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Klemmvorrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Klemmvorrichtung mit einem sensorgesteuerten,
auf eine Beschleunigung oder eine Verzögerung ansprechenden, einen Gurt festklemmenden,
beweglichen Klemmteil und einem zusätzlichen festen oder ebenfalls beweglichen Klemmteil.
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Klemmvorrichtungen für Gurte und insbesondere für Sicherheitsgurte
eines in Kraftfahrzeugen verwendeten Sicherheitsgurtsystems sind in vielerlei konstruktiven
Ausgestaltungen bekannt, teilweise im Zusammenhang mit und teilweise ohne den üblicherweise
vorgesehenen Aufrollmechanismus für den Gurt An derartige Klemmvorrichtungen werden
aus Sicherheitsgründen bestimmte Anforderungen gestellt, so beispielsweise auch
Anforderungen hinsichtlich eines verminderten Abriebs des Gurtes während des Normalbetriebes,
damit der Gurt möglichst an Festigkeit nicht verliert, wobei ebenfalls zu berücksichtigen
ist, daß für die Unterbringung einer derartigen Klemmvorrichtung dann wenig Raum
zur Verfügung steht, wenn eine verdeckte
Anordnung beispielsweise
in der sogenannten B-Säule gewählt wird.
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Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Klemmvorrichtung
zu schaffen, die als autarkes, selbstsensorisches System bei einfacher und kompakter
Bauweise ein sicheres Festklemmen eines Gurtes ermöglicht, wenn eine bestimmte Mindestbeschleunigung
oder eine bestimmte Mindestverzögerung auftritt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Klemmteil
mindestens einen auf einer Seite des Gurtes angeordneten Magnet bestimmter Polarität
trägt, dem ein weiterer Magnet entgegengesetzter Polarität auf der anderen Seite
im anderen Klemmteil zugeordnet ist, der ohne das Auftreten der Beschleunigung oder
der Verzögerung vom erstgenannten Magneten versetzt angeordnet ist und erst beim
Auftreten einer bestimmten Beschleunigung oder einer bestimmten Verzögerung mit
dem erstgenannten Magnet so ausgerichtet ist, daß das Klemmteil oder daß die Klemmteile
gegen den Gurt gedrückt werden.
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Somit kann durch das Aktivieren von bestimmten Magneten unverzüglich
und sicher ein Festklemmen des Gurtes gewährleistet werden, und zwar bei kompakter,
raumsparender Bauweise, sowie einem hohen Reibschluß auf kürzestem Wege.
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Vorteilhafterweise ist der eine oder der zugeordnete Magnet mit einem
mechanischen Sensor gekoppelt und hierzu im Klemmteil bewegbar angeordnet, wobei
der andere Magnet fest oder ebenfalls beweglich angeordnet sein kann. Auf bevorzugte
Weise ist dieser mechanische Sensor ein Gewicht, d.h. bevorzugt ein Pendelgewicht,
wobei am Pendel der Magnet angebracht ist.
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Um die Magnetwirkung zu erhöhen, können mehrere, in einer Reihe angeordnete
Magnete einander zugeordnet sein.
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Auf bevorzugte Weise ist eines der Klemmteile oder es sind die Klemmteile
senkrecht zur Breitseite des Gurtes und in Gurtlängsrichtung begrenzt bewegbar,
und zwar in Gurtabzugsrichtung gegen die Kraft mindestens einer Feder und in Richtung
auf den Gurt zu gegen die Kraft mindestens einer Feder. Dabei kann eines der Klemmteile
oder es können die Klemmteile jeweils eine in Gurtabzugsrichtung und zum Gurt hin
geneigte, als Keil wirkende Schrägfläche aufweisen, der eine korrespondierende,
ortsfeste Schrägfläche zugeordnet ist.
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Durch die zusätzlichen Merkmale der Unteransprüche, wie sie zuvor
erläutert worden sind, wird ein besonders einfaches, kompaktes und gut funktionierendes,
selbstsensorisches, d.h. autarkes Klemmsystem geschaffen.
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Durch die Schwerkraft des Pendelgewichtes werden die Magnete zunächst
außerhalb einer Ausrichtung gehalten, so daß sich diese nicht anziehen können. Die
erwähnten Federn drücken dann die Teile auseinander, so daß ein freies Durchlaufen
des Gurtes zwischen den Klemmteilen möglich ist. Dadurch tritt während des Normalbetriebs
überhaupt kein Abrieb des Gurtes auf. Sobald eine bestimmte Beschleunigung oder
eine bestimmte Verzögerung auftritt, wird die schwerkraftbedingte Lage der Pendel
aufgehoben und es erfolgt eine Pendelbewegung, durch die die zugehörigen Magnete
in Ausrichtung miteinander gebracht werden. Diese Magnete ziehen sich an, und zwar
gegen die Kraft der genannten Federn. Dieses Anziehen bewirkt ein Anlegen der Klemmteile
am Gurt, so daß zwischen Gurt und Klemmteilen ein Reibschluß entsteht.
