Aufblasbarer Sicherheitsgurt
Die Erfindung betrifft einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Aufblasbare Sicherheitsgurte haben neben ihrer eigentlichen Funktion, den Insassen im Unfall zurückzuhalten und dadurch an die Fahrzeugverzögerung anzukoppeln, zusätzlich die Eigen- schaft, dass sie im Unfall aufgeblasen werden können, so dass die Insassenbelastung reduziert wird. Ein wichtiges zu lösendes Problem ist bei aufblasbaren Gurten die Anordnung des Gasgenerators und die Befüllung des aufblasbaren Sicherheitsgurtes mit dem von dem Gasgenerator erzeugten Gasstrom.
Aus der WO 2006/105905 Al ist bereits ein aufblasbarer Sicherheitsgurt bekannt, bei dem der Gasgenerator an dem Endbeschlag angeordnet ist, und der Endbeschlag derart ausgebildet ist, dass mittels desselben sowohl das Füllrohr des Gasgenerators abdichtbar ist, als auch die Zugkraft aus dem Sicherheitsgurt in die Fahrzeugstruktur einleitbar ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist, dass die Gefahr besteht, dass bei Versagen entweder der Befestigung des Sicherheitsgurtes oder bei Versagen der Verbindung zum Gasgenerator die jeweils andere Funktion ebenfalls beeinträchtigt werden kann. Ferner besteht das prinzipielle Problem, dass bei der Auslegung der Befestigung des Sicherheitsgurtes auch immer auf die Abdichtung des Füllrohres und umgekehrt geachtet werden muss, so dass weder die Befestigung des Sicherheitsgurtes noch die Abdichtung des Füllrohres für sich optimal ausgelegt werden kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit einer
Befestigung an einem Kraftfahrzeug zu schaffen, der sowohl hinsichtlich der erforderlichen Rückhaltekräfte als auch hinsichtlich der Befüllung optimal ausgelegt werden kann.
5 Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit den Merkmalen des Anspruchs 1, während vorteilhafte Weiterbildungen den Unteransprüchen zu entnehmen sind.
lo Nach Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass die Enden der Gurt- bandlagen derart mit dem Befestigungsbeschlag verbunden sind, dass die Strömungsverbindung zu dem Gasgenerator zugkräftefrei ist . Hierdurch werden das Gurtband und der Gasgenerator funktionell getrennt an dem Befestigungsbeschlag angeordnet, da i5 die Zugkräfte aus dem Sicherheitsgurt eben nicht über den An- schluss des Gasgenerators, des Füllrohres oder eines anderen Teiles der Strömungsverbindung zwischen Gasgenerator und aufblasbarem Gurt in den Befestigungsbeschlag eingeleitet werden. Die StrömungsVerbindung zum Gasgenerator ist dadurch hinsieht -
20 lieh der Zugkräfte aus dem Gurtband zugkräftefrei, so dass diese Verbindung während des Unfalles nicht durch die von dem Gurtband ausgeübten Zugkräfte belastet wird. Damit kann die StrömungsVerbindung optimal hinsichtlich Dichtigkeit, Strömungsführung und den wirkenden Belastungen beim Aufblasen des
25 Gurtes etc. ausgelegt werden. Ferner kann die Verbindung zwischen den Enden der Gurtbandlagen und dem Befestigungsbeschlag in ihrer Art und Dimensionierung ausschließlich nach den aus den Zugkräften resultierenden Belastungen dimensioniert werden. Die Erfindung schafft dadurch einen aufblasbaren Sicher-
3o heitsgurt mit dem für die Rückhaltung des Insassen enormen
Vorteil, dass der aufblasbare Sicherheitsgurt auch bei einer Fehlfunktion des Gasgenerators oder dessen Anbindung an den aufblasbaren Sicherheitsgurt eben noch wie ein konventioneller
nicht aufblasbarer Sicherheitsgurt wirkt.
Ein besonders einfacher Aufbau des Befestigungsbeschlages und der Anordnung der Gurtbandlagen und des Gasgenerators ergibt sich dadurch, dass die Enden der Gurtbandlagen getrennt an zwei beabstandeten Schenkeln des Befestigungsbeschlages gehalten sind, und der von dem Gasgenerator erzeugte Gasstrom zwischen den Enden in das Gurtband eingeleitet wird. Durch die getrennte Anbindung der Gurtbandlagen ist ein Zugewinn an Si- cherheit geschaffen, indem bei Versagen der Verbindung einer der Gurtbandlagen zu dem Befestigungsbeschlag durch die jeweils andere Gurtbandlage noch eine Rückhaltefunktion gegeben ist.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass der Befestigungsbeschlag eine Grundplatte aufweist, die Schenkel an zwei Seiten der Grundplatte derart winklig abstehen, dass die Grundplatte und die Schenkel im Querschnitt ein U bilden, und der Gasgenerator an der Grundplatte angeschlossen ist. Durch die geschaffene U- Form des Befestigungsbeschlages im Bereich der Anbindung der
Gurtbandlagen werden die Gurtbandlagen in einem Abstand gehalten, wobei in dem zwischen den Schenkeln geschaffenen Zwischenraum die Gaszufuhr und die Anordnung der dafür erforderlichen Teile wie Gaslanze, Diffusor etc. erfolgen kann.
