DE3607397C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtschloß für Kraft­ fahrzeuge oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Die in den letzten Jahren unternommenen Forschungen zur Herabsetzung von Personenverletzungen bei Kraftwagenkolli­ sionen haben gezeigt, daß es sehr wichtig ist, daß jede Person bei einer Kollision möglichst unbeweglich an dem Auto­ sitz angelenkt sitzen bleibt. Dieses wissenschaftlich fun­ dierte Ergebnis stützt sich u. a. auf die Erkenntnis, daß nur eine völlig am Autositz angelenkt sitzende Person vollen Nutzen aus der in dem Kraftfahrzeug eingebauten so­ genannten Deformationszone ziehen kann, wobei diese Deformationszone ihrerseits von der Verzögerungsstrecke des Kraftfahrzeugs entschei­ dend abhängig ist. Bekanntlich treten bei einer Kollision von Kraft­ fahrzeugen sehr hohe Beschleunigungskräfte bzw. G-Kräfte auf, deren absoluter Wert mit zunehmender Verzögerungsstrecke ab­ nimmt. Bei einem losen Gurt bzw. einem Spiel im Sicherheits­ gurtsystem oder bei einer Drehung des Sicherheitsgurtes wird die Verzögerungsstrecke herabgesetzt und die G-Kraft nimmt somit zu.

Demgemäß strebt man bei Kollisionen an, daß jede Person möglichst weit dem Deformationszyklus des Kraftfahrzeuges folgt und daß jede Person hierzu während des gesamten Kolli­ sionszyklus möglichst unbeweglich am Autositz festgeschnallt sein muß.

Um dieses Ziel zu erreichen, sind bereits u. a. pyrotechnische Einrichtungen entwickelt worden, die in der ersten Phase der Kollision ein Straffen des Sicherheitsgurtes vornehmen. Bei dieser Technik sind im vorderen Teil des Kraftfahrzeugs G- bzw. Beschleunigungs- sensitive Einheiten (Fühler) vorgesehen, die derart kalibriert sind, daß sie bei einem bestimmten Beschleunigungs-Wert reagieren, um ein Signal abzugeben, das beispielsweise über eine detonierende Zündschnur oder auf elektrischem Weg auf eine pyrotechnische Ladung übertragen wird. Diese Ladung wird ausgelöst und wirkt auf die Gurtrollenwelle, um den Sicherheitsgurt zu straffen. Dieser Vorgang erfolgt während der Anfangsphase der Kollision und bevor kritische Beschleunigungs-Werte auftreten. Dadurch wird jede Person an ihrem Autositz festgehalten und befindet sich in einer günstigen Stellung für die darauffolgenden Kollisionsphasen.

Die Dehnbarkeit des Sicherheitsgurtsystems soll selbstver­ ständlich so gering wie möglich sein. Idealerweise sollte das Gurtsystem "tot" sein. Bei der Auslösung der pyrotechni­ schen Ladung entstehen im Auslösungsaugenblick Beschleunigungs-Kräfte zwi­ schen 2000 G und 3000 G, welche sehr rasch auf das Gurtsystem und dadurch auch auf das Sicherheitsgurtschloß übertragen werden. Dieses mit sehr hohen Beschleunigungs-Kräften verbundene momentane Straffen ist für das Sicherheitsgurtschloß sehr kritisch, weil der Schloßmechanismus dabei "schweben" wird. Das Straffen des Gurtsystems erfolgt zudem hauptsächlich in der Längsrichtung des Schlosses, wobei alle Schloßteile als Reaktion abwärts ge­ drückt werden. Gewöhnliche Gurtschlösser sind nicht für die oben erwähnten Verhältnisse gebaut, bei denen das Schloß unge­ wöhnlich hohen Beschleunigungs-Kräften ausgesetzt wird, und diese hohen Belastungen führen dazu, daß das Schloß mehr oder weniger außer Betrieb gesetzt wird, weil beispielsweise der Schloß­ mechanismus unbeabsichtigt geöffnet wird.

Von Bedeutung ist weiterhin, daß bei der Kraftfahrzeugent­ wicklung die Tendenz besteht, leichtere Kraftfahrzeuge zu bauen. Dies hat u. a. zur Folge, daß die erwähnten Brems- oder Retardationsstrecken kürzer als früher werden, was wie­ derum u. a. eine höhere Belastung des Gurtschlosses in der nach der raschen Straffungsphase folgenden Auffangphase bedeutet.

Ein Sicherheitsgurtschloß der eingangs genannten Art ist bereits in der EP 1 14 332 offenbart. Bei diesem Sicherheitsgurtschloß ist eine winkelförmig ausgebildete Sperrklappe vorgesehen, an deren einen Winkelschenkel eine Druckfeder angreift, die die Sperrklap­ pe in ihre Verriegelungsstellung zu drücken trachtet. Nachteilig ist, daß aufgrund der funktionellen und konstruktiven Ausgestal­ tung dieses vorbekannten Sicherheitsgurtes die Sperrklappe bei höheren Belastungen aufliegen kann und damit keine ausreichende Funktionssicherheit gewährleistet. Ungünstig ist in diesem Zusammenhang auch die nicht ausreichend steife Ausbildung des Schloßkastens, die bei extremen Belastungen funktionsbeeinträch­ tigende Verformungen ermöglicht.

In der DE-OS 28 07 575 ist ein Sicherheitsgurtschloß offenbart, bei dem der Schloßkasten mehrteilig mit zwei parallelen Platten aufgebaut ist, wobei statt einer Sperrklappe ein Führungsglied vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsgurt­ schloß zu schaffen, das sicher und ohne Funktionsbeeinträchtigung allen im Kollisionsfall auftretenden Belastungen standhält.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind in den nachgeordneten Patentansprüchen enthalten.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Sicherheits­ gurtes wird eine verformungssichere Versteifung des Sicherheits­ gurtschlosses erreicht und gleichzeitig eine einwandfreie Funktion bei und nach allen auftretenden Belastungen gewähr­ leistet. Das Gurtschloß ermöglicht auch nach dem Crashfall ein sicheres und zuverlässiges Öffnen des Sicherheitsgurtes, wobei die Person vom Gurtsystem während des gesamten Kollisionszyklus sicher aufgefangen und festgehalten wird. Das erfindungsgemäße Sicherheitsgurtschloß ist aus relativ einfach herstellbaren Elementen zusammengesetzt, die sich problemlos montieren lassen.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Explosionsansicht der einzelnen Bestandteile, aus denen das Sicherheitsgurtschloß besteht;

Fig. 2 einen vertikalen Längsschnitt durch das Sicherheits­ gurtschloß in seiner offenen Lage;

Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt durch das Sicherheits­ gurtschloß in seiner geschlossenen Lage; und

Fig. 4 einen Vertikalschnitt wie Fig. 3 zur Erläuterung der bei einer Kollision an dem Gurtschloß auf­ tretenden Belastungsverhältnisse.

In den Figuren ist ein Ausstoßer 1 mit einem Ausstoßerkamm 1 a, Ausstoßeransätzen 1 b und Ausstoßerschenkeln 1 c dargestellt. Mit der Bezugszahl 2 ist eine Verriegelungsklappe bezeichnet, die einen Stützansatz 2a, Gelenkarme 2 b und einen Verriegelungs­ bolzen 2 c aufweist. Die Bezugszahl 3 bezeichnet eine Sperr­ klappe mit Schenkeln 3 a, Zapfen 3 b, einer Querstange 3 c und Ansätzen 3 d zur Befestigung von Federn 4, die als Verriege­ lungs-/Ausstoßerfedern fungieren. Ein Schloßkasten 5 be­ steht aus einem hinteren Teil 5 a, Befestigungslöchern 5 b für die Befestigung an einem Kraftfahrzeug, einem Verriege­ lungsloch 5 c zur Führung und Aufnahme des Arretierbolzens 2 c. Aussparungen 5 d zur Lagerung der Zapfen 3 b der Sperrklappe 3, einer Aussparung 5 e zur Aufnahme des Stützansatzes 2 a der Verriegelungsklappe 2 und aus einem Zwischenraum 5 f zwischen zwei zueinander parallelen Platten. Das Sicherheitsgurtschloß weist ferner einen Druckknopf 6 mit Hebekämmen an Seiten­ platten 6 a und mit Ansatzkämmen 6 b auf. Der Druckknopf 6 ist gegen die Wirkung von zwei Druckknopffedern 8 betätigbar, die an einem Innenrahmen 9 angreifen, welcher Halter 9 a mit Kämmen zur Steuerung bzw. Führung und Halterung der Sperr­ klappe 3 sowie Steuerränder 9 b zur Führung eines Nasenab­ schnitts 7 b einer Gurtzunge 7 aufweist. Die Gurt­ zunge 7 ist in nicht dargestellter Weise mit dem Ende des Sicherheitsgurtes verbunden.

In Fig. 2 ist das Sicherheitsgurtschloß in seiner offenen Lage ohne eingeführte Verriegelungszunge dargestellt. Der Ausstoßer 1, der in dem Zwischenraum 5 f gleitend verschieb­ bar gelagert ist, befindet sich in seiner vorderen Stellung und ist durch die Verriegelungs-/Ausstoßerfedern 4 schwach gespannt. Die Federn 4 sind mit ihrem einen Ende jeweils an den Ausstoßeransätzen 1 b und mit ihren anderen Enden jeweils an den Ausstoßeransätzen 1 b und mit ihren anderen Enden je­ weils an den Ansätzen 3 d der Sperrklappe 3 befestigt. Die Sperrklappe 3 ist mittels der auflagerbildenden Zapfen 3 b schwenkbar in den Aussparungen 5 d des Schloßkastens 5 ge­ lagert. Der Stützansatz 2 a der Verriegelungsklappe 2 ruht am hinteren Teil des Ausstoßers 1. Die Verriegelungsklappe 2 befindet sich somit in offener Lage, wobei die Sperrklappe 3 mit ihren Schenkeln 3 a gegen die Verriegelungsklappe 2 drückt. Die Gelenkarme 2 b der Verriegelungsklappe 2 sind um den abge­ rundet ausgebildeten hinteren Teil 5 a des Schloßkastens 5 geführt und werden mittels Halte- und Führungsteilen 9 c, die an dem Innenrahmen 9 vorgesehen sind, in den der Schloß­ kasten 5 eingesetzt ist, gehalten, wie Fig. 1 zu entnehmen ist.

Die Verriegelungsklappe 2 befindet sich in Fig. 2 derart in Anlage an der Sperrklappe 3, daß der Verriegelungsbolzen 2 c der Verrfiegelungsklappe 2 nicht aus dem Verriegelungsloch 5 c des Schloßkastens austreten kann. Wenn der Druckknopf 6 ein­ gedrückt bzw. zum Anlenkende der Verriegelungsklappe 2 ver­ schoben wird, heben die Hebekämme mit den Seitenplatten 6 a des Druckknopfes die Verriegelungsklappe 2 in ihre maximale Höhe.

Wenn der Nasenabschnitt 7 a der Gurtzunge 7 ganz in das Sicherheitsgurtschloß hineingedrückt wird, werden die Ausstoßeransätze 1 b in ihre hintere Lage hineingedrückt und die Verriegelungs-/Ausstoßerfedern 4 sind maximal ge­ spannt. Trotz maximaler Spannung der Federn 4 wird die ab­ wärtswirkende Kraft an der Sperrklappe 3 nicht nachteilig hoch, was auf den Abstand zwischen der Wirkungslinie der Federn 4 und dem Zapfen 3 b der Sperrklappe 3 zurückzuführen ist. Anders ausgedrückt, verringert sich der Momentarm, je weiter hinten sich die Ausstoßeransätze 1 b befinden.

Fig. 3 zeigt das Sicherheitsgurtschloß in verriegelter Lage. Die Spannung der Federn 4 ist herabgesetzt, wobei die Ver­ riegelungskraft an sich hoch ist, weil sich die Sperrklappe 3 unten in der Verriegelungs-/Sperrlage befindet und dabei einen beinahe maximalen Momentarm gegen die Federkraft auf­ weist. Die Verriegelungsklappe 2 liegt jetzt in der Ver­ riegelungslage, und der Verriegelungsbolzen 2 c ragt durch das Ver­ riegelungsloch 5 c im Schloßkasten und durch eine im Bereich des Nasenabschnitts 7 a der Gurtzunge 7 vorgesehene Bohrung. Der Schenkel 1 c des Ausstoßers 1 drückt dabei gegen den Nasenabschnitt 7 a. Normalerweise befindet sich der Verriegelungs­ bolzen 2 c nicht in Berührung mit dem Schloßkasten 5, wodurch vorteilhaft die Reibung beim Gebrauch des Sicherheits­ gurtschlosses herabgesetzt ist. Bei Belastung wird der Verriegelungs­ bolzen 2 c jedoch gegen den Schloßkasten 5 anliegen, wobei die Gelenkarme 2 b federn. Hierdurch treten am Verriegelungsbolzen 2 c reine Scherkräfte auf, wodurch sich vorteilhaft eine optimale Ausnutzung der Werkstoffestigkeit erzielen läßt.

Beim Öffnen des Sicherheitsgurtschlosses drücken zunächst die oberen Kämme 6 b des Druckknopfes 6 die Querstange 3 c der Sperrklappe 3 hinunter und "überfahren" diese. Wenn die Quer­ stange 3 c weit genug nach unten gedrückt ist, heben die Hebe­ kämme mit den Seitenplatten 6 a des Druckknopfes 6 die Ver­ riegelungsklappe 2 an. Da die Sperrklappe 3 nun bereits ausgeschwenkt ist, kann sie hinaufgedrückt werden. Je nachdem, wie die Federn 4 gespannt werden, nimmt die Kraft trotzdem nicht zu, weil der Momentarm günstiger wird. Wenn die Verriegelungsklappe 2 nahe­ zu ganz oben ist, stößt der Ausstoßer 1 die Gurt­ zunge 7 aus dem Sicherheitsgurtschloß. Der Ausstoßerkamm 1a hebt dabei unter Wirkung der Feder 4 den Stützansatz 2 a der Verriegelungsklappe 2 an und hält die Verriegelungsklappe 2 hoch.

Ähnlich wie Fig. 3 zeigt Fig. 4 das Sicherheitsgurtschloß in verriegelter Lage und veranschaulicht geleichzeitig die Kräfte, welche an dem Sicherheitsgurtschloß bei hohen Beschleunigungsbe­ lastungen auftreten. I stellt einen typischen Bereich der Beschleunigungs­ kräfte bei Einsatz einer Vorstraffung des Sicherheits­ gurtes dar. Die Kraftresultierende Ia ist relativ typisch. Der Schwerpunkt der Sperrklappe 3 liegt unter dem Zapfen 3 b, und die Sperrklappe 3 wird somit proportional mit der Beschleunigungs­ belastung verriegelt. Der Druckknopf 6 bewegt sich bei Beschleunigungsbe­ lastung nach unten. Dabei wirken die beiden Druckknopffedern 8 und die Auflage gegen die Querstange 3 c der Sperrklappe 3 entgegen. Der Winkel der oberen Kämme 6 b des Druckknopfes 6 ist dem Gewicht des Druckknopfes 6 angepaßt und entsprechend auf die Spannkraft der Druckknopffedern 8 und auf das Gewicht der Sperrklappe 3 derart abgestimmt, daß bei Beschleunigungsbelastung ein statisches Gleichgewicht erzielt wird. Somit öffnet sich das Sicherheitsgurtschloß nicht, auch wenn die Beschleunigungsbelastung sehr groß werden sollte.

In Fig. 4 werden durch N die Größe der durch das Öffnungs­ moment des Druckknopfes erzeugten Kraft und durch G ₁ und G ₂ die Größe der Kraft entlang der Kraftresultierenden Ia für das Verriegelungsmoment der Sperrklappe bezeichnet.

Claims (6)

1. Sicherheitsgurtschloß für Kraftfahrzeuge oder dergleichen, bestehend aus
einem Schloßkasten, (5) mit einem vorderen Gurtzungen- Einführbereich zwischen zwei parallelen Seitenwänden,
einer schwenkbar gelagerten Verriegelungsklappe (2) mit einem Verriegelungselement (2 c) für das Verriegeln einer an dem Sicherheitsgurt befestigten und vollständig in den Gurtzungen-Einführbereich eingeführten Gurtzunge (7),
einer als Winkelhebel ausgebildeten federbelasteten Sperrklappe (3), welche in Seitenwandaussparungen (5 d) des Schloßkastens (5) um Zapfen (3 b) drehbar gelagert ist und einen Sperrschenkel (3 a) zur sperrenden Anlage an die die Gurtzunge (7) arretierende Verriegelungsklappe (2) aufweist,
einem Gurtzungen-Ausstoßer (1), der von dem Schloßkasten (5) gleitend verschiebbar geführt ist, und
einem Druckknopf (6), der Betätigungselemente (6 a, 6 b) für die Sperrklappe (3) und die Verriegelungsklappe (2) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schloßkasten (5) zwei parallele Platten aufweist, die im Gurtzungen-Einführbereich über die beiden Seitenwände miteinander verbunden sind,
daß in den beiden parallelen Platten je ein Verriegelungs­ loch (5 c) für das Verriegelungselement vorgesehen ist, und
daß die Sperrklappe (3) einen leichtgewichtig ausgebildeten Schenkel (3 c) aufweist und der Sperrschenkel (3 a) schwerer ist, so daß der Schwerpunkt der Sperrklappe (3) in der Sperrstellung unterhalb des Zapfens (3 b) liegt, und wobei Zugfedern (4) zwischen dem Ausstoßer (1) und dem Sperrschen­ kel (3 a) der Sperrklappe (3) angelenkt sind.

2. Sicherheitsgurtschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden parallelen Platten des Schloßkastens (5) einstückig ausgebildet sind.

3. Sicherheitsgurtschloß nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungselement der Verriegelungsklappe (2) als Verriegelungsbolzen (2 c) ausgebildet ist.

4. Sicherheitsgurtschloß nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungsklappe (2) um einen abgerundet ausgebildeten hinteren Teil (5 a) des Schloßkastens (5) geführt ist.

5. Sicherheitsgurtschloß nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß ein Innenraum (9) mit Halte- und Führungsteilen (9 a, 9 c) für die Sperrklappe (3) und für die Verriegelungsklappe (2) vorgesehen ist.

6. Sicherheitsgurtschloß nach einem der vorangehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden parallelen Platten des Schloßkastens (5) je eine Aussparung (5 e) für die Aufnahme eines Stützansatzes (2 a) der Verriegelungsklappe (2) bei vollständig in den Schloßkasten (5) eingeführter Gurtzungen (7) vorgesehen ist.