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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug mit zumindest einem Gurtstraffer zur Straffung eines Sicherheitsgurtes mit einer vorgegebenen Straffkraft und einer Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung zur Begrenzung der Straffkraft.
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Im Allgemeinen ist eine Sicherheitsgurtvorrichtung in einem Fahrzeug mit einem Gurtaufroller, einem Gurtstraffer und einem Gurtkraftbegrenzer als Bestandteile bekannt. Mittels des Gurtstraffers ist ein Sicherheitsgurt, den ein Insasse des Fahrzeuges angelegt hat, bei einer erfassten, dem Fahrzeug bevorstehenden Kollision oder bei einer erfassten Kollision des Fahrzeuges straffbar. Dadurch liegt der Sicherheitsgurt gestrafft am Körper des Insassen an, so dass dieser vergleichsweise früh, insbesondere an einer kollisionsbedingten Gesamtverzögerung des Fahrzeuges teilnimmt. Der Gurtkraftbegrenzer ist dazu vorgesehen, bei einer Kollision des Fahrzeuges eine mittels des Sicherheitsgurtes auf den Insassen wirkende maximale Kraft zu begrenzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug mit zumindest einem Gurtstraffer und einer Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung sowie ein verbessertes Fahrzeug mit einer solchen Sicherheitsgurtvorrichtung anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Sicherheitsgurtvorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Fahrzeuges durch die in Anspruch 7 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine Sicherheitsgurtvorrichtung für ein Fahrzeug umfasst zumindest einen Gurtstraffer zur Straffung eines Sicherheitsgurtes mit einer vorgegebenen Straffkraft und eine Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung mit einem Gurtkraftbegrenzer zur Begrenzung der Straffkraft mit einem zweiten Kraftniveau. Erfindungsgemäß umfasst die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung zumindest ein deformierbares Element als weiteren Gurtkraftbegrenzer, wobei eine Deformation des Elementes zumindest bei Überschreiten einer vorgegebenen von dem Sicherheitsgurt auf das Element wirkenden Kraft erfolgt.
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Mittels des deformierbaren Elementes als weiteren Gurtkraftbegrenzer zur Begrenzung der Straffkraft mit dem zweiten Kraftniveau ist bei einer Verunfallung des Fahrzeuges, bei welcher die Auslöseschwelle zur Auslösung zumindest eines pyrotechnisch auslösbaren Insassenschutzmittels unterschritten ist, ein Risiko von Verletzungen in einem Brustbereich eines den Sicherheitsgurt tragenden Fahrzeuginsassen aufgrund wirkender Kraftspitzen zumindest verringert.
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Insbesondere sind mittels eines auf den Sicherheitsgurt wirkenden niedrigeren Kraftniveaus des weiteren Gurtkraftbegrenzers unerwünschte Brustbeschleunigungen und/oder Brusteindrückungen durch den Sicherheitsgurt, vor allem bei älteren und/oder übergewichtigen Insassen und Insassen mit körperlicher Beeinträchtigung, vermindert.
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Zudem sind durch Begrenzung der Straffkraft mit dem niedrigeren Kraftniveau aufgrund der Unterschreitung der Auslöseschwelle Brustbeschleunigungen und/oder Brusteindrückungen bei einem Insassen durch den Sicherheitsgurt im Fall, dass dieser eine vergleichsweise große Gurtlose aufweist, vermindert.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
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1 schematisch einen Insassen auf einem Fahrzeugsitz mit einer Sicherheitsgurtvorrichtung,
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2 schematisch ein erstes Diagramm einer Kraftbegrenzung bei Unterschreiten einer Auslöseschwelle eines pyrotechnisch auslösbaren Insassenschutzmittels und
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3 schematisch ein zweites Diagramm einer Kraftbegrenzung bei Überschreiten der Auslöseschwelle des pyrotechnisch auslösbaren Insassenschutzmittels.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 sind ein Insasse 3 auf einem Fahrzeugsitz 4 und eine Sicherheitsgurtvorrichtung 5 dargestellt. Die Sicherheitsgurtvorrichtung 5 umfasst einen Sicherheitsgurt 6, den der Insasse 3 angelegt hat, ein Gurtschloss 7, einen reversiblen Gurtstraffer 1, einen insbesondere pyrotechnisch auslösbaren Gurtstraffer 2 und eine Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung. Die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung umfasst zwei Gurtkraftbegrenzer 9.