Ferner kann der Befestigungsbeschlag aus wenigstens zwei schwenkbeweglich aneinander gehaltenen Beschlägen gebildet sein, wobei in diesem Fall an einem der Beschläge die Gurtbandlagen befestigt sind, und der andere Beschlag an dem Kraftfahrzeug befestigt ist. Dadurch kann sich bei Schrägzug an dem Gurtband der Beschlag, an dem die Gurtbandlagen befestigt sind, gegenüber dem Beschlag, der am Kraftfahrzeug befestigt ist, ausrichten, so dass der Winkel des Schrägzuges aus-
geglichen werden kann, und die Zugkräfte in der vorbestimmten Ausrichtung in den Beschlag eingeleitet werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Enden der Gurtbandlagen in an dem Befestigungsbeschlag vorgesehenen Öffnungen schwenkbeweglich gehalten sind, und die Schwenkachse der durch die Befestigung in den Öffnungen geschaffenen Schwenkbewegung, und die Schwenkachse der Schwenkbewegung zwischen den Beschlägen winklig, vorzugsweise senkrecht, zueinander angeordnet sind. Damit können sich die Gurtbandlagen an dem Befestigungsbeschlag um zwei Schwenkachsen z.B. um eine Achse quer zur Fahrtrichtung und eine Achse parallel zur Fahrtrichtung ausrichten, so dass unterschiedliche Gurtangriffswinkel bedingt durch unterschiedliche Insassen oder unterschiedliche Positio- nen des Sitzes berücksichtigt werden können, und der dadurch bedingte Schrägzug vermieden wird.
In diesem Fall kann zur Fixierung der Drehlage der Beschläge zueinander an einem Beschlag ein in eine Ausnehmung des ande- ren Beschlages eingreifendes Eingriffsmittel vorgesehen sein, wobei die durch das Eingriffsmittel geschaffene Verbindung der Beschläge bei einem Überschreiten einer durch das Eingriffsmittel vorbestimmten Losbrechkraft aufhebbar ist. Damit befindet sich der Befestigungsbeschlag im Normalgebrauch immer in einer vorbestimmten Ausrichtung, die erst im Unfall bei Überschreiten der durch die Zugkraft in dem Sicherheitsgurt bewirkten Losbrechkraft veränderbar ist .
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass zwischen den Gurtbandlagen eine Gaslanze vorgesehen ist, die Gaslanze über einen Diffusor mit dem Gasgenerator strömungstechnisch in Verbindung steht, und der Diffusor an dem Befestigungsbeschlag in Längsrichtung gesichert ist. Durch die Sicherung des Diffusors in Längsrich-
tung an dem Befestigungsbeschlag werden die bei der Expansion des Gases entstehenden Kräfte in Längsrichtung in den Befestigungsbeschlag eingeleitet, so dass der Gasgenerator und/oder die Gaslanze in Längsrichtung nicht belastet werden.
Eine einfache kostengünstige Art der Verbindung der Gurtbandlagen mit dem Befestigungsbeschlag besteht darin, dass die Enden der Gurtbandlagen zur Befestigung in mehreren Lagen selbsthemmend übereinandergelegt sind. Damit entfallen zusätz- liehe Kosten erzeugende Verbindungen wie Nähen, Schweißen, Kleben etc..
Alternativ oder zusätzlich kann die Verbindung weiter verbessert werden, indem die Gurtbandlagen ein oder mehrere Klemm- elemente umschlingen. Die Verwendung der Klemmelemente erhöht die Festigkeit der Verbindung, indem durch das Klemmelement eine formschlüssige Verbindung zum Befestigungsbeschlag geschaffen ist.
In diesem Fall wird weiter vorgeschlagen, dass das Klemmelement durch einen Stift gebildet ist, welcher von der oder den Gurtbandlagen umschlungen ist, eine Verdickung bildet, und im Verlauf der Gurtbandlage vor einer dem Befestigungsbeschlag zugeordneten Engstelle angeordnet ist .