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Dieser Reibschluß bedingt ein Mitnehmen der Klemmteile in Gurtabzugsrichtung
solange, bis die genannten Schräg-
flächen miteinander in Berührung
gelangen. Die dadurch auftretende Keilwirkung verstärkt den Klemmdruck zwischen
Klemmteilen und Gurt, so daß ein sicheres Festhalten des Gurtes gewährleistet ist,
und zwar bereits bei einer sehr geringen Gurtbewegung in Gurtabzugsrichtung. Das
Bewegen der Klemmteile erfolgt gegen die Kraft von Rückstellfedern, die dann die
Klemmteile in die Ausgangslage zurückbringen, wenn die in Verzögerung bzw. Beschleunigungfall
den Gurt abziehende Kraft aufhört.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung des in den Zeichnungen rein schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigt: Fig. 1 eine Querschnittsansicht durch
eine Klemmvorrichtung zum Festklemmen eines Sicherheitsgurtes, und Fig. 2 eine Längsschnittansicht
der Vorrichtung gemäß Fig. 1.
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In den Zeichnungen ist der Sicherheitsgurt nur teilweise dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 10 versehen. Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 12 versehene
Klemmvorrichtung umfaßt ein ortsfestes Gehäuse 14, welches in der durch den Doppelpfeil
16 gekennzeichneten Bewegungsrichtung des Gurtes 10 beidseitig offen ist, d.h. an
der Abzugsseite befindet sich ein Durchtrittsschlitz 18 und an der gegenüberliegenden
Seite eine größere Öffnung 20.
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Innerhalb des Gehäuses befinden sich zwei bewegliche Klemmteile 22a
und 22b. Diese Klemmteile beidseits der Breitseite des Gurtes 10 innerhalb des Gehäuses
14 sind so mit einem geringen Spiel angeordnet, daß sie geführt in begrenztem Umfang
entsprechend dem Doppelpfeil 24 sowohl senkrecht zur Breitseite des Gurtes 10 als
auch ent-
sprechend dem Doppelpfeil 16 in Bewegungsrichtung des
Gurtes bewegbar sind. Die erstgenannte Bewegung auf den Gurt zu und von diesem weg
erfolgt gegen die Wirkung von mehreren Druckfedern 26, die die beiden Klemmteile
auseinanderdrücken, damit ein freier Durchlauf des Gurtes gewährleistet ist. Die
Bewegung in Abzugsrichtung des Gurtes erfolgt gegen die Wirkung von Druckfedern
28, so daß die Möglichkeit besteht, die in Gurtabzugsrichtung verschobenen Klemmteile
22a und 22b wieder in ihre Ausgangslage zurückzubringen, wenn die entsprechenden
Verzögerungs- oder Beschleunigungskräfte nicht mehr wirksam sind.
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In jedem Klemmteil befindet sich eine Reihe von Permanentmagneten
30a bzw. 30b. Eine Magnetreihe kann dabei fest und die andere beweglich sein. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Magnetreihen in einer durch den Doppelpfeil
32 in der in Fig. 2 dargestellten Richtung bewegbar. Die Magnetreihen 30a und 30b
sind einander gegenüberliegend auf verschiedenen Seiten (Breitseiten) des Gurtes
10 angeordnet und weisen an den einander zugewandten Flächen unterschiedliche Polarität
auf. Allerdings sind die Magnete mit ihrer unterschiedlichen Polarität entsprechend
der Darstellung in Fig. 2 im normalen Ruhezustand nicht aufeinander ausgerichtet,
so daß sie sich nicht anziehen können. Die in einer Reihe angeordneten Magnete 30a
und 30b sind jeweils an einem am Klemmteil aufgehangenen Pendel 31a und 31b befestigt,
wobei der Drehpunkt der beiden Pendel so ist, daß sich die Magnete dann entgegengesetzt
zueinander bewegen, wenn die Pendel in ein und derselben Richtung pendeln.
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Am unteren Ende der Pendel ist jeweils ein Sensorgewicht 33a bzw.
33b befestigt.
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Die Klemmteile weisen jeweils an ihrer vom Gurt abgewandten Seite
eine in Gurtabzugsrichtung und auf den
Gurt zu geneigte Schrägfläche
35a bzw. 35b auf. Im geringen Abstand von diesen Schrägflächen befinden sich korrespondierende
Schrägflächen 36a des ortsfesten, karosserieseitigen Gehäuses 14.
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Nachfolgend wird nun die Betriebsweise der Klemmvorrichtung beschrieben.