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Bei dem Sicherheitsgurt 6 handelt es sich um einen sogenannten Dreipunktgurt, wobei eine an dem Sicherheitsgurt 6 verschiebbar angeordnete, nicht näher dargestellte Gurtschlosszunge im angelegten Zustand des Sicherheitsgurtes 6 in das Gurtschloss 7 eingesteckt ist.
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Die beiden Gurtstraffer 1, 2 sind im Bereich eines Gurtaufrollers angeordnet, wobei diese oder einer von beiden auch am Gurtschloss 7 angeordnet sein können bzw. kann. Alternativ dazu können die beiden Gurtstraffer 1, 2 auch zusammen in einem zur Verfügung stehenden Bauraum in einer B-Säule des Fahrzeuges angeordnet sein.
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Ein als das deformierbare Element 8 ausgebildeter Gurtkraftbegrenzer ist an einem Umlenkpunkt des Sicherheitsgurtes 6 angeordnet, wobei das deformierbare Element 8 oder ein weiteres deformierbares Element auch am Gurtschloss 7 oder einer anderen geeigneten Position der Sicherheitsgurtvorrichtung 5 angeordnet sein kann. Der andere Gurtkraftbegrenzer 9 ist ebenfalls an dem Umlenkpunkt angeordnet, wobei auch dieser an einer anderen geeigneten Position angeordnet sein kann.
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2 zeigt ein erstes Diagramm D1 mit einer Prinzipdarstellung einer Begrenzung einer auf den Sicherheitsgurt 6 der Sicherheitsgurtvorrichtung 5 eines Fahrzeuges wirkenden Straffkraft S mit einem vergleichsweise niedrigen Kraftniveau K1. Dieses niedrige Kraftniveau ist mittels des als deformierbaren Element 8 ausgebildeten Gurtkraftbegrenzers erzeugbar.
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Das erste Diagramm D1 ist mittels der Abszisse in einen oberen Bereich und einen unteren Bereich aufgeteilt, wobei die Abszisse die Zeit t darstellt.
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Auf der Ordinate des oberen Bereiches ist die auf den Sicherheitsgurt 6 wirkende Straffkraft S abgetragen, wobei die Ordinate des unteren Bereiches eine Gurteinzugslänge l darstellt.
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Eine im oberen Bereich dargestellte horizontal verlaufende erste Linie bezeichnet das mittels des deformierbaren Elementes 8 erzeugbare niedrige Kraftniveau K1 und eine horizontal verlaufende zweite Linie stellt eine wirkende Straffkraft S des reversiblen Gurtstraffers 1 dar.
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Mittels einer Kollisionssensorik des Fahrzeuges werden bei einer anstehenden Verunfallung oder bei der Verunfallung des Fahrzeuges Kollisionssignale erfasst, welche im Hinblick auf eine Kollisionsschwere ausgewertet werden. Die Kollisionsschwere wird beispielsweise in Abhängigkeit einer Aufprallgeschwindigkeit ermittelt.
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Die ermittelte Kollisionsschwere stellt dabei einen Bezugspunkt für eine Auslösung eines in 2 gezeigten pyrotechnisch auslösbaren Insassenschutzmittels in Form eines irreversiblen Gurtstraffers 2 dar. Unterschreitet die ermittelte Kollisionsschwere eine Auslöseschwelle zur Auslösung des Gurtstraffers 2 erfolgt keine Auslösung desselben.
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Der reversible Gurtstraffer 1 wird vor einem Eintritt einer Kollision in Abhängigkeit von einer Fahreraktivität und/oder in Abhängigkeit erfasster Signale einer Umgebungssensorik ausgelöst.
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Der dem Insassen 3 zugeordnete Sicherheitsgurt 6 ist mittels des reversiblen Gurtstraffers 1 automatisch straffbar, so dass der Sicherheitsgurt 6 gestrafft am Körper des Insassen 3 anliegt. Dadurch nimmt der Insasse 3 vergleichsweise früh an einer Gesamtverzögerung des Fahrzeuges teil. Somit kann ein Verletzungsrisiko für den Insassen 3 verringert werden.
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Um bei einer Verunfallung unterhalb einer Auslöseschwelle des pyrotechnisch auslösbaren Insassenschutzmittels eine durch den Sicherheitsgurt 6 wirkende Kraft auf einen Brustbereich des Insassen 3 wirkende Beschleunigung und/oder Brusteindrückungen weitestgehend ausschließen zu können, ist der Gurtkraftbegrenzer in Form des deformierbaren Elementes 8 vorgesehen, welches gemäß 1 im Bereich des Umlenkpunktes des Sicherheitsgurtes 6 angeordnet ist.
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Mittels dieses als deformierbares Element 8 ausgeführten Gurtkraftbegrenzers ist die auf den Sicherheitsgurt 6 wirkende Straffkraft S mit einem niedrigen Kraftniveau K1 begrenzbar, wobei nach einem Zeitpunkt t0 die Deformation einsetzt. Durch die aus der Deformation resultierende Begrenzung der Straffkraft S ist die auf den Insassen 3 wirkende Belastung durch den Sicherheitsgurt 6 begrenzbar, da der Gurtbandauszug, z. B. um 2 cm bis 3 cm, durch die Deformation erhöht wird. Da der Gurtbandauszug erhöht wird, werden auf den Insassen 3 wirkende Kraftspitzen K verringert.
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Eine solche Kraftspitze K ist mittels gestrichelter Linie in dem oberen Bereich, oberhalb eines Verlaufes der Straffkraft S, gezeigt. Diese Kraftspitze K wirkt auf den Insassen 3, wenn keine Gurtkraftbegrenzung mit dem niedrigen Kraftniveau K1 erfolgt und der Gurtbandauszug nicht um einen vorgegebenen Betrag erhöht wird, wie anhand der gestrichelten Linie im unteren Bereich des ersten Diagramms D1 gezeigt ist.
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Wie oben beschrieben, ist es zur Begrenzung der Straffkraft S mit dem niedrigen Kraftniveau K1 erforderlich, dass die ermittelte Kollisionsschwere die Auslöseschwelle des pyrotechnisch auslösbaren Gurtstraffers 2 unterschreitet.
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Bevorzugt ist der Gurtkraftbegrenzer in Form des deformierbaren Elementes 8 reversibel ausgeführt und kann somit mehrfach eingesetzt werden, wobei es auch denkbar ist, ein verhältnismäßig kostengünstig austauschbares und separates Element zu verwenden, welches irreversibel deformierbar ist.
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In 3 ist ein zweites Diagramm D2 dargestellt, wobei eine Beschriftung der Ordinaten und der Abszisse denen des ersten Diagramms D1 entspricht.
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Insbesondere zeigt 2 eine Prinzipdarstellung eines Verlaufes einer auf den Sicherheitsgurt 6 wirkenden Straffkraft S, wenn die ermittelte Kollisionsschwere die Auslöseschwelle zur Auslösung des pyrotechnisch auslösbaren irreversiblen Gurtstraffers 2 überschreiten.
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Überschreitet die ermittelte Kollisionsschwere die Auslöseschwelle und der irreversible Gurtstraffer 2 ist aktiviert, erfolgt die Begrenzung der Straffkraft S mit dem Gurtkraftbegrenzer 9, welcher eine auf den Sicherheitsgurt 6 wirkende Straffkraft S mit einem höheren Kraftniveau K2 als das niedrige Kraftniveau K1 begrenzt.
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Mittels des irreversiblen Gurtstraffers 2 ist der mittels des als deformierbares Element 8 ausgeführte Gurtkraftbegrenzer um den vorgegebenen Betrag erhöhbare Gurtbandauszug kompensierbar, bevor sich der Insasse 3 vorverlagert. Dadurch kann bei einer vergleichsweise schweren Verunfallung des Fahrzeuges keine zusätzliche Vorverlagerung des Insassen 3 erfolgen. Dies ist einerseits dadurch realisierbar, indem das niedrige Kraftniveau K1 niedriger gewählt ist, als eine Straffkraft S des irreversiblen Gurtstraffers 2.
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Andererseits ist es erforderlich, dass das niedrige Kraftniveau K1 höher gewählt ist, als die Straffkraft S des reversiblen Gurtstraffers 1, wobei die reversible Straffung zeitlich vor der Vorverlagerung des Insassen 3 erfolgt.
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Alternativ zu der Kompensation des erhöhbaren Gurtbandauszuges kann vorgesehen sein, dass die Begrenzung der Straffkraft S mit dem niedrigen Kraftniveau K1 deaktivierbar ist.