Alternativ oder zusätzlich kann das Klemmelement durch seine Außengeometrie drehfest in einer Gegenkontur des Befestigungsbeschlages gesichert sein, wodurch die Befestigung der Gurtbandlagen weiter verbessert wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Enden der Gurtbandlagen in einem unterschiedlichen Abstand zum Gurtband, der Mitte des Diffusors
und/oder zu der Schwenkachse der Beschläge zueinander an dem Befestigungsbeschlag gehalten sind. Dadurch kann die in den Befestigungsbeschlag eingeleitete Last individuell auf die einzelnen Gurtbandlagen verteilt werden, sofern dies wün- sehenswert ist .
Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In den Figuren sind im Einzelnen zu erkennen:
Fig.l: Insasse mit aufblasbarem Sicherheitsgurt
Fig.2: Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag
Fig.3a-3c: Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag mit zwei schwenkbeweglich zueinander ausgebildeten Beschlägen mit verschiedenen GurtZugkräften aus unterschiedlichen Winkeln
• Fig.4a-4b: Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag mit
Öffnungen, in denen die Enden der Gurtbandlagen gehalten sind
Fig.5: Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag und von den Enden der Gurtbandlagen umschlungenen stiftförmigen Klemmelementen
Fig.6a-6b: Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag und von den Enden der Gurtbandlagen umschlungenem Klemmelement mit in einer Gegenkontur des Befestigungsbeschlages drehfest gesicherter Außenkontur
Fig.7: Klemmelement aus Fig.6a- 6b
Fig.8a-8b: Aufblaseinheit mit Befestigungsbeschlag mit zwei Schenkeln mit unterschiedlichem Abstand 5 zum Gurtband
In Fig.l ist beispielhaft ein Insasse 1 auf einem Fahrzeugsitz 2 eines nicht dargestellten Kraftfahrzeuges zu erkennen. Der Insasse 1 ist über einen aufblasbaren Sicherheitsgurt mit ei- lo nem Gurtband 3, welches in einen vom Kraftfahrzeug über die
Schulter diagonal über die Brust des Insassen 1 zu einem nicht dargestellten Gurtschloss verlaufenden Diagonalgurt 4a und einen von dem Gurtschloss über das Becken des Insassen 1 zu einem Befestigungsbeschlag 6 verlaufenden Beckengurt 4b unter- i5 teilt ist, gesichert. An dem mit dem Kraftfahrzeug über den Befestigungsbeschlag 6 verbundenen Ende des Beckengurtes 4b ist eine Aufblaseinheit 5 vorgesehen, über die der aufblasbare Sicherheitsgurt wenigstens abschnittsweise aufblasbar ist.
20 In Fig.2 ist die Aufblaseinheit 5 mit dem Befestigungsbeschlag 6 im Ausschnitt dargestellt. Das Gurtband 3 ist wenigstens im Bereich des Beckengurtes 4b und einem Teil des Diagonalgurtes 4a aus zwei Gurtbandlagen 3a und 3b gebildet, welche aufeinandergelegt und unter Bildung eines zwischen den Gurtbandlagen
25 3a und 3b angeordneten Hohlraumes vorzugsweise an den Rändern miteinander verbunden sind. In dem Hohlraum zwischen den Gurt- bandlagen 3a und 3b befindet sich eine Gaslanze 7, durch welche der Gasstrom in dem aufblasbaren Sicherheitsgurt verteilt wird. Die Gurtbandlagen 3a und 3b selbst besitzen eine wesent-
3o lieh größere Oberfläche und sind zu einem Gurtband 3 mit einer herkömmlichen flachen Bandform gefaltet. Beim Aufblasen des Gurtbandes 3 werden die Gurtbandlagen 3a und 3b voneinander getrennt und nehmen ihre ursprüngliche Form wieder ein. Dabei
vergrößern sich der Hohlraum und die Außenoberfläche erheblich, das Gurtband 3 wird praktisch zu einer dicken „Wurst" aufgeblasen. Durch den aufgeblasenen Sicherheitsgurt wird die Insassenbelastung gesenkt, da die an dem Insassen anliegende 5 Oberfläche des Sicherheitsgurtes wesentlich vergrößert wird und damit bei gleicher Kraft die Flächenbelastung sinkt.
