmontiert ist.
10. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung (33) des Gurtstrammers (1) in der Nähe der Sensormas'se (11) starr und unflexibel angeordnet ist.
11. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtstrammer (1) in einer Einbuchtung (7) der B-Säule (8) angeordnet ist.
12. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtstrammer (1) mit dem automatischen Gurtgreifer (2) zwischen einem Aufroller (23) und einem Umlenker angeordnet ist.
13. Gutrstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtstrammer (1) mit dem automatischen Gurtgreifer (2) unterhalb eines Gurteinzugsautomaten angeordnet ist.
14. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der automatische Gurtgreifer (2) für eine Montagemöglichkeit des Gurtbandes (12) seitlich offen gestaltet ist.
15. Gurtstrammer nach den vorangegangenen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) mit einer Rücklaufsperre versehen ist, und der Gurtgreifer (2) sowie Kolbenstange (5) oder Seil (6) und Zylinder (10) für die Aufnahme der Unfallast ausgelegt sind.
16. Gurtstrammer zur Straffung eines Schultergurtes eines Sicherheitsgurtes mittels einer Strammereinheit mit automatischem Gurtgreifer, dadurch gekennzeichnet, daß der Gurtstrammer (Ib) von einem pyrotechnischen Treibsatz (44) angetrieben wird, der von einem Feder-Masse-System (Hb, 41) mit Schlagbolzen (42) und Aufschlagzünder (43) bei Überschreiten einer vorgegebenen Verzögerung ausgelöst wird.
17. Gurtstrammer nach Anspruch 1 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gurtstrammereinheit (Ic) mit vorgespannter Druckfeder (3c) über einen Hebel (26c) von einer pyrotechnischen Trennschraube (45) mit integrierter mechanischer Zündeinrichtung in Ruhestellung gehalten wird und ab einer vorbestimmten Verzögerung im Frontalcrash eine Sensormasse (lic) mit einem Schlagbolzen (42c) auf einen Aufschlagzünder (43c) trifft, der eine Mini-Treibladung (44c) zündet, so daß die Trennschraube (45) in der Sollbruchstelle (21c) birst und den Hebel (26c) für eine Gurtstrammung freigibt.
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