DE3821066A1 - Sicherheitsgurtschloss in einem kraftwagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherheitsgurtschloß in einem Kraftwagen, mit einem Einrastelement, das in eine Aussparung oder Vertiefung einer Gurtzunge einrastbar ist, die am Ende eines Sicherheitsgurtes befestigt ist, einem Sper­ riegel, der die Gurtzunge in einer von einem Anschlag im Gurtschloß bestimmten Position verriegelt hält, in der das Einrastelement in die Aussparung bzw. Vertiefung der Gurtzunge eingreift, wobei bei Betätigung des Sperriegels das Einrastelement in eine Lage zurückgeführt wird, in welcher die Gurtzunge freigegeben ist, und einer Verstelleinrichtung, zur Betätigung des Sperriegels aufgrund eines Steuersignals.

Als angenehmer Bedienkomfort ist im Kraftwagen wünschenswert, zumindest das Fahrergurtschloß mit einer automatischen Entriegelung der Gurtzunge auszurüsten. Diese automatische Entriegelung ist zusätzlich zur bekannten manuellen Entriegelung mittels einer Drucktaste vorgesehen.

Ein Sicherheitsgurtschloß der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der Kundendienstinformation "BMW-Technik" Nr. 720 286 (1147) vom September 1986 bekannt. Dort ist ein Steuergerät beschrieben, das sich unter dem Rücksitz befindet und welches durch das Signal des Abziehens des Zündschlüssels einen Steuerarbeitsstrom auslöst, der zur Aktivierung einer elektromechanischen Gurtschloßentriegelungsvorrichtung führt. Über einen Schneckenantrieb wird mittels eines Getriebes und eines Elektromotors durch einen Bowdenzug die Schloßtaste im Gurtschloß zurückgezogen, wodurch der Sperriegel betätigt wird, was zum Öffnen des Gurtschlosses führt. Nach Ablauf einer vorprogrammierten Entriegelungszeit wird die Spannung am Elektromotor für eine vorwählbare Zeit umgepolt, damit die Gurtschloßtaste wieder schließt und für die nächste Einführung der Gurtzunge wieder aufnahmebereit ist. Diese Ausführungsform ist relativ aufwendig, da ein Schneckenantrieb, ein Elektromotor und ein Bowdenzug vorgesehen sind, die nicht vernachlässigbare Zusatzkosten verursachen und ein Potential für mögliche Fehlerquellen darstellen. Als nachteilig kann ebenfalls angesehen werden, daß nach dem Entriegelungsvorgang ein weiterer gesteuerter Vorgang unter Einschaltung des Elektromotors und des Getriebes erfolgt, um den Ausgangszustand zur Aufnahme der Gurtzunge wiederherzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sicherheitsgurtschloß der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß die automatische Entriegelung in einfacher Weise unter Verwendung wirtschaftlicher Bauteile zustandekommt, wobei die Rück­ führung in die Ausgangslage zur Aufnahme der Gurtzunge selbsttätig erfolgt.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Verstelleinrichtung ein elektrisches Heizelement und ein von diesem heizbares, sich durch Ein­ wirkung der Heizwärme derart verformendes Stellteil aufweist, daß durch dessen Erwärmung der Sperriegel zu dessen Entriegelung betätigt wird.

Im Sinne der Erfindung wird das Entriegeln über das Aufheizen eines Stellteils vorgegebener Form und definierter Lage vorgenommen, welches aufgrund einer Temperaturerhöhung seine vorgegebene Form oder seine definierte Lage selbst­ tätig derart ändert, daß die Gurtzunge des Sicherheitsgurtes vom Schloß freige­ geben wird. Die Entriegelung der Gurtzunge des Sicherheitsgurtes wird daher über einen einfachen Heizvorgang erreicht. Durch das nach Abschaltung der Heizung zwangsläufig erfolgende Abkühlen des Stellteils wird dieses selbsttätig wieder in seine Ausgangsform oder Ausgangslage zurückgeführt, wodurch das Schloß wieder zur Aufnahme der Gurtzunge des Sicherheitsgurtes vorbereitet ist.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung besteht das Stellteil aus einem Memory-Element, das aufgrund der Temperaturerhöhung seine Normal- oder Erinnerungsform annimmt. Das Memory-Element kann beispielsweise eine Nickel-Titan-Legierung sein, bei welcher sich Lastwechsel mit über 3×10⁴ Zyklen als problemlos erwiesen haben.