Der Befestigungsbeschlag 6 ist gebildet aus zwei Beschlägen 20 und 23, wobei der Beschlag 20 mit dem Kraftfahrzeug und der lo Beschlag 23 mit dem Gurtband 3 verbunden ist. Der Beschlag 20 ist mit einer winklig abstehenden Befestigungsplatte 21 versehen, in der ein Befestigungsmittel 13 in Form einer Schraube zur Befestigung am Kraftfahrzeug vorgesehen ist. Der Beschlag 23 besitzt eine Grundplatte 10, einen von der Grundplatte 10 i5 in Richtung der von dem Gurtband 3 abgewandten Seite abragenden Schenkel 17 und zwei senkrecht zu dem Schenkel 17 verlaufende und in Richtung des Gurtbandes 3 ragende Schenkel 15 und 16. In dem Schenkel 17 ist ein Bolzen 18 angeordnet, über den die Beschläge 20 und 23 schwenkbar miteinander verbunden sind.
20 In den dem Gurtband 3 zugewandten von der Grundplatte 10 abstehenden Schenkeln 15 und 16 sind jeweils Öffnungen 8 und 9 vorgesehen, in denen die Gurtbandlagen 3a und 3b schwenkbeweglich gehalten sind. Seitlich neben dem Befestigungsbeschlag 6 ist ein Gasgenerator 12 vorgesehen, der über einen Diffusor 11
25 in Strömungsverbindung mit der Gaslanze 7 steht. Der Diffusor 11 ist mit einem Wulst 14 versehen, welche die auf den Diffusor 11 und die Gaslanze 7 wirkenden Längskräfte aufnimmt und in die Grundplatte 10 einleitet, so dass der Diffusor 11 und die Gaslanze 7 sich während des Aufblasvorganges nicht ver-
30 schieben.
In den Figuren 3a-3c ist die identische Aufblaseinheit aus Figur 2 gemäß Ansicht A-A aus Fig.l, mit verschiedenen Gurtkräf-
ten aus verschiedenen Gurtangriffswinkeln zu erkennen. In Fig.3a ist zunächst die Stellung der Beschläge 20 und 23 zu erkennen, in der die Gurtkraft „F" des Gurtbandes 3 im wesentlichen parallel zu den Schenkeln 15 und 16 angreift, so dass die relative Drehlage der Beschläge 20 und 23 zueinander gleich der vorbestimmten Drehlage ist. Die vorbestimmte Drehlage ist fixiert durch ein dem Beschlag 20 zugeordnetes in eine Ausnehmung 40 an dem Beschlag 23 eingreifendes Eingriffsmittel 19, wie auch in den Fig.4a und 4b zu erkennen ist.
In der Fig.3b ist derselbe Befestigungsbeschlag 6 mit einer in einem Winkel „A" angreifenden Gurtkraft „Fl", wie sie z.B. bei einem normalen Gebrauch des Sicherheitsgurtes auftritt, zu erkennen. Die Beschläge 20 und 23 befinden sich weiterhin in der durch das Eingriffsmittel 19 bestimmten Stellung.
In der Fig.3c ist derselbe Befestigungsbeschlag 6 zu erkennen, bei dem nun die Gurtkraft „F2" so weit angestiegen ist, dass eine durch das Eingriffsmittel 19 bestimmte Losbrechkraft ü- berschritten ist . Durch das Überschreiten der Losbrechkraft ist das Eingriffsmittel 19 irreversibel zerbrochen und der Beschlag 23 um den Winkel „A" gegenüber dem Beschlag 20 verdreht. Die relative Verschwenkbarkeit der Beschläge 20 und 23 zueinander wird dabei durch die durch den Bolzen 18 definierte Schwenkachse „M" bestimmt. Aufgrund der Verschwenkung des Beschlages 23 gegenüber dem Beschlag 20 sind nun die Schenkel 15 und 16 wieder parallel zu der Angriffsrichtung der Gurtkraft „ F2 " ausgerichtet .
In den Fig.4a und 4b ist zu erkennen, wie sich das Gurtband 3 mit den in den Öffnungen 8 und 9 gehaltenen Enden der Gurt- bandlagen 3a und 3b bei Gurtkräften „F3" und „F4" aus verschiedenen Gurtangriffsrichtungen in einer Ebene senkrecht zu
der durch die Öffnungen 8 und 9 definierten Schwenkachse „X" ausrichtet. Die Stellung der Beschläge 20 und 23 zueinander bleibt dabei unverändert . Hierdurch werden insbesondere verschiedene Gurtkraftangriffsrichtungen bedingt durch die unter- schiedliche Stellung des Sitzes oder unterschiedliche Insassen berücksichtigt. Die durch die Öffnungen 8 und 9 definierte Schwenkachse „X" und die durch den Bolzen 18 definierte Schwenkachse „M" stehen winklig und bevorzugt in einem rechten Winkel zueinander, so dass sich insbesondere unter Last ein großer Verschwenkbereich ergibt und möglichst viele Gurtangriffswinkel kompensiert werden können und der ansonsten vorhandene Schrägzug vermieden wird.