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Wenn eine bestimmte Beschleunigung oder eine bestimmte Verzögerung
in eine Richtung des Doppelpfeils 32 in Fig. 2 auftritt, wobei die Verzögerung unfallbedingt
sein kann, bewegen sich die Gewichte 33a und 33b derart, daß gegenüberliegende Magnete
30a und 30b entgegengesetzter Polarität so miteinander ausgerichtet werden, daß
sie miteinander fluchten und sich anziehen. Dadurch werden die Klemmteile aufeinander
zu und in Anlage an den Gurt 10 bewegt, und zwar derart, daß ein Reibschluß zwischen
den Klemmteilen und den Bändern entsteht. Wenn zusammen damit auf den Gurt eine
Kraft derart ausgeübt wird, daß der Gurt in Richtung des Pfeiles 17 abgezogen wird,
bewegen sich beide Klemmteile zusammen mit dem Gurt in dieselbe Richtung, bis nach
kurzwegigem Bewegungsablauf die Schrägflächen 35a und 36a bzw. 35b und 36b aneinanderliegen.
Durch die sich dabei einstellende Keilwirkung werden die Klemmteile derart stark
gegen den Gurt geklemmt, daß hohe Abzugskräfte des Gurtes aufgenommen werden können,
daß ein sicheres Halten des Gurtes und der dahinter befindlichen Person gewährleistet
ist.
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Ist die auf den Gurt wirkende Kraft nicht mehr wirksam, so drücken
die Feder 28 die Klemmteile zurück in die Ausgangslage. Wenn die Beschleunigungs-
bzw. Verzögerungskräfte nicht mehr wirksam sind, so gehen die Gewichte 33a und 33b
automatisch durch ihre Schwerkraft in die Ausgangslage zurück, und zwar mit der
Folge, daß die Magnete nicht mehr miteinander ausgerichtet sind und somit
die
Anziehungskräfte, welche die Kraft der Federn 26 überwunden haben, nicht mehr wirksam
sind. Dies hat schließlich zur Folge, daß die Federn 26 die Klemmteile derart auseinanderdrücken,
daß ein freier Gurtdurchlauf wiederum gewährleistet ist.
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Es handelt sich bei dem zuvor beschriebenen System um drei verschiedene
Kraftauswirkungen, und zwar der Auswirkung der magnetischen Kräfte, der Schwerkraft
und der Federkraft. Wie bereits ausgeführt wurde, bewirkt die Schwerkraft im Zusammenhang
mit der Federkraft der Feder 26 einen freien Gurtdurchlauf. Nach Aufhebung der Schwerkraft
durch die Verzögerungs- oder Beschleunigungskräfte werden die magnetischen Kräfte
zur Überwindung der Kraft der Feder 26 wirksam, so daß anschließend die genannte
Keilwirkung zum Tragen kommt, um die eigentliche Klemmwirkung hervorzurufen.
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Es wäre natürlich auch denkbar, die eine Magnetreihe im Anschlagteil
fest anzuordnen und nur die andere Magnetreihe über das beschriebene Pendel zu bewegen.
Allerdings ist dann bei einer gewissen notwendigen flächigen Erstreckung der Magnete
eine größere Pendelbewegung erforderlich, wofür möglicherweise der erforderliche
Raum nicht zur Verfügung steht, da die vorgeschriebene Gurtbreite bei Anbringung
in der sogenannten B-Säule bereits fast die gesamte Breite dieser Säule einnimmt.
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Die stetig wirkende Verzögerungskraft über 0,5 g während eines Unfalles
sorgt für einen solange andauernden Gurtbandreibschluß der als Klemmbacken wirkenden
Klemmteile 22a, 22b, daß diese bei beginnendem Gurtbandabzug der verunfallten Person
auf kürzestem Wege einen formschlüssigen Dauerreibschluß des Gurtbandes im Gehäuse
1 erzwingen.
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Für eventuelle Notbremsvorgänge, wo es zu kurzzeitigen Gurtbandauszügen
unter Verzögerungseinwirkunq kommen kann, dienen, wie bereits ausgeführt wurde,
die Rückstellfedern 28.
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Ein Festklemmen des Gurtes erfolgt nur bei Fahrzeugverzögerungen und
Fahrzeugbeschleunigungen, nicht aber beim Gurtbandauszug, was einen besonderen Vorteil
darstellt. Dies ergibt sich auch durch den freien Gurtdurchlauf während des normalen
Betriebes, so daß während des normalen Betriebes kein Abrieb des Gurtes zu befürchten
ist. Außerdem besteht die Möglichkeit, diese Vorrichtung an jeder beliebigen Stelle
unabhängig von der Aufrollautomatik anzuordnen, so daß einerseits der sogenannte
Filmspuleneffekt und andererseits eine Gurtbanddehnung vom Automaten bis zum Umlenkbeschlag
ausgeschaltet werden kann.
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