DE7225991U - Sicherheitsgurtanordnung in Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Gebrauchamusteranmeldung 30. August 1973

Anmelderin: ADAM OPEL AKTIENGESELLSCHAFT, RCSSELSHEIM (HESSEN)

^Sicherhjitsg'irtanordnung in Kraftfahrzeugen^

Die Neuerung bezieht sich auf eil,·« Sicherheitsgurt anordnung in Kraftfahrzeugen mit einer Gurtspannvorrichtung, die durch einen bei Überschreitung einer kritischen Fahrzeugverzögerung ansprechenden Sensor in Tätigkeit gesetzt

Untersuchungen haben ergeben, daß bei einem Aufprallunfall der Fahrzeuginsasse nicht allein durch das Sicheruagssystem abge^T> ?mst wird* Vielmehr wird ein Teil seiner gesamten kinetischen Erergie in Deformation des Fahrzeugs umgewandelt, denn der Insasse ist in irgendeiner Form über sein Sieherungssystem mit dem Fahrzeug verbunden. Dieser Energie-Anteil hängt davon ab, wie groß nach dem Aufprall des Fahr-

I ι

zeugs die Relativgeschwindigkeit zwischen Insasse und Fahrzeug wird, wie fest er also mit dem Fahrzeug verbunden ist. Untersuchungen über den Einfluß der GurtIose haben gezeigt, daß die Verzögerungen und Gurtkräfte mit zunehmender Gurtlose und damit zunehmender Relativgeschwindigkeit ansteigen.

Als Konsequenz ergibt sich aus den vorstehenden Erkenntnissen, daß das Gurtsystern den Fahrzeuginsassen möglichst früh an der Fahrzeugverzögerung teilhaben lassen und nur begrenzte Relativwege zwischen Insassen und Fahrzeug zulassen sollte. Der Fahrzeuginsasse sollte also schon möglichst früh von den Gurten zurückgehalten werden. Dies bedeutet aber, daß er durch den Gurt sehr fest und damit außerordentlich unbequem an± den Sitz angeschnallt werden müßte.

Es ist zwar bekannt, daß die Gurtlose durch Gurtaufrolleinrichtungen relativ gering gehalten werden kann. Bei starker Belastung der Gurte, wie sie bei einem Frontalaufprall des Fahrzeuges auftreten, zeigt sich jedoch, daß das auf einer Trommel aufgerollte Gurtband durch Zug sich zunächst fester zusammen zieht und dabei ein bis zu 300 mm langes Gurtstück freigibt. Durch diesen sogenannten Filmspuleneffekt werden die auf den Fahrzeuginsassen wirkenden Verzögerungskräfte stark erhöht.

" H Till I I I I I · · I

Es ist weiterhin bekannt, diesen nachteiligen Effekt dadurch zu vermeiden, daß man eine Gurtspannvorrichtung vorsieht, welche die Gurtlose in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeugverzögerung eliminiert. Bei einer durch die "Automobiltechnische Zeitschrift¹¹, Heft 74 (1972), bekanntgewordenen Lösung ist das Gurtsystem in aufwendiger Weise über ein Hydraulik- und Hebelsy tem mit dem hydraulischen Stoßfänger des Fahrzeugs mechanisch gekoppelt, so daß die Gurtvorspannung proportional der Fahrzeugverzögerung ist.

Eine andere Lösung, die sich durch einen erheblichen technischen Kostenaufwand auszeichnet, ist der deutschen Offenlegungsschrift 1 756 657 entnehmbar. Danach soll ein Elektromotor über einen mit dem Bremspedal des Fahrzeugs verbundenen Schalter derart verbunden sein, daß beim Betätigen durch den Elektromotor die Gurtbandroi .\e aufgerollt wird. Durch diese Maßnahme soll erreicht weiden, daß der Gurt, auch wenn sich der Fahrer zu diesem Zeitpunkt nach vorn bewegt, keine G¹ITtIoSe zum Zeitpunkt des Eintretens eines Unfalls aufweist.

Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, den Gurtvorspanneffekt bei Eintritt einer kritischen Fahrzeugverzögerung mit einfacheren Mitteln als bei den genannten Literaturstellen zu erreichen und damit mögliche Störquellen zu

eliminieren· Gemäß der Neuerung wird das Problem dadurch gelöst, daß als Gurtspannvorrichtung eine im normalen Betriebszustand des Fahrzeuges durch eine Sperre unter Vorspannung gehaltene Feder dient und daß die Sperre durch den Sensor betätigbar ist.

Der Gurt kann nun,ohne daß er hinderlich ist, mit einer normalen Gurtlose angelegt werden ur^J erlaubt eine gewisse Bewegungsfreiheit« Durch einen geeigneten Sensor, der bei Aufprall oder sehr starker Verzögerung einer Sperre löst, wird die Federkraft frei, die den Gurt in der ersten Unfallphase fest gegen den Körper zieht. Eine komplizierte Mechanik sowie störanfällige An~i iebssysteme entfallen.

Die neuerungsgemäße Gurtspannvorrichtung sollte mindestens einem der Befestigungspunkte der Gurte am Fahrzeugkörper zugeordnet sein, wobei es sich vorzugsweise ^m einen Befestigungspunkt am Fahrzeugboden bzw. Kardantunnel handeln sollte.

In diesem Fall ist eine Ausführungsform der Neuerung besonders praktikabel, nach der mindestens eines der zur Befestigung am Fahrzeugkörper dienenden Gurtenden an einem Schlitten befestigt ist, der nach Lösen der Sperre durch die vorgenannte Feder in einer Schlitzführung entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeuges verschiebbar ist. Der

Schlitten d.rd dabd zweckmäßig durch die als Gegenhalter
des Gurtendes am Fahrzeugkörper dienende Verstärkungsplatte gebildet.

Zur Betätigung des Schlittens kann jede beliebige geeignete Feder dienen. Neuerungsgemäß wird eine schraubenför mige mechanische Zugfeder bevorzugt. .

Als Sperre für die Gurtspannvorrichtung kann ein quer zur
Bewegungsrichtung der letzteren verschiebbarer Stift dienen, der durch einen in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung gesteuerten Elektromagneten betätigbar ist. Der Impuls für
den Ε-Magnet kann von einem Pendel ausgehen, der bei Wagenverzögerung anspricht (wie bei Gurtaufrollern) oder von
einem Kontakt an der Stoßstangenbefestigung.

Nach einem weiterer. Merkmal der Neuerung wird der Sdiitten nach Betätigung durch die Feder in seiner hinteren Endstellung durch eine Blockiervorrichtung gahalten. Ferner ist
es zweckmäßig, auf halbem Wege zwischen den beiden Endstellungen dies Schlittens eine zusätzliche Blocki^rvorrichtung vorzusehen. Die Zwischenblockierung ist eine zusätzliche Sicherung. Ist der Unfall soweit fortgeschritten, daß der Schlitten die Endstellung nicht mehr erreichen kann,
so dient die Zwischenblockierung als Haltepunkt.

Eine andere Alternative der neue rung _SGemäß en Gurtspannvor-

richtung zeichnet sich dadurch aus, daß mindestens ein Gurtende auf eine drehbare Trommel aufläuft, welche nach Lösen der Sperre durch eine vorgespannte Feder unter Zwischenschaltung eines Getriebes antreibbar ist. Auch hier kann grundsätzlich eine Blockiervorrichtung vorgesehen sein, damit das Gurtsystem gespannt bleibt. Um eine übermäßige Körperbelastung zu vermeiden, wird jedoch neuerungsgemäß bevorzugt, daß der Feder eine entgegen der Antriebsrichtung der Trommel wirkende Dämpfungsvorrichtung zugeordnet ist. Dadurch wird der Fahrzeuginsasse in den auf den Unfall unmittelbar folgenden Phasen durch die in dem Gerät enthaltende Kombination Dämpfer / Feder elastisch zurückgehalten.

Die gesamte Gurtspannvorrichtung ist zweckmäßig in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, welches am Fahrzeugboden oder Kardantunnel verankert sein kann.

Auch hier bietet sich für die Betätigung der Trommel wiederum eine mechanische Feder (z. B. Druckfeder) an. Um den gewünschten Dämpfungseffekt leichter erzeugen zu können, empfiehlt es sich indessen hier, eine in rückwärtiger Richtung gedämpfte Gasfeder zu verwenden.

Als Getriebe wird eine Kombination Zahnrad-Zahnstange vorgeschlagen, wobei die Feder letztere beaufschlagt und durch Eingriff einer elektromagnetbetätxgten Sperrklinke in die Verzahnung derselben leicht unter Vorspannung gehalten werden kann.

"⁷"^: '.?■■: '/Pt

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung sind aus der Zeichnung, in der die Neuerung anhand von Ausführungsbeispielen veranschaulicht ist sowie aus der nachstehenden Beschreibung dieser Äusführungsbeispiele zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Fahrersitz eines Personenkraftfahrzeuges mit Dreipunkt-Sicherheitsgurtsystem in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 die Einzelheit ¹¹A" aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie III - III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht in Richtung eines Pfeiles C in Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V - V in Fig. 4,

Fig. 6 den Fahrersitz eines Personenkraftfahrzeuges mit Zweipunkt-Sicherheitsgurt in perspektivischer Ansicht,

Fig. 7 eine Ausführungsform der neuerungsgemäßen Gurtspannvorrichtung im Längsschnitt und

Fig. 8 oinen Schnitt längs der Linie VIII - VIII in Fig. 7.

Nach Fig. 1 bis 5 bezeichnet IO den Fahrersitz eines Personenkraftfahrzeuges, 11 die linke Vordertür, 12 den mittleren Seitenholm der Karosserie und 13 den Kardantunnel des Fahrzeuges. Das aus Fig. 1 erkennbare Dreipunkt-Sicherheitsgurt system besteht aus einem Schultergurt 14, einem Beckengurt 15 und einem gemeinsamen Zugteil 16, welches ein Gurtschloß 17 trägt, an dem die beiden zusammenlaufenden Enden von Schultergurt 14 und Beckengurt 15 mittels einer nicht gezeigten Schloßzunge lösbar befestigt sind. Die drei Befestigungspunkte des Gurtsystems 14, 15, 16 liegen einmal am Seitenholm 12 (Festpunkt 18), ferner am Fahrzeugboden (Festpunkt 20) sowie am Kardantunnel 13 (Festpunkt 21).

Vie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist der Festpunkt 21 am Kardantunnel 13 entgegen der Fahrtrichtung verschiebbar angeordnet. Die Befestigungsplatte 22 des Zugteils 16 ist zu diesem Zweck mittels eines Schraubenbolzens 23 in einem Schlitz 24 geführt. Den Gegenhalter bildet eine Verstärkungsplatte 25, die durch eine Mutter 26 am Schraubenbolzen 23 befestigt ist und als Schlitten

auf Führungsschienen 27 mit Gegenhaltern 28 gleitet.

Wie Fig. 4 zeigt, bilden die Führungsschienen 2? ein gemeinsames Bauteil, welches von innen her am KardaJitunnel befestigt ist. Am Schlitten 25 greift eine vorgespannte Zugfeder 29 aß, der Schlitten 25 ist jedoch in seiner aus Fig. 1 und 2 ersichtlichen Normallage durch einen Stift 30 gehalten. Der Stift 30 ^ann durch einen in Fig. 5 schematisch angedeuteten Elektromagneten 31 aus einer Sperrstellung herausgezogen werden. Dies tritt ein, sobald der Elektromagnet durch geeignete Sensoren, die auf bestimmte Fahrzeugverzögerungen ansprechen, erregt wird. Der Impuls für den Elektromagnet kanu von einem Pendel ausgehen, der bei Wagenverzögerung Einspricht (wie bei Gurtaufrollern) o^er von einem Kontakt an der Stoßstang^nbefestigung. Nachdem der Stift 30 den Schlitten 25 freigegeben hat, wird dieser durch die vorgespannte Zugfeder 29 in Pfzurichtung 32 bewegt. Er überläuft dabei die schrägen Flächen 33 zweier Blockiervorrichtungen 34, 35, ehe er durch die End-Blockiervorrichtung 35 in seiner hin+eren Endstellung fixiert wird. Die blockiervorrichtungen 34, 35 bestehen jeweils aus einem Paar von Vierkanten 33, die durch Druckfedern 37 beaufschlagt sind (Fig. 4 und 5)„ Die Länge der Schlittenführung 27 bzw. des Schlitzes 24 ist so bemessen, daß das Gurt sy st &r, 14. 15, 16 in der hinteren Endstellung des Schlittens 25 ohne jeglxche Gurt-

- 10 -

lose fest am Körper des Fahrzeuginsassen anliegt und somit die Verletzungsgefahr desselben bei Aufprallunfällen auf das erreichbare Optimum vermindert wird. Die Zwischenblockierung 34 ist eine zusätzliche Sicherung. Ist der Unfall soweit fortgeschritten, daß der Schlitten 25 die Endstellung nicht mehr erreichen kann, so dient die Zwischenblockierung als Haltepunkt.

Als Vorteile der vorgeschriebenen Äusführungsform der erfindungsgemäßen Gurtspannvorrichtung sind zu nennen: Schnelles und einfaches Spannen des Gurtsystems ohne Hydraulik oder Motor. Voll funktionsfähige Gurte in allen Stellungen. Schnellste Kontaktgabe durch Strom. Einfache Einbaumoglichkeiten.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 bis 8 besteht dis Gurtsystem aus einem einzigen Gurt 38, der einerseits am Seitenholm 12, andererseits am Kardantunnel 13 befestigt ist. Die in Fig. 7 und 8 gezeigte Gurtspannvorrichtung kann jedoch ohne weiteres auf ein Dreipunkt-Gurtsystem, wie es beispielsweise aus Fig. 1 ersichtlich ist, oder andere beliebige Gurtsysteme angewendet werden. Der Gurt 38 nach Fig. besitzt an seinem unteren Ende ein Gurtschloß 39, das mit einer Schloßzunge am unteren Befestigungsteil 40 lösbar verbunden ist.

- 11 -

722599124.1.74 j

Die aus Fig. 7 und 8 ersichtliche Gurtvorspannvorrichtung kann entweder am unteren Gurtende zwischen Gurtband 38 und Gurtschloß 39 oder am oberen Befestigungspunkt zwischen Gurtband 38 und oberem Befestigungsteil 41 angeordnet sein. Im letzteren Fall könnte die Gurtspannvorrichtung ein gesondertes Befestigungsteil 41 ersetzen.

Wie aup Fig. 7 und 8 hervorgeht, ist die Gurtspannvorrichtung folgendermaßen aufgebaut: In einem Gehäuse 42 ist eine Trommel 43, die mit einem Zahnrad 44 kraftschlüssig verbunden ist, gelagert. Eine Zahnstange 45 mit einem Auge 46 ist mit einem vorgespannten Federelement 47, beispielsweise einer Gasfeder, belastet, welche im Ausschub ungedämpft, im Einschub aber entsprechend gedämpft ist. Eine Sperrklinke 48 greift in die Zahnstange 45 ein und wird an ihrer langen Hebelseite 43 durch zwei aufeinanderstehende Platten 50 und 51 angestützt. Eine Blattfeder 52 drückt die Sperrklinke 48 nach unten. Ein Elektromagnet 53, der an dem Gehäuse 42 befestigt ist, wird im Zeitpunkt des Aufpralls durch einen Sensor 54, der an dem schematisch angedeuteten Stoßfänger 55, oder in demselben sitzt, betätigt und schlägt mit seinem angespitzten Kern 56 gegen die Platten 50, 51, die an den Berührungsflächen magnetkernseitig eine Kerbe 57 besitzen. Die Platten 50, 51 kippen ineinander, die Sperrklinke 48 ist frei und damit wird die Zahnstange 45 durch das Federelement 47 ungedämpft in Pfeilrichtung 58

- 12 -

bewegt* Die Zahnstange 45 dreht das Zahnrad 44 mit Trommel 43 und spult den Gurt 38 in Pfeilrichtung auf. Der Insasse wird dadurch schnell und fest in den Sitz hineingezogen. Durch die nun entstandene minimale Gurtlose, steht dem Insassen ein großer Verzogerungsweg zur Verfügung.

Bei einer übermäßigen Belastung des Körpers wird der Gurt 38 von der Trommel 43 zurückgespult. Dabei muß über Zahnrad 44 und Zahnstange 45 das stark gedämpfte Federelement 47 zurückbewegt werden. Auf diese Weise wird die auf den Fahrzeuginsassen einwirkende Verzögerung auf einem zumutbaren Wert gehalten.

Schutzansprüche

Claims (1)

1. Neue Gelte 1 der Ansprüche 26. Oktober 1973

   1. Sicherheitsgurtanordnung in Kraftfahrzeugen mit einer Gurtspannvorrichtung, die durch einen bei Überschreitung einer kritischen Fahrzeugverzögerung ansprechenden Sensor in Tätigkeit gesetzt wird,

   dadurch gekennzeichnet, daß als Gurtspannvorrichtung eine im normalen Betriebszustand des Fahrzeuges durch eine Sperre (30, 48) unter Vorspannung gehaltene Feder (29, 47) dient.

   r 2. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß mindestens an einem (21, 41)

   der Befestigungspunkte der Gurte am Fahrzeugkörper

   eine unter Vorspannung gehaltene Feder (29, 47) angreift,

   3. Dreipunkt-Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (29) an dem ■' Befestigungspunkt (21) des Zugteils (16) am Fahrzeug-

   i! boden bzw. Kardantunnel (13) angreift (Fig. 1 bis 5).

   4. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der zur Befestigung am Fahrzeugkörper dienenden Gürtenden (21) an einem Schlitten (25) befestigt ist, der nach Lösen der Sperre (30) durch die vorgespannte Feder (29) in einer Schlitzführung (24) entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeuges verschiebbar ist.

   5. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 4,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten durch die als Gegenhalter des Gurtendes (21) am Fahrzeugkörper dienende Verstärkungsplatte (25) gebildet wird.

   6. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Schlittens (25) eine mechanische Feder (29) dient (Fig. 4).

   7. Sicherheitsgurtancrdnung nach Anspruch 6,

   dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Schlittens (25) eine schraubenförmige Zugfeder (29) dient (Fig. 4).

   8. Sicherheit sgurt anordnung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß als Sperre für die Gurt spannvorrichtung (25, 29) ein quer zur Bewegungsrichtung der letzteren verseliiebbarer Stift (30) vorgesehen ist (Fig. 5)

   9. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (30) durch einen in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung gesteuerten Elektromagneten (31) betätigbar ist.

   10. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 9,

   dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Steuerungsimpulses für den Elektromagneten (31) an der vorderen Stoßstange ein elektrischer Kontakt (54) angeordnet ist.

   11. Sicherheitsgurtanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten nach Betätigung durch die Feder (29) in seiner hinteren Endstellung durch eine Blockiervorrichtung (35) gehalten ist.

   12. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 11,

   dadurch gekennzeichnet, daß etwa auf halbem Wege zwischen vorderer und hinterer Endstellung des Schlittens (25) eine zusätzliche Blockiervorrichtung (34) angeordnet ist.

   13. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Blockiervorrichtungen (34, 35) jeweils aus einem Paar federbeaufschlagter (37) in der Schlittenführung (27) quer zur Bewegungsrichtung des Schlittens (25) verschiebbarer Sperrelemente (36) bestehen, welche in Richtung auf den Schlitten derart abgeschrägt (33) ausgebildet sind, daß sie durch diesen aus der Führungsbahn (27) herausgedrückt werden können.

   14. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gurtende (38) auf eine drehbare Trommel (43) aufläuft, welche nach Lösen der Sperre (48) durch eine vorgespannte Feder (47) unter Zwischenschaltung eines Getriebes (44, 45) antreibbar ist (Fig. 6 bis 8).

   15. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 14,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Feder (47) eine entgegen der Antriebsrichtung (58) der Trommel (43) wirkende Dämpfungsvorrichtung zugeordnet ist.

   16. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß Trommel (43), Getriebe (44,45), Antriebsfeder (47) und Sperre (48) in einem gemeinsamen Gehäuse (42) angeordnet sind.

   17. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (42) mit der Gurtspannvorrichtung am Fahrzeugboden oder Kardactunnel (13) verankert ist.

   18. Sicherheitsgurtanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17,

   dadurch gekennzeichnet, daß als Antrieb für die Trommel (43) eine in rückwärtiger Richtung gedämpfte Gasfoder (47) dient.

   19. Sicherheitsgurtanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfeder (47) eine Zahnstange (45) beaufschlagt, die mit einem drehfest mit der Trommel (43) verbundenen Zahnrad (44) in Eingriff steht.

   20. Sicherheitsgurtanordnung n&ch Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsfeder (47) durch eine Sperrklinke (48), die in die Verzahnung der Zahnstange (45) eingreift, unter Vorsppunung gehalten wird.

   21. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 20,

   dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Sperrklinke (48) in Abhängigkeit von der Fahrzeugverzögerung im Gehäuse (42) ein Elektromagnet (53) angeordnet ist.

   22. Sicherheitsgurtanordnung nach Anspruch 21,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinke (48) an ihrem freies, von einer Blattfeder (52) beaufschlagten Hebelende (4S) durch zwei hebelartig aufeinanderstehende Halteplatten (50, 51) mit der Zahnstange (45) in Eingriff genalten wird und daß der angespitzte Kern (56) des Elektromagneten (53) bei Betätigung desselben in eine Kerbe (57) zwischen den beiden Halteplatten eindringt, so daß dieselben zum Kippen gebracht werden.