In Fig.5 ist ein alternatives Ausführungsbeispiel zu erkennen, bei dem der Befestigungsbeschlag 6 durch zwei übereinander gelegte Beschläge 38 und 39 gebildet ist. Die Beschläge 38 und 39 sind jeweils an ihren Enden in Richtung des Gurtbandes 3 zu Schenkeln 27 und 28 gebogen, zwischen denen der Gasgenerator 12 und/oder der Diffusor 11 und/oder sonstige Teile der Strö- mungsVerbindung angeordnet sind. Der Schenkel 28 ist im weiteren Verlauf nochmals mit seinem Ende 28a in Richtung des Schenkels 27 gebogen und in einem Überlappungsbereich mit diesem verbunden. Das zurück gebogene Ende 28a ist mit einem nicht näher dargestellten Durchtrittsbereich versehen, durch den der Diffusor 11 hindurch tritt. Der Diffusor 11 weist einen Kragen 26 auf, der an dem zurück gebogenen Ende 28a anliegt und damit den Diffusor 11 in Längsrichtung der Ausströmung des Gasstromes festlegt. Die Gurtbandlagen 3a und 3b sind um den Gasgenerator 12 und den Diffusor 11 herumgeschlagen, so dass die Gurtbandlagen 3a und 3b reibschlüssig festgelegt sind. Zusätzlich sind die Enden der Gurtbandlagen 3a und 3b um stiftförmige Klemmelemente 24 und 25 herumgeschlagen und bedarfsweise miteinander vernäht. Die Klemmelemente 24 und 25
sind in Zugrichtung der Gurtkraft der Gurtbandlagen 3a und 3b hinter Engstellen, gebildet durch die Schenkel 27 und 28 und den Diffusor 11, angeordnet und bewirken dadurch eine Einleitung der durch das Gurtband 3 ausgeübten Zugkräfte in den Be- festigungsbeschlag 6. Das Gurtband 3 ist dadurch quasi selbstsichernd an dem Befestigungsbeschlag 6 gehalten.
In Fig.6a und 6b ist ein weiteres alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Gurtbandlagen 3a und 3b ebenfalls um den Gasgenerator 12 und den Diffusor 11 herumgeschlungen sind und an einem gemeinsamen Klemmelement 30 gehalten sind. Das in Fig.7 dargestellte Klemmelement 30 ist aus zwei über Stege 29 und 31 miteinander verbundenen Keilelementen 32 und 33 gebildet, welche jeweils aus einem Grundkör- per 34 und 35 und davon abragenden Stützteilen 36 und 37 gebildet sind. Die Gurtbandlagen 3a und 3b sind, wie in Fig.6a zu erkennen ist, um die Stege 29 und 31 herumgewickelt und dadurch reibschlüssig an diesen gehalten. Das Klemmelement 30 besitzt aufgrund der Grundkörper 34 und 35 und der daran ange- ordneten Stützteile 36 und 37 eine derartige Außenkontur, dass sich dieses in der in Fig.6a zu erkennenden Einbaulage an einer durch den Befestigungsbeschlag 6 geschaffenen Gegenkontur drehfest abstützt. Ferner bewirken die Keilelemente 32 und 33, dass das Klemmelement 30 sich bei Ausübung einer Zugkraft durch das Gurtband 3 selbständig in dem Befestigungsbeschlag 6 festklemmt .
In den Fig.8a und 8b ist eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung dargestellt, bei der der Abstand der Schenkel 15 und 16 zu der Zugrichtung des Gurtbandes 3 unterschiedlich ist. In Fig.8a ist der Abstand „a" der Schenkel 15 und 16 gleich, so dass damit die angreifende Gurtkraft aus dem Gurtband 3 gleichmäßig auf beide Schenkel 15 und 16 verteilt wird.
In der in Fig.8b dargestellten Ausführungsform ist der Abstand „a" des Schenkels 15 zu dem Gurtband 3 und/oder zu der Mitte der Schwenkachse „M" und/oder zu der Mitte des Diffusors 11 kleiner als der entsprechende Abstand „b" des Schenkels 16. Dadurch wird die von dem Gurtband 3 über die Gurtbandlagen 3a und 3b eingeleitete Gurtkraft unterschiedlich auf die Schenkel 15 und 16 verteilt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand „a" kleiner als der Abstand „b", so dass die in den Schenkel 15 eingeleitete Kraft größer ist.