DE19957794C2

DE19957794C2 - Sicherheitsgurtanordnung bei Fahrzeugen

Info

Publication number: DE19957794C2
Application number: DE1999157794
Authority: DE
Inventors: Robert Kopetzky
Original assignee: Takata Petri Ulm GmbH
Current assignee: Takata AG
Priority date: 1999-12-01
Filing date: 1999-12-01
Publication date: 2003-08-07
Anticipated expiration: 2019-12-02
Also published as: DE19957794A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurtanordnung bei Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Sicherheitsgurtanordnungen dieser Art sind z. B. aus der DE 199 15 024 bekannt. Sie können sowohl als Zwei- als auch als Drei-Punkt-Anordnung ausgebildet sein.

Da der Sicherheitsgurt aufgrund der Wirkung des Drehmoment- Erzeugungsmechanismus an der Gurtrolle nur relativ lose am Insassen anliegt, werden häufig Gurtstraffer verwendet, die bei einem Unfall den Sicherheitsgurt schlagartig so spannen, daß er fest am Insassen zur Anla ge kommt. Normalerweise wirken derartige Gurtstraffer auf die Gurtrolle, indem diese beispielsweise durch eine pyrotechnische Ladung schlagartig in Gurtstraffrichtung um ein vorbestimmtes Stück gedreht wird, wenn ei ne unfallbedingte Beschleunigung auftritt (siehe z. B. EP 581 288 B1).

Aus der DE 41 36 623 A1 ist ein Gurtstraffer für Fahrzeug- Sicherheitsgurtsysteme bekannt, bei dem eine Greifeinrichtung zwischen einem Umlenkbeschlag und dem Gurtaufroller angeordnet ist. Die Greif einrichtung ist über ein Zugseil an einen Gurtstraffer-Antrieb angeschlos sen, der pyrotechnisch oder mechanisch ausgeführt sein kann.

Aus der DE 38 41 811 C2 ist ein Sicherheitsgurt mit einem Gurtstrammer bekannt, bei dem ein in einer Führung verschiebbarer und am Gurt an greifender Läufer vorgesehen ist, auf den die Kraft eines Gurtstrammers wirkt. Die Führung für den Läufer ist dabei als eine im Fahrzeug ve schiebbar gelagerte Führungsstange ausgebildet, die beim Strammvorgang in Richtung einer Gurtverkürzung bewegbar ist.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine weitere Sicherheitsgurtvorrich tung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welche insbesondere bei einer Sicherheitsgurtvorrichtung nach der DE 199 15 024 eine Gurt straffung auf baulich einfache, platzsparende und sichere Weise ermög licht.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 vorgesehen.

Der Erfindungsgedanke ist also darin zu sehen, daß die Gurtumlenkvor richtung durch entsprechend verschiebbare Anordnung am Fahr zeugchassis selbst zur Gurtstraffung genutzt wird. Wenn die Gurtumlenk vorrichtung durch die Bewegungserzeugungsvorrichtung schlagartig in Gurtstraffrichtung bewegt wird, kommt die an der Gurtrolle vorgesehene Abwickel-Sperranordnung zur Wirkung, so daß anschließend die Bewe gung der Gurtumlenkvorrichtung nach oben zu einer Gurtstraffung und damit zum sicheren Anlegen des Sicherheitsgurtes an den angeschnallten Insassen führt. Um Reibungsverluste möglichst gering zu halten, ist die Verwendung einer Umlenkrolle in der Gurtumlenkvorrichtung besonders vorteilhaft.

Bevorzugt ist die Ausbildung der Gurtumlenkvorrichtung nach Anspruch 2, wobei gemäß Anspruch 3 die gemäß der DE 199 15 024 vorgesehene Schiene zur Unterbringung der Bewegungserzeugungsvorrichtung heran gezogen wird.

Die Patentansprüche 4 bis 10 definieren vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Nach Anspruch 11 ist das Gurt-Umlenkglied zweckmäßig in Gurtstraff richtung an der Schiene geführt. Anspruch 12 kennzeichnet eine zweck mäßige Weiterbildung dieser bevorzugten Ausführungsform. Besonders zweckmäßig ist es dabei, die Doppelausnutzung der Schiene für die Füh rung des Gurt-Umlenkgliedes und des Gurt-Ablenkgliedes.

Damit es nach einer Gurtstraffung nicht zu einer vorzeitigen Entspannung des gestrafften Sicherheitsgurtes kommt, sind die Weiterbildungen nach den Patentansprüchen 14 bis 17 von besonderem Vorteil.

Damit die Gurtumlenkvorrichtung nicht bei einer Auslösung von ihren Führungen gelöst wird, sind die Weiterbildungen nach den Patentansprü chen 18 und 19 von Vorteil.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung be schrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungs gemäßen Sicherheitsgurtvorrichtung im Bereich der Gurtum lenkvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtvorrichtung im Bereich der Gurtumlenkvorrichtung und der Gurtrolle im normalen Be triebszustand,

Fig. 3 eine zu Fig. 2 analoge Ansicht nach Auslösung der Bewe gungserzeugungsvorrichtung,

Fig. 4 eine vergrößerte, schematische perspektivische Ansicht des Kolbens, der Kolbenstange und eines Teils des Zylinders der Sicherheitsgurtvorrichtung nach Fig. 1 im Zustand während einer Auslösung der Bewegungserzeugungsvorrichtung und

Fig. 5 eine zu Fig. 4 analoge Ansicht nach Beendigung einer Gurt straffung.

Nach Fig. 1 wird eine mit seitlichen Führungsnuten 23' versehene Profil schiene 23 mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt mittels durch Bohrungen 35 in Gewindebohrungen 36 der B-Säule des Fahrzeugchassis 11 eingeschraubter Bolzen 34 am Fahrzeug so befestigt, daß eine Flach seite der Profilscheine 23 an der B-Säule anliegt und die Nuten 23' auf beiden Schmalseiten der Schiene frei zugänglich sind.

Auf die Schiene 23 ist ein Gurt-Ablenkglied 21 aufgeschoben, welches eine zur Schiene 23 komplementäre Halterungsausnehmung 38 mit seitlich in die Nuten 23' eingreifenden Federn 39 aufweist. In dem vor der Halte rungsausnehmung 38 liegenden Bereich weist das Gurt-Ablenkglied 21 einen vertikalen Durchgangskanal 37 für den Sicherheitsgurt 15 auf.

Oberhalb der Schiene 23 ist ein Rahmen 26 vorgesehen, der eine Gurt- Umlenkrolle 20 trägt und unten mit einer Kolbenstange 25 sowie seitlich angeordneten, sich nach unten erstreckenden Führungsstangen 28 fest verbunden ist.

Unten an die Kolbenstange 25 schließt über eine Periphernut 30 ein Kol ben 19 mit einer O-Dichtung 19' an. Zentral in der Schiene 23 ist eine ei nen vertikalen Zylinder 22 bildende durchgehende Bohrung vorgesehen, in die von unten ein Gasgenerator 27 eingesetzt ist. Von oben greift der Kolben 19 in den Zylinder 22 ein, wenn der Rahmen 26 gemäß Fig. 2 auf die Schiene 23 so weit aufgesetzt ist, daß der Boden 26' des Rahmens 26 auf der Oberseite der Schiene 23 aufliegt.

Im zusammengebauten Zustand nach Fig. 2 befinden sich der Kolben 19 und die Kolbenstange 25 vollständig innerhalb des Zylinders 22. Die Kol benstange 25 verläuft dann durch die obere Öffnung 24 des Zylinders 22. Der Kolben 19, der Zylinder 22 und der Gasgenerator 27 bilden zusam men eine Bewegungserzeugungsvorrichtung 16.

Das Gurt-Umlenkglied 20, 26 und das darunter höhenverstellbar an der Schiene 23 vorgesehene Gurt-Ablenkglied 21 bilden zusammen die Gurt umlenkvorrichtung 17, die dafür sorgt, daß der Gurt in der richtigen Hö henlage zur Schulter des angeschnallten Insassen gelangt.

Nach Fig. 2 erstreckt sich der eine Trum des Sicherheitsgurtes 15 von der an geeigneter Stelle des Fahrzeugchassis 11 befestigten Gurtrolle 12 im wesentlichen vertikal durch den Durchgangskanal 37 des Gurt- Ablenkgliedes 21 zur Gurt-Umlenkrolle 20, um die er um 180° herumge legt ist. Das von der B-Säule abgewandte andere Trum des Sicherheits gurtes 15 verläuft dann von oben durch den gleichen Durchlaßkanal 37, von dem aus er zur nicht dargestellten Schulter des angeschnallten Insas sen und wieter zum ebenfalls nicht gezeigten Gurtschloß führt. Um einen sanften Übergang dieses Trums von der vertikalen Position in den Schräg verlauf zum Insassen hin zu erhalten, weist das Gurt-Ablenkglied in dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Bereich eine Abrundung 21' auf.

An der Gurtrolle 12 ist die in Fig. 2, 3 nur schematisch angedeutete üb liche Spiralfeder 13 angeordnet, welche auf die Gurtrolle 12 eine Vor spannkraft in Gurtaufwickelrichtung ausübt. Weiter ist an der Gurtrolle 12 eine Abwickel-Sperranordnung 14 vorgesehen, die die Drehung der Gurtrolle 12 in Gurtabzugsrichtung bei versuchtem schnellen Gurtauszug und vorzugsweise auch bei unfallbedingten Beschleunigungen sperrt.

Nach den Fig. 1, 4 und 5 befindet sich im Umfang des Kolbens 19 eine Periphernut 30, die unten über eine Ringstufe 31 und oben über eine Klemmkeilfläche 32 in den normalen Durchmesser des Kolbens 19 bzw. der Kolbenstange 25 übergehen. In der Periphernut sind Klemmkugeln 33 derart angeordnet, daß sie mit der Periphernut 30 einen Freilauf bilden, der die Bewegung des Kolbens 19 nach oben gestattet, nach unten jedoch sperrt.

Montage und Gebrauch der beschriebenen Sicherheitsvorrichtung gehen wie folgt vor sich:
Nach Montage der Schiene 23 an der B-Säule des Fahrzeugs wird zu nächst das Gurt-Ablenkglied 21 auf die Schiene 23 aufgeschoben. Bevor zugt ist das Gurt-Ablenkglied 21 in einer gewünschten Höhenlage an der Schiene 23 festlegbar, wie das z. B. aus der DE 199 15 024 bekannt ist.

Anschließend wird der Rahmen 26 mit dem daran befestigten Kolben 19 von oben auf die Schiene 23 aufgesetzt, wobei der Kolben 19 durch die Öffnung 24 in den Zylinder 22 eindringt und die Führungsstangen 28 in die Nuten 23' der Schiene 23 gelangen und in diesen nach unten gleiten.

Schließlich stößt der Boden 26' des Rahmens 26 an der oberen Schmal seite der Schiene 23 an, was in Fig. 2 gezeigt ist.

Schließlich soll sich im unteren Bereich der Schiene 23 noch ein Anschlag 40 (Fig. 1) befinden, der ein Herausschieben des Gurt-Ablenkgliedes 21 aus der Schiene 23 nach unten verhindert. Nach oben soll die Bewegung des Gurtumlenkgliedes 20, 26 so begrenzt sein, daß der Kolben 19 und die Führungsstangen 28 sich nicht von der Schiene 23 lösen können. Derartige Halterungsmittel 41 sind in Fig. 3 nur rein schematisch gestri chelt angedeutet.

Beim Einschieben des Kolbens 19 in den Zylinder 22 ist darauf zu achten, daß das Kugelgesperre 29 nicht sperrt. Dies kann z. B. auch dadurch er reicht werden, daß der Rahmen 26 vor dem Anbau der Schiene 23 an das Fahrzeugchassis 11 kopfgestellt und der Kolben 29 somit von unten in die Öffnung 24 eingeführt wird.

Wenn nach dem Zusammenbau der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt vorrichtung gemäß Fig. 2 ein Unfall geschieht, zündet der Gasgenerator 27 und erzeugt im Zylinder 22 einen Druck, der den Kolben 19 schlagartig nach oben in die aus Fig. 3 ersichtliche Position bewegt. Hierbei werden entsprechende Zugkräfte auf die beiden Trümer des Sicherheitsgurtes 15 ausgeübt, welche dazu führen, daß die Abwickel-Sperranordnung 14 ein Drehen der Gurtrolle 12 in Gurtabwickelrichtung verhindert und somit der das zum Insassen führende Trum des Sicherheitsgurts 15 in der ge wünschten Weise gestrafft wird.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Kugelgesperres 29 wird die Aufwärtsbewegung des Kolbens 19 nicht behindert, wie das in Fig. 4 angedeutet ist.

Hat jedoch der Kolben 19 die in Fig. 3 angedeutete, durch die Haltemittel 41 bestimmte oberste Position erreicht und läßt schließlich der Druck im Zylinder 22 wegen Verbrauchs des Druckgases nach, so bewegt sich der Kolben 19 unter Einwirkung der Gurtzugkräfte zunächst ein kleines Stück nach unten, wobei die Klemmkugeln 33 durch die entsprechend ausgebil dete Keilklemmfläche 32 radial nach außen gegen die Innenwand des Zy linders 22 gedrückt werden. Hier setzen sie sich, bevorzugt unter Bildung von Klemmvertiefungen 18 (Fig. 5) fest, wodurch ein Absenken des Kol bens 19 innerhalb des Zylinders 22 vermieden wird und die erzielte Gurt straffung aufrechterhalten bleibt.

Der Gasgenerator 27 ist über eine Steuerleitung 42 mit einer nicht ge zeigten Auslösevorrichtung verbunden, die bei unfallbedingten Beschleu nigungen über die Steuerleitung 42 einen Zündimpuls an den Gasgene rator 27 abgibt, so daß dieser zündet und Druckgas in den Zylinder 22 schickt.

Bezugszeichenliste

11

Fahrzeugchassis

12

Gurtrolle

13

Spiralfeder

14

Abwickel-Sperranordnung

15

Sicherheitsgurt

16

Bewegungserzeugungsvorrichtung

17

Gurtumlenkvorrichtung

18

Klemmvertiefung

19

Kolben

20

Umlenkrolle

21

Gurt-Ablenkglied

21

' Abrundung

22

Zylinder

23

Schiene

23

' Nut

24

Öffnung

25

Kolbenstange

26

Rahmen

26

' Boden

27

Gasgenerator

28

Führungsstange

29

Rücklaufsperre (Kugelgesperre)

30

Periphernut

31

Ringstufe

32

Klemmkeilfläche

33

Klemmkugel

34

Bolzen

35

Bohrung

36

Gewindebohrung

37

Durchgangskanal

38

Halterungsausnehmung

39

Feder

40

Anschlag

41

Haltemittel

42

Steuerleitung

Claims

1. Sicherheitsgurtvorrichtung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahr zeugen mit einem Sicherheitsgurt (15), einer einen mehr oder weni ger großen Teil des Sicherheitsgurtes (15) aufnehmenden, am Fahr zeugchassis (11) drehbar befestigten Gurtrolle (12), die durch einen Drehmoment-Erzeugungsmechanismus, insbesondere eine Spiralfe der (13) in Gurtaufwickelrichtung vorgespannt ist, und weiter eine Abwickel-Sperranordnung (14) aufweist, welche bei versuchtem schnellen Auszug des Sicherheitsgurtes (15) und insbesondere auch bei unfallbedingten Beschleunigungen das Abwickeln des Si cherheitsgurtes (15) gegen die Kraft des Drehmoment- Erzeugungsmechanismus (13) sperrt, einer oberhalb der Schulter von durch den Sicherheitsgurt (15) gehaltenen Insassen angeordne ten Gurtumlenkvorrichtung (17), zu der der Sicherheitsgurt (15) von der Gurtrolle (12) geführt und durch die der Sicherheitsgurt (15) so umlenkbar ist, daß er sich dem Insassen nähert, sowie einem Gurtschloß (18), zu dem der Sicherheitsgurt (15) von der Gurtum lenkvorrichtung (17) verläuft und welches an einem am Fahrzeug chassis (11) angebrachten Zugglied befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtumlenkvorrichtung (17) als Gurtstraffer ausgebildet ist, indem sie an einer im Gefahrenfalle auslösbaren Bewegungserzeu gungsvorrichtung (16) angebracht ist, die am Fahrzeugchassis (11) befestigt ist und bei Auslösung die Gurtumlenkvorrichtung (17) oder einen Teil (20, 26) derselben schlagartig in Gurtstraffrichtung ver schiebt, wobei die Gurtumlenkvorrichtung (17) insbesondere eine Gurtumlenkrolle (20) umfaßt.

2. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gurtumlenkvorrichtung (17) aus einem Gurt-Umlenkglied (20, 26) und einem Gurt-Ablenkglied (21) besteht, das unterhalb des Gurt-Umlenkgliedes (20, 26) höhenverstellbar am Fahrzeugchassis (11) angebracht ist, und daß die Bewegungserzeugungsvorrichtung (16) nur auf das Gurt-Umlenkglied (20, 26) einwirkt.

3. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungserzeugungsvorrichtung (16) eine aufrecht am Fahrzeugchassis (11) befestigte Schiene (23) aufweist, an der das Gurt-Umlenkglied (20, 26) von der Bewegungserzeugungsvorrich tung (16) bei Auslösung zumindest nach oben bewegbar und das Gurt-Ablenkglied (21) unterhalb des Gurt-Umlenkgliedes (20, 26) höhenverstellbar angebracht ist.

4. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungserzeugungsvorrichtung (16) eine schlagartig mit druck beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Anordnung (19, 22) ist.

5. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) innerhalb der Schiene (23) sich in deren Längsrichtung erstreckend angebracht ist.

6. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (23) zumindest vertikal an der B-Säule des Fahr zeugs befestigt ist.

7. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) oben offen ist und sich durch die obere Öff nung (24) vom Kolben (19) her eine Kolbenstange (25) zum Gurt- Umlenkglied (20, 26) erstreckt.

8. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungserzeugungsvorrichtung (16) einen im Gefahren falle zündbaren Gasgenerator (27) umfaßt und daß der Gasgenera tor (27) an den Innenraum des Zylinders (22) druckmäßig ange schlossen ist.

9. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (22) in der Schiene (23) von oben nach unten durchgeht und der Gasgenerator (27) unten in den Zylinder (22) eingesetzt ist.

10. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gurt-Umlenkglied aus einem mit der Kolbenstange (25) verbundenen Rahmen (26) und einem in diesem angeordneten Um lenkelement, insbesondere einer Umlenkrolle (20) für den Sicher heitsgurt (15) besteht.

11. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (26) Führungselemente aufweist, mit welchem da zu komplementären Führungen (23') der Schiene (23) zusammenar beiten.

12. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente sich vom Rahmen (26) nach unten erstreckende Führungsstangen (28) sind, die mit seitlichen Nuten (23') in der Schiene (23) zusammenarbeiten.

13. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Nuten (23') für die Aufnahme der Führungsele mente (28) die gleichen sind, die das Gurt-Ablenkglied (21) führen.

14. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen der Schiene (23) und dem Gurt-Umlenkglied (20, 26) eine Rücklaufsperre (29) vorgesehen ist.

15. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rücklaufsperre (29) nach Art eines Freilaufs arbeitet.

16. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Wänden des Zylinders (22) und des Kolbens (19) und/oder der Kolbenstange (25) ein bei Bewegung in Gurtstraffrich tung entsperrtes und bei Bewegung entgegen Gurtstraffrichtung sperrendes Kugelgesperre (29) als Rücklaufsperre vorgesehen ist.

17. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kolben (19) bzw. der Kolbenstange (25) eine Periphernut (30) vorgesehen ist, die unten stufenförmig (31) und oben klemm keilförmig (32) ausgebildet ist und in der rundum Klemmkugeln (33) untergebracht sind.

18. Sicherheitsgurtvorrichtung nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Gurtumlenkvorrichtung (17) oder eines Teiles (20, 26) derselben bei einer Auslösung auf einen insbesondere für die Gurtstraffung erforderlichen Wert begrenzt ist.

19. Sicherheitsgurtvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schiene (23) und dem Gurt-Umlenkglied (20, 26) Haltemittel (41) wirksam sind, die die Gurtstraffbewegung des Gurt- Umlenkgliedes (20, 26) zulassen, jedoch so begrenzen, daß es nach der Gurtstraffung stehenbleibt.