Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
BUCKLE FOR CAR SAFETY BELTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1989/010285
Kind Code:
A1
Abstract:
Buckle for car safety belts, comprising a stationary clamping part (4) on one side of the seat belt and a movable clamping part (5) on the other side of the seat belt. When a predetermined vehicle deceleration is exceeded, said movable clamping part can be connected, through the agency of an actuator (7), to the seat belt, which drives it against the action of a spring (25) into the clamped position. To improve the structure and functioning, the movable clamping part (5) possesses its own clamping device (6) for connection to the seat belt (1) and the actuator (7) is electrically controlled and located on the movable clamping part (5) next to the clamping device (6), which it actuates.

Inventors:
ERNST HANS-HELLMUT (DE)
Application Number:
PCT/DE1989/000182
Publication Date:
November 02, 1989
Filing Date:
March 22, 1989
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ERNST HANS HELLMUT (DE)
International Classes:
B60R22/185; B60R22/42; B60R22/34; (IPC1-7): B60R22/42
Foreign References:
US3871599A1975-03-18
US4570975A1986-02-18
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Gurtbandklemmer für Kraftfahreugsicherheitsgurte mit einem stationären Klemmglied auf der einen und einem beweglichen Klemmglied auf der anderen Gurtbandseite, welches mittels eines Aktors bei üerschreiten einer vorgegebenen Fahrzeug¬ verzögerung mit der. Gurtband zur Mitnahme durch dasselbe entgegen der Wirkung einer Federbelastung in die Klemstellung verbindbar ist, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß an dem lastaufnehmenden Klemmglied (5) eine über eine externe Steuerungslogik elektrisch aktivierbare Vorklemmeinrichtung (6) angeordnet ist, die einen mittels eines Aktors (7) im wesentlichen senkrecht zum Gurtband (1) verschiebbaren Klemmkopf (17) und eine Klemmleiste (15) am lastaufnehmenden Klemmglied (5) aufweist, welche sich vor dem Klemmkopf (17) auf der anderen Gurtbandseite quer zum Gurtband (1) erstreckt.
2. Gurtbandklemmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Klemmglied (5) keilförmig ausgebildet und entlang des Gurtbandes (1) verschiebbar ist.
3. Gurtbandklemmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Klemmglied (5) als mehrstufiger Keil ausgebildet ist und mehrere zueinander parallele, ein Sägezahnprofil definierende Schrägflächen (21) aufweist.
4. Gurtbandklemmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnt, daß die Klemmeinrichtung (6) in den Klemmzustand federbelastet und mittels des Aktors (7) zur Freigabe des Gurtbandes (1) betätigbar ist.
Description:
Gurtbandklemmer für Kraftfahrzeugsicherheitsgurte

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtbandklemmer für Kraftfahrzeug - Sicherheitsgurte der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Gurtbandklemmer für Kraftfahrzeugsicherheitsgurte dienen dazu, das von einem Gurtbandaufroller kommende Gurtband dann festzuhalten, wenn das Kraftfahrzeug eine vorgegebene Verzögerung erfährt oder noch stärker verzögert wird und/oder das Gurtband eine vorgegebene Beschleunigung erfährt oder noch stärker beschleunigt wird. Einerseits sollen sie dann mög¬ lichst schnell und fest am Gurtband angreifen, um einen möglichst kurzen Gurtbandauszug auch bei derjenigen Belastung zu gewährleisten, welche das Gurtband bei einem Unfall erfährt, wenn ein schwerer Kraftfahrzeug¬ insasse den Sicherheitsgurt angelegt hat. Andererseits sollen sie aber auch möglichst schonend am Gurtband angreifen, um jegliche Beschädigung des¬ selben zu vermeiden und den Gurtbandverschleiß gering zu halten, so daß eine ausreichende Gurtbandfestigkeit auch noch nach einer Vielzahl von Gurtbandklemmungen, und zwar mindestens 20.000 Gurtbandklemmungen, gegeben ist. Weiterhin sollen die Gurtbandklemmer möglichst nicht klappern, praktisch in jeder Orientierung am Kraftfahrzeug angebracht werden können und sowohl so kompakt und leicht als auch so billig und wenig störanfällig wie möglich sein, also aus nur wenigen einfachen sowie leicht zusammen¬ zubauenden und darüberhinaus robusten Komponenten bestehen.

Die meisten Klemmer, so auch die im Seriensatz befindl ichen , leiten die Aktivierung einer Klemmung als Folgesteuerung von einer Sensierung im Auf roll automaten ab. Es sind aber auch Klemmer bekannt geworden - die sog. selbstsensori sehen Klemmer - die unabhängig von einem Auf rol l automaten funktionieren. Zu dieser Gruppe gehört im weitesten Sinne auch der Erfindungsgegenstand .

In der DE-0S 34 46 981 wird eine rein mechanische Lösung eines selbstsensorischen Klemmers beschrieben. Das eigentl iche Klemmtei l i st damit einem übl ichen , fahrzeugsensitiven Sensor verbunden, dessen Sensorkl inke im Aktivierungsfal l eine Vorklemmung mit dem Gurtband herstel lt. Bei Gurtbandauszug wird sodann das Klemmtei l i n Anl age zum Gurtband gebracht . Dieser Klemmer ist autark, d. h . von

äußeren Energie- oder Steuerungsleitungen unabhängig. Aufgrund der mechanischen Ausführung läßt sich eine weitergehende Steuerungslogik außer der Festlegung einer bestimmten Ansprechschwelle nicht realisieren. So wäre es beispielsweise wünschenswert, einen Klemmer, der mit einem Gurtstrammer kombiniert ist, erst ca. 10-15 ms nach Aufprallbeginn zu aktivieren, um den Gurtstraffungsvorgang vorab reibungsarm und wirkungsvoll abschließen zu können.

Derartige und weitergehende Steuerungsfunktionen lassen sich nur mit einem elektrisch aktivierbaren Klemmer realisieren. Derartige Klemmer sind beispielsweise in der GB-PS 1410655 und der DE-OS 33 43 325 bekanntgeworden. In beiden Fällen wirkt ein Stellglied, in der Regel ein elektrischer Hubmagnet, direkt auf das lastaufnehmende Klemmteil. Im Aktivierungsfall wird also das Klemmte!1 in die Klemmstellung verfahren. Der Nachteil hierbei besteht darin, daß doch eine erhebliche Massenträgheit beim Verfahren des Klemmteiles überwunden werden muß. Dies wirkt sich dann besonders aus, wenn minimale Aktivierungszeiten erfoderlich werden, z. B. von 3-4 ms, weil bereits mit der eingangs erwähnten Zeitverzögerung von ca. 10-15 ms operiert wurde.

Aus diesem Zusammenhang wird deutlich, daß extrem starke und entsprechend groß/schwer bauende Stellglieder erforderlich werden, wenn das Klemmteil in derart kurzer Zeit durch direkte Beaufschlagung verfahren werden muß. Ein weiterer, sehr wesentlicher Nachteil besteht darin, daß beim Ein- und Ausfahren des Klemmteiles gegen das Gurtband zerstörerische Relativbewegungen stattfinden, die das Gurtband mit der Zeit aufrauhen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen elektrisch aktivierbaren Klemmer zu schaffen, der zur Klemmeinleitung über ein Stellglied (Aktor) nur kleine Massen bewegen muß, wobei der Aktor zur Nutzung einer intelligenten Steuerungslogik elektrisch ansteuerbar ist und bei dem die Annäherung des Klemmteiles an das Gurtband 100%ig synchron erfolgt.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungs¬ gemäßen Gurtbandklemmers sind in den restlichen Patentansprüchen ange¬ geben.

Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtbandklem¬ mers anhand einer Zeichnung beispielsweise beschrieben, deren einzige Figur einen Längsschnitt zeigt.

Der Gurtbandklemmer dient zum Festklemmen des aus einem nicht darge¬ stellten Gurtbandaufroller in Richtung des Pfeils A ausziehbaren Gurtban¬ des 1 und weist ein Gehäuse 2 mit einem optischen Gurtbandbeschleunigungs- sensor 3, ein stationäres Klemmglied und ein bewegliches Klemmglied 5 mit einer Klemmeinrichtung 6 zur Verbindung mit dem Gurtband 1 und mit einem elektrisch ansteuerbaren Aktor 7 zur Betätigung der Klemmein¬ richtung 6 auf. Das Gehäuse 2 besteht aus einer Platte 8 mit einer Bohrung 9 zur Befestigung des Gurtbandklemmers am Kraftfahrzeug und einem Auf¬ nahmekörper 10 für das bewegliche Klemmglied 5, welche mittels Nieten 11 miteinander verbunden sind. Das stationäre Klemmglied ist von einer zum Gurtband 1 hin gerichteten Auswölbung der Platte 8 gebildet und weist eine glatte Klemmfläche 12 auf, welche eben ist und parallel zum Gurtband 1 verläuft. Letzteres erstreckt sich zwischen dem stationären Klemmglied und dem beweglichen Klemmglied 5 sowie unterhalb und ober¬ halb derselben durch die Klemmeinrichtung 6 des beweglichen Klemmgliedes 5 bzw. einen Querschlitz 13 des Aufnahmekörpers 10 hindurch, an welchem der optische Sensor 3 angebracht ist.

Auch das bewegliche Klemmglied 5 ist mit einem vom Gurtband 1 durch¬ setzten Querschlitz 1 versehen, welcher auf der dem stationären Klemm¬ glied zugewandten Gurtbandseite eine Klemmleiste 15 der Klemmeinrich¬ tung 6 definiert und in welchen auf der anderen Gurtbandseite eine Ausneh¬ mung 16 des beweglichen Klemmgliedes 5 mündet. In letzterer ist ein Klemm¬ kopf 17 der Klemmeinrichtung 6 des beweglichen Klemmgliedes 5 mittels des Aktors 7 über einen den Klemmkopf 17 tragenden Stößel 18 senkrecht zum Gurtband 1 verschiebbar.

Der Aktor 7 ist neben der Klemmeinrichtung 6 des beweglichen Klemm¬ gliedes 5 an demselben angebracht, und zwar auf der der Klemmleiste 15 abgewandten Seite des Klemmkopfes 17 sowie ausgerichtet auf dessen Stößel 18. Es kann ein piezoelektrischer oder ein magnetostriktiver Aktor 7 vor¬ gesehen sein, ebenso wie es möglich ist, einen elektrischen Linearkleinmotor oder einen elektrischen Hubmagnet als Aktor 7 vorzusehen.

Das bewegliche Klemmglied 5 weist auf der dem Gurtband 1 zugewandten Seite Gurtbandgreifzähne 19 sowie ein über dieselben vorstehendes, elastisch verformbares Kissen 20 auf und ist keilförmig ausgebildet, nämlich als zwei¬ stufiger Keil. Es ist mit zwei zueinander parallelen Schrägflächen 21 ver¬ sehen, welche jeweils an einer entsprechenden Schrägfiäche 22 des Gehäuses 2 bzw. des Aufnahmekörpers 10 desselben für das bewegliche Klemmglied 5 anliegen und ein Sägezähneprofil des beweglichen Klemmgliedes 5 auf dessen dem Gurtband I abgewandter Rückseite definieren. Das bewegliche Klemmglied 5 ist aus der gezeigten Lösestellung, in welcher es mit seiner rückwärtigen Stufe 23 zwischen den beiden Schrägflächen 21 an der Stufe 2k zwischen den beiden Schrägflächen 22 des Gehäuses 2 bzw. des Aufnahme¬ körpers 10 desselben für das bewegliche Klemmglied 5 anliegt, entgegen der Wirkung mindestens einer Rückstellfeder 25 entlang des Gurtbandes 1 in Richtung des Pfeils A in die Klemmstellung verschiebbar. Die bzw. jede Rückstellfeder 25 greift einerseits am beweglichen Klemmglied 5 und andererseits am Gehäuse 2 bzw. dessen Au nahmekörper 10 für das bewegli¬ che Klemmglied 5 an.

Der dargestellte Gurtbandklemmer funktioniert folgendermaßen. Bei Über¬ schreiten einer vorgegebenen Fahrzeugverzögerung wird der Klemmkopf 17 der Klemmeinrichtung 6 des beweglichen Klemmgliedes 5 auf deren vor dem Klemmkopf 17 auf der anderen Gurtbandseite quer zum Gurtband 1 verlaufende Klemmleiste 15 zu gedrückt, um das Gurtband 1 einzuklemmen und das bewegliche Klemmglied 5 fest mit demselben zu verbinden, wozu bei einer Gurtbanddicke von 1,0 bis 1,1 mm und einem Abstand von 1,5 mm zwischen dem Klemmkopf 17 und der Klemmleiste 15 ein Klemmkopf - hub von 1 mm ausreicht. Der Gurtbandklemmer befindet sich dann in einem

Klemmbereitschaftszustand, aus welchem er augenblicklich in den Kiemm- zustand übergeht, wenn am Gurtband 1 gezogen wird und es sich in Richtung des Pfeils A bewegt, da es dabei das bewegliche Klemmglied 5 mitnimmt und entgegen der Wirkung der Rücksteilfeder bzw. Rücksteilfedern 25 in die Klemmstellung bewegt. Im Zuge dieser Bewegung kommt das bewegliche Klemmglied 5 zunächst nur mit dem Kissen 20 am Gurtband 1 zur Anlage, um einen entsprechenden Reibschluß zu bewirken. Die Gurtbandgreifzähne 19 werden erst dann wirksam, wenn das Kissen 20 bei weiterer Bewegung des Klemmgliedes 5 zusammen mit dem Gurtband 1 in Richtung des Pfeils A infolge eines entsprechenden Zuges am Gurtband 1 ausreichend weit zu¬ sammengedrückt worden ist, wobei die Gurtbandgreifzähne 19 umso tiefer in das Gurtband 1 eindringen, je stärker der Zug am Gurtband 1 ist und je weiter das Klemmglied 5 sich aus der dargestellten Lösestellung bewegt hat.

Das bewegliche Klemmglied 5 greift in jedem Fall äußerst schonend am Gurtband 1 an, weil seine Zustellbewegung immer vollkommen synchron mit der Gurtbandbewegung erfolgt. Auch dann, wenn die Gurtbandgreif¬ zähne 19 des beweglichen Klemmgliedes 5 wirksam werden, wird das Gurt¬ band 1 weder aufgerauht noch beschädigt, da keinerlei Schlupf oder Rela¬ tivbewegung zwischen demselben und dem Klemmglied 5 vorhanden ist und dessen Gurtbandgreifzähne 19 punktförmig in das Gurtband 1 eingreifen. Darüberhinaus kann das bewegliche Klemmglied 5 sehr schnell und praktisch verzögerungsfrei in die Klemmstellung bewegt werden, weil es aufgrund seiner Ausbildung als mehrstufiger Keil nur eine verhältnismäßig geringe Masse aufweist.

Die Klemmeinrichtung 6 des beweglichen Klemmgliedes 5 kann auch gurt- bandsensitiv ausgelöst werden, um das Klemmglied 5 mit dem Gurtband 1 zu verbinden, so daß sich der Klemmbereitschaftszustand des Gurtband¬ klemmers ergibt. Dazu dient der gehäusefeste optische Sensor 3, welcher die Bewegung des Gurtbandes 1 überwacht und dann ein elektrisches Signal zur Aktivierung der Klemmeinrichtung 6 liefert, wenn sich das Gurtband 1 bewegt und dabei eine vorgegebene Gurtbandbeschleunigung überschritten wird. Die optische Abtastung des Gurtbandes 1 durch den mit einer elektri-

sehen Leitung 26 für sein Ausgangssignal versehenen Gurtbandbeschleuni- gungssensor 3 kann beispielsweise mit Hilfe des von den Erhebungen und Vertiefungen des Gurtbandgewebes bewirkten optischen Musters und/oder mit Hilfe besonderer Gurtbandmarkierungen erfolgen.

Weder bei der fahrzeugsensitiven noch bei der gurtbandsensitiven Aktivie¬ rung des Gurtbandklemmers wird dessen bewegliches Klemmglied 5 zur Anlage am Gurtband 1 verstellt, sondern nur der Klemmkopf 17 der Klemm¬ einrichtung 6 des Klemmgliedes 5. Letzteres wird vielmehr durch das Gurt¬ band 1 zur Anlage an demselben bewegt, und zwar erst dann, wenn eine entsprechende Gurtbandzugspannung vorliegt. Somit ist aufgrund der geringen Masse des Klemmkopfes 17 nur eine geringe Kraft zur schnellen Bewegung desselben und zur schnellen Gurtbandklemmeraktivierung erforderlich, wel¬ cher auch der geringe Klemmkopf hub zugute kommt, so daß der Aktor 7 klein und leicht sein kann. Weiterhin wird das Gurtband 1 zusätzlich dadurch geschont, daß es selbst bei aktiviertem Gurtbandklemmer nur dann mit dessen Klemmgliedern 4 und 5 in Berührung kommt, wenn es mit einer entsprechenden Zugkraft belastet wird.

Um jegliches Klappern des Gurtbandklemmers zu vermeiden, wenn der zu¬ gehörige Kraftfahrzeugsicherheitsgurt nicht angelegt ist, ist die Klemmein¬ richtung 6 des beweglichen Klemmgliedes 5 in den Klemmzustand zur reib- und/oder formschlüssigen Kopplung des Klemmgliedes 5 mit dem Gurtband 1 federbelastet und mittels des Aktors 7 zur Freigabe des Gurtbandes 1 be¬ tätigbar. Der Klemmkopf 17 der Klemmeinrichtung 6 wird also normaler¬ weise durch eine nicht dargestellte Feder gegen das Gurtband 1 gedrückt und nur dann mittels des Aktors 7 entgegen der Wirkung der Federbelastung vom Gurtband 1 wegbewegt, wenn der Aktor 7 über eine elektrische Leitung 27 mit Strom beaufschlagt wird, um nur so lange abgehoben zu bleiben, wie die Strombeaufschlagung des Aktors 7 andauert.

Die Stromzufuhr zum Aktor 7 wird so gesteuert, daß sie nur beim Sicher¬ heitsgurtanlegen erfolgt und danach aufrechterhalten bleibt, um bei jeder Fahrzeugverzögerung und/oder Gurtbandbeschleunigung oberhalb des vorge¬ gebenen Grenzwertes für eine vorgegebene Zeitspanne unterbrochen zu

werden. Diese Steuerung kann mit Hilfe eines Kraftfahrzeug-Bordcomputers erfolgen, welcher an einen elektrischen Schalter in dem mit dem Sicher¬ heitsgurt versehenen Kraftfahrzeugsitz zur Meldung dessen, daß eine Person darauf Platz genommen hat, einen elektrischen Schalter im Sicherheitsgurt¬ schloß zur Meldung dessen, daß es geschlossen worden ist, einen kraftfahr¬ zeugfesten Fahrzeugverzögerungssensor und die elektrische Leitung 26 des optischen Gurtbandbeschleunigungssensors 3 angeschlossen ist.

Der dem Gurtbandklemmer vorgeordnete Gurtbandaufroller braucht keinerlei Gurtbandhaltekräfte aufzunehmen und kann entsprechend leicht gebaut werden. Um eine übermäßige Beanspruchung des Gurtbandaufrollers zu ver¬ meiden, wenn die Klemmeinrichtung 6 des beweglichen Klemmgliedes 5 des Gurtbandklemmers nicht fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv aktiviert ist und am Gurtband 1 gewaltsam mit großer Kraft gezogen wird, kann dafür gesorgt werden, daß der Gurtbandklemmer stets wirksam wird, wenn das Gurtband 1 annähernd vollständig aus dem Gurtbandaufroller her¬ ausgezogen worden ist. Dazu kann das Gurtband 1 im Bereich des am Gurt¬ bandaufroller befestigten Endes mit einer die Klemmeinrichtung 6 über den optischen Sensor 3 auslösenden Markierung oder einem Mitnehmer 28 für das Klemmglied 5 versehen sein, welcher blattfederartig ausgebildet ist und ohne weiteres zusammen mit dem Gurtband 1 im Gurtbandaufroller aufgewickelt werden kann.

Wie in der Zeichnung ebenfalls mit gestrichelten Linien angedeutet, kann statt des optischen Sensors 3 auch ein Sensor 29 mit zwei äußeren Rollen 30 auf der einen und einer mittleren Rolle 31 auf der anderen Gurtband¬ seite vorgesehen sein, welche sich quer zum Gurtband 1 erstrecken und an demselben anliegen. Die beiden äußeren Rollen 30 sind am Gehäuse 2 bzw. dessen Platte 8 drehbar gelagert, die mittlere Rolle 31 an einem ver¬ schiebbaren Träger 32, so daß sie sich senkrecht zum Gurtband 1 bewegen kann. Der Träger 32 ist durch eine Feder 33 auf das Gurtband 1 zu belastet. Der Sensor 29 weist ferner einen nicht dargestellten Drehgeber oder Schalter zur Abgabe eines die jeweilige Gurtbandbewegung bzw. -Zugspannung reprä¬ sentierenden elektrischen Signals auf, welcher mit der mittleren Rolle 31 bzw. mit deren Träger 32 zusammenwirkt.

Der dargestellte und geschilderte Gurtbandklemmer kann auch noch in ande¬ rer Hinsicht vielfach abgewandelt werden. So müssen die Klemmeinrichtung 6 und der Aktor 7 nicht unbedingt am unteren Ende des beweglichen Klemm¬ gliedes 5 angeordnet sein, sondern können sie sich auch an anderer Stelle befinden, insbesondere am oberen Ende des Klemmgliedes 5, ebenso wie der Sensor 3 bzw. 29 für das Gurtband 1 anderswo angeordnet werden kann. Die Klemmeinrichtung 6 des beweglichen Klemmgliedes 5 kann anders aus¬ gebildet werden und muß nicht unbedingt federbelastet oder in den Klemm¬ zustand federbeiastet sein. Auch der Aktor 7 des Klemmgliedes 5 kann anders angesteuert werden, ebenso wie es bei der geschilderten elektrischen Aktoransteuerung in Verbindung mit dem federnden, als Gurtbandpuffer wirkenden Sensor 29 möglich ist, besondere Maßnahmen zu treffen, um die Stromzufuhr zum Aktor 7 bei angelegtem Sicherheitsgurt zur Verringe¬ rung des Stromverbrauchs immer dann zu unterbrechen, wenn das Gurtband 1 sich während einer vorgegebenen Zeitspanne von beispielsweise 2 bis 3 sec im Sensor 29 nicht bewegt hat, und den Aktor 7 sofort wieder mit Strom zu beaufschlagen, wenn das Gurtband 1 sich wieder im Sensor 29 bewegt. Wegen der wesentlich reduzierten Gurtbandklemmungen und der dann voll¬ kommen synchronen Bewegung des Gurtbandes 1 und des beweglichen Klemm¬ gliedes 5 ist es nicht unbedingt erforderlich, letzteres mit dem Kissen 20 zum Schutz des Gurtbandes 1 zu versehen, in welches die Gurtbandgreif¬ zähne 19 des Klemmgliedes 5 auch nur im Falle eines Unfalles vollständig eindringen. Auch kann das bewegliche Kiemmglied 5 mehr als zwei Schräg¬ flächen 21 aufweisen, ebenso wie es nicht unbedingt als Keil ausgebildet sein muß, sondern auch beispielsweise von einem Klemmhebel oder einer verschwenkbaren Klemmbacke gebildet sein kann. Ferner können beide. Klemm¬ glieder und 5 beweglich angeordnet und mit je einer eigenen Klemmein¬ richtung 6 nebst Aktor 7 versehen oder miteinander zur gemeinsamen Be¬ wegung im Gehäuse 2 gekuppelt werden.