Das Stellteil kann aber auch ein Bimetallstreifen oder -draht sein, der aufgrund der Temperaturerhöhung seine Lage bzw. Form verändert. Der Bimetallstreifen besteht dabei in der Regel aus einer durch Schweißen oder Kleben hergestell­ ten Verbindung zweier Metalle mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungs­ koeffizienten, z.B. Stahl und Messing. Beim Erhitzen dehnen sich die beiden Streifen oder Bänder unterschiedlich stark aus, wodurch sich der Streifen nach der Seite des Metalls mit der geringeren Ausdehnung krümmt. Bei Akühlung des Bimetallstreifens nimmt dieser wieder seine ursprüngliche Lage oder Form ein.

Bevorzugt ist das Memory-Metall bzw. der Bimetallstreifen oder -draht bei Vor­ liegen des Steuersignals an eine Stromquelle angeschlossen und bildet selbst das Heizelement. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß nicht unnötig Energie in­ folge einer indirekten Wärmeübertragung verloren geht. Dennoch ist es ersichtlich auch möglich, ein gesondertes Heizelelment, z.B. eine Heizwendel oder Heizplatte, vorzusehen.

Wenngleich das Memory-Element eine Platte oder ein Streifen sein kann, besteht es bevorzugt aus einem Draht, insbesondere einem Draht, der im kalten Zustand gestreckt ist und sich durch seine Beheizung derart verformt, daß seine Enden einen kleineren Abstand haben als zuvor und dadurch das Betätigen des Sper­ riegels erfolgt. Insbesondere die Ausbildung des Memory-Elements aus einen Draht kommt dem Erfordernis entgegen, daß zusätzlich zur automatischen Ent­ riegelung des Gurtschlosses auch eine manuelle Entriegelung gegeben sein muß, weil ein Draht unter der Betätigung der Schloßtaste des Gurtschlosses elastisch ausgebogen werden kann.

Zum Abschalten des Heizelementes nach dem Entriegeln des Gurtschlosses kann in der Heizsteuerung ein Zeitglied vorgesehen sein. Es wird jedoch bevorzugt, am Gurtschloß einen Mikroschalter anzuordnen, der bei Freigabe der Gurtzunge oder beim Auswerfen der Gurtzunge aus dem Gurtschloß angesprochen wird, woraufhin die Stromzuführung zum Heizelement unterbrochen ist.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gurtschlosses mit eingeführter Gurtzunge des Sicherheitsgurtes zur Erläuterung des erfindungsge­ mäßen automatischen Entriegelns des Sicherheitsgurtes und

Fig. 2 die schematische Darstellung einer Gurtschloß-Entriegelungsvorrichtung mit in einem Stellteil integriertem Heizelement.

In Fig. 1 ist ein Gurtschloß 1 gezeigt, das an einer Gurtpeitsche 3, die üblicherweise am Fahrersitz befestigt ist, abreißsicher angebracht ist. Die ab­ reißsichere Verbindung ist durch einen Niet 5 symbolisiert. Das Gurtschloß 1 weist einen Einführungsschlitz 7 für die Gurtzunge 9 des Sicherheitsgurtes auf.

Die Gurtzunge 9 ist mit einer Aussparung 11 versehen, in welche nach Ein­ führen der Gurtzunge 9 in das Gurtschloß ein Einrastelement 13 einrastet, indem die Gurtschloßzunge an einem (nicht gezeigten) Arm oder Ansatz an­ stößt, an dem das Einrastelement in die Verriegelungslage gedrückt wird. Das Einrastelement ist von einer Feder (nicht gezeigt) belastet, die es in die Entriegelungsstellung drückt. Anstelle der Aussparung 11 ist es auch möglich, daß lediglich eine Vertiefung vorgesehen ist. Das Einrastelement 13 weist einen Rastvorsprung 15 auf, der in die Aussparung 11 einrastet und so verhindert, daß die Gurtzunge 9 aus dem Einführungsschlitz 7 herausbewegt werden kann.

