Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurteinrichtung für ein Fahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder des Patentanspruches 7.

Eine solche Sicherheitsgurteinrichtung kann beispielhaft einen Drei-Punkt-Sicherheitsgurt, bestehend aus einem Beckengurtanteil und einem Schultergurtanteil, sowie einen Gurtaufroller aufweisen, auf dessen Wickelrolle der Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Bei einem, am

Fahrzeuginsassen angelegten Sicherheitsgurt wird die Wickeltrommel des Gurtaufrollers im Falle einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung mit Hilfe einer darin verbauten

Blockiereinrichtung blockiert, um einen Gurtauszug zu verhindern. Dadurch wirkt eine Gurtkraft auf den Fahrzeuginsassen. Um die auf den Fahrzeuginsassen wirkende Gurtkraft zu

begrenzen, kann eine Gurtkraftbegrenzungseinheit vorgesehen sein, mittels der die auf den Fahrzeuginsassen ausgeübte Gurtkraft auf ein vordefiniertes Kraftniveau begrenzt ist.

Eine gattungsgemäße Sicherheitsgurteinrichtung weist eine solche Gurtkraftbegrenzungseinheit und ein damit zusammenwirkendes Gurtschloss auf, durch das eine Drahtseil-Schlaufe geführt ist. Diese geht in Drahtseilsegmente über, die aus dem Gurtschloss herausgeführt sind und sich bis zu einer Seilumlenkung erstrecken. An der Seilumlenkung sind die Drahtseilsegmente um eine Umlenkachse in Richtung auf die Gurtkraftbegrenzungseinheit umgelenkt. Im Hinblick auf eine bauraumgünstige Anordnung ist das Gurtschloss um eine Gurtschloss-Achse gedreht, und zwar so, dass die durch das Gurtschloss geführte Drahtseil-Schlaufe mit ihrer Schlaufenöffnung in Axialrichtung zur Umlenkachse offen ausgerichtet ist. In der Seilumlenkung wird das der Gurtkraftbegrenzungseinheit zugewandte Drahtseilsegment an einer ersten Seilrolle umgelenkt, während das der Gurtkraftbegrenzungseinheit abgewandte Drahtseilsegment an einer zweiten Seilrolle umgelenkt wird, die in der Axialrichtung der Umlenkachse versetzt zur ersten Seilrolle angeordnet ist. Die beiden Seilrollen sind in der Axialrichtung zueinander koaxial ausgerichtet sowie mit identischem Außendurchmesser ausgelegt.

In einem Gurtkraftbegrenzungsfall wird das Gurtschloss mit einer nach oben wirkenden

Gurtkraft beaufschlagt, während die Drahtseilsegmente entgegen gerichtete Zugkräfte auf das Gurtschloß ausüben. Die in den Drahtseilsegmenten wirkenden Zugkräfte üben in der oben angegebenen Konstellation ein Torsionsmoment auf das Gurtschloss aus, das entgegen der obigen Gurtschloss-Drehung um die Gurtschloss-Achse wirkt. Bei einer solchen

torsionsbedingten Gurtschloss-Verdrehung besteht das Risiko, dass im

Gurtkraftbegrenzungsfall, das heißt im Crashfall, der Verlauf des Beckengurtanteils

beeinträchtigt wird.

Aus der DE 32 37 680 A1 ist eine Dreipunkt-Sicherheitsgurtanordnung bekannt, bei der ein erstes Ende des Sicherheitsgurtes zumindest in der Höhe frei verstellbar gehalten ist und das andere Ende des Sicherheitsgurtes nach Art einer Flaschenzugvorrichtung mit dem ersten Sicherheitsgurt-Ende verbunden ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sicherheitsgurteinrichtung bereitzustellen, deren Funktionsfähigkeit im Gurtkraftbegrenzungsfall, das heißt zum Beispiel in einem Crashfall, in einfacher Weise erhöht ist.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 oder 7 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Der Kern der Erfindung beruht auf der folgenden Erkenntnis: So erstrecken sich in der oben beschriebenen Sicherheitsgurteinrichtung die aus dem Gurtschloss herausgeführten

Drahtseilsegmente über einen Drahtseilweg bis zur Seilumlenkung und spannen dabei einen Schlaufenwinkel auf. Der Schlaufenwinkel bestimmt die Ausrichtung der im

Gurtkraftbegrenzungsfall in den Drahtseilsegmenten verlaufenden Kraftwirklinien. Durch Reduzierung des Schlaufenwinkels können die in den Drahtseilsegmenten wirkenden, das Torsionsmoment verursachenden Kraftkomponenten wirksam reduziert werden. Vor diesem Hintergrund sind im Anspruch 1 und im Anspruch 7 Maßnahmen beansprucht, um den oben definierten Schlaufenwinkel zu reduzieren und dadurch das im Gurtkraftbegrenzungsfall auf das Gurtschloss wirkende Torsionsmoment zu verringern. Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ist zur Reduzierung des Torsionsmomentes die erste Umlenkkontur zur Umlenkung des, der Gurtkraftbegrenzungseinheit zugewandten Drahtseilsegmentes mit Bezug auf die zweite Umlenkkontur in Richtung auf die Gurtkraftbegrenzungseinheit um ein

Versatzmaß versetzt. Auf diese Weise ist der Schlaufenwinkel zwischen den beiden, aus dem Gurtschloss