Das Einrastelement 13 weist weiterhin eine Nut oder einen Absatz 19 auf, der als Anschlag für einen Sperriegel 21 dient. Befindet sich der Sperriegel 21 in Eingriff mit dem Absatz 19, so ist das Einrastelement 13 gegen ein Anheben gesichert, was zur Folge hat, daß sich in diesem Zustand der Sicherheitsgurt mit der Gurtzunge 9 nicht vom Gurtschloß 1 lösen kann.

Zur manuellen Entriegelung der Gurtzunge 9 ist eine Taste 23 vorgesehen, die von einer Rückstellfeder 25 in einer Ruheposition gehalten wird. Bei Betätigen der Taste 23 wird der Sperriegel 21 so betätigt, daß er den Absatz 19 freigibt (gestrichelt gezeigt), so daß das Einrastelement 13 unter der Kraft seiner Rückstellfeder entlang des Einfachpfeils 27 nach oben wegbewegt wird. lm gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sperriegel 21 um eine Drehachse 29 schwenkbar.

Das Auswerfen der Gurtschloßzunge 9 erfolgt unter der Kraft einer Rückstell­ feder 37, die beim Einschieben der Gurtzunge 9 in den Einführungsschlitz 7 durch Verschieben eines Anschlags 35 gespannt wird.

Nach Fig. 1 greift an dem Sperriegel 21 außerdem ein Memory-Element 39 aus einem Memory-Draht an, der sich im kalten Zustand in gestreckter Lage befindet und sich durch Erwärmung verkrümmt, so daß er dadurch den Sperr­ riegel 21 in dessen Entriegelungslage verschwenkt. Das Beheizen kann mittels eines gesonderten Heizelementes (nicht gezeigt) erfolgen. Vorzugsweise erfolgt jedoch eine elektrische Widerstandserwärmung des Memory-Drahtes 39 selbst, die durch dessen Einschalten in einen Stromkreis z.B. durch Abziehen des Zündschlüssels des Kraftwagens herbeigeführt wird. Der Memory-Draht 39 besteht vorzugsweise aus einer Nickel-Titan-Legierung.

Wird der Arbeitsstrom eingeschaltet, so erwärmt sich der Memory-Draht 39. Aufgrund dieser Erwärmung ändert sich seine Form derart, daß der Abstand zwischen seinem am Sperriegel 21 angreifenden Ende und seinem an der Gegenabstützstelle 43 angreifenden Ende verkürzt wird und dadurch der Sperriegel 21 in seine Entriegelungsstellung (gestrichelt gezeigt) verschwenkt wird. Daraufhin rastet das Einrastelement 13 unter dem Druck oder Zug seiner Rückstellfeder aus der Aussparung 11 aus und gibt die Gurtzunge 9 frei, so daß diese von der Feder 37 ausgeworfen wird. Nach Abschalten des Heizstromes kühlt sich der Memory-Draht 39 wieder ab und streckt sich da­ durch, so daß der Sperriegel 21 wieder gegen das Einrastelement 13 ge­ schwenkt wird und dieses unter der elastischen Kraft des Memory-Drahtes 39 oder einer dieses umgebenden Druckfeder (nicht gezeigt) wieder verriegelt, sobald die Gurtzunge 9 wieder in den Einführschlitz 7 eingeführt wird und da­ durch das Einrastelement 13 wieder in seine Verriegelungslage geschwenkt wird.

In Fig. 2 ist auszugsweise ein Gurtschloß gezeigt, dessen Stellteil 45 aus einem Bimetallstreifen 45 besteht, der anstelle des Memory-Metalls der vor­ hergehenden Ausführungsform vorgesehen ist. Die Fig. 2 ist außerdem noch um elektrische Komponenten erweitert, um die Arbeitsweise der Gurtschloß-Ent­ riegelungsvorrichtung zu veranschaulichen. In Fig. 2 sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. 1. Die manuell betätigbare Taste 23 zum manuellen Verschwenken des Sperriegels 21 ist in Fig. 2 nicht gezeigt. Das automatische Betätigen des Sperriegels 21 erfolgt durch Erwärmen des Bimetallstreifens 45. Ohne Wärmeeinfluß befindet sich der Bi­ metallstreifen 45 in seiner durchgezogenen gezeigten Position, bei Erwärmung wird er in die gestrichelte dargestellte Position überführt. Das eine Ende des Bimetallstreifens 45 ist an Masse 47 gelegt. Am anderen Ende 49 des Bimetallstreifens 45 ist eine elektrische Leitung 51 angebracht, die zu dem Kontakt eines ersten Schalters 53 führt. Der zweite Kontakt des Schalters 53 ist über eine weitere elektrische Verbindung 55 mit dem ersten Kontakt eines zweiten Schalters 57 verbunden. Der zweite Kontakt des zweiten Schalters 57 ist über eine Sicherung 59 an den Pluspol einer Spannungsquelle gelegt.

Der erste Schalter 53 weist einen Stift 61 auf, bei dessen Bewegung in Richtung des im Stift 61 eingezeichneten Pfeils der erste Schalter 53 betätigt wird. Betätigt heißt, daß die beiden Kontakte des ersten Schalters 53 geschlos­ sen werden, so daß eine Verbindung zwischen der elektrischen Leitung 51 und der elektrischen Verbindung 55, ggf. über ein nicht dargestelltes Steuergerät zustandekommt. Der Stift 61 ist mit einer Rückstellfeder (nicht gezeigt) versehen, die die beiden Kontakte wieder unterbricht, wenn der Stift 61 in seiner ausgezogen gezeichneten Lage ist.

Der erste Schalter 53 mit seinem Stift 61 ist dicht oberhalb des Einrast­ elementes angebracht und dient bei dessen Überführung in die gestrichelt gezeichnete Lage quasi als Anschlagschalter. Das heißt, daß der erste Schalter 53 geschlossen ist, wenn sich das Einrastelement 13 in seiner ausgezogenen Position befindet, und geöffnet ist, wenn sich das Einrastelement 13 in der gestrichelten Position befindet. Die Überführung in die gestrichelte Position wird dabei von der zweiten Rückstellfeder 33 bewirkt, sobald der Sperriegel 21 sich nicht mehr auf dem Absatz 19 befindet und so die Rückstellbewegung nicht mehr blockiert.

Der zweite Schalter 57 ist ebenfalls nach Art eines Anschlagschalters ausgelegt und befindet sich beispielsweise an dem Zündschloß 63 eines Kraftfahrzeugs. Wird der Zündschiüssel 65 in das Zündschloß 63 eingeführt, so wird der zweite Schalter 57 geöffnet, d.h. daß seine beiden Kontakte keine Verbindung mehr zueinander haben. Wird der Zündschlüssel 65 dagegen aus dem Zündschloß 63 herausgezogen, so wird der zweite Schalter 57 geschlossen, woraufhin die eiektrische Verbindung 55 über die Sicherung 59 mit der Spannungsquelle verbunden ist.

Bei Gebrauch des Kraftfahrzeuges sieht die Arbeitsweise der Gurtschloß-Ent­ riegelungsvorrichtung also folgendermaßen aus:

Der Zündschlüssel 65 wird in das Zündschloß 63 eingeführt, woraufhin der zweite Schalter 57 geöffnet wird und die Entriegelungsvorrichtung aufgrund der fehlenden Heizmöglichkeit des Bimetallstreifens 45 gesperrt ist. In diesem Betriebszustand, also z.B. während der Fahrt, kann der Sicherheitsgurt nur über die manuelle Betätigung der Taste 23 gelöst werden. Nach Beendigung der Fahrt wird der Zündschlüssel 65 aus dem Zündschloß 63 herausgezogen, woraufhin der zweite Schalter 57 schließt und das Potential der Spannungsquelle an den Kontakt des ersten Schalters 53 legt. Bei verriegeltem Zustand des Gurtes ist der erste Schalter 53 geschlossen, so daß das Potential der Spannungsquelle direkt über die elektrische Leitung 51 an das Ende 49 des Bimetallstreifens 45 gelegt wird. Da das andere Ende des Bimetallstreifens 45 mit Masse 47 verbunden ist,wird der Bimetallstreifen 45 direkt vom Arbeits­ strom durchflossen und aufgeheizt. Durch den mit dem Aufheizvorgang ver­ bundenen Biegevorgang wird die gestrichelt gezeigte Position des Bimetallstreifens 45, Sperriegels 21 und Einrastelements 13 herbeigeführt. In der gestrichelt gezeigten Position des Einrastelements 13 ist der erste Schalter 53 geöffnet, so daß die Spannungsquelle in dem Moment von dem Bimetallstreifen 45 getrennt wird, wenn die Gurtzunge 9 entriegelt ist. Dadurch wird nicht unnötig Energie verbraucht. Die Vorrichtung befindet sich wieder in ihrer Ausgangslage, aus welcher sie diesen Zyklus beliebig oft wiederholen kann.

Ggf. kann der Sperriegel selbst den Bimetallstreifen bilden. Die elektrische Schaltung nach Fig. 2 kann entsprechend auch bei der Ausführungsform aus Fig. 1 angewendet werden.

Die Gurtschloß-Entriegelungsvorrichtung kann entweder nur am Fahrersitz eines Kraftfahrzeugs angebracht sein, oder an beiden Vordersitzen oder an den Vordersitzen und Rücksitzen.

Claims (6)

1. Sicherheitsgurtschloß in einem Kraftwagen, mit einem Einrastelement, das in eine Aussparung oder Vertiefung einer Gurtzunge einrastbar ist, die am Ende eines Sicherheitsgurtes befestigt ist, einem Sperriegel, der die Gurt­ zunge in einer von einem Anschlag im Gurtschloß bestimmten Position ver­ riegelt hält, in der das Einrastelement in die Aussparung bzw. Vertiefung der Gurtzunge eingreift, wobei bei Betätigung des Sperriegels das Einrastelement in eine Lage zurückgeführt wird, in welcher die Gurtzunge freigegeben ist, und einer Verstelleinrichtung zur Betätigung des Sperriegels aufgrund eines Steuersignals, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellein­ richtung ein durch Auftreten des Steuersignals einschaltbares elektrisches Heizelement (41) und ein von diesem heizbares, sich durch Einwirkung von Wärme derart verformendes Stellteil (39, 45) aufweist, daß durch dessen Verformung der Sperriegel (21) entriegelnd betätigt wird.

2. Sicherheitsgurtschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellteil aus einem Memory-Element (39) besteht, das durch die Einwirkung der Wärme unter Verkürzung des Abstandes zwischen seiner Angriffsstelle am Stellteil (39) und einer Gegenstützstelle verbiegbar ist.

3. Sicherheitsgurtschloß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Metall betehende Stellteil (39, 45) bei Vorliegen des Steuersignals an eine Stromquelle (+) angeschlossen ist, und selbst das Heizelement bildet.

4. Sicherheitsgurtschloß nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, da­ durch gekennzeichnet, daß das Memory-Element (39) aus einem im kalten Zustand gestreckten Draht besteht, der bei manueller Betätigung des Sperr­ riegels (21) elastisch auslenkbar ist.

5. Sicherheitsgurtschloß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Mikroschalter (53) vorgesehen ist, der durch Freigabe der Gurtzunge (9) anspricht, wodurch die Stromzuführung zum Heizelement (41) unterbrochen wird.

6. Sicherheitsgurtschloß nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Memory-Element als Grundkomponente eine Nickel-Titan-Legierung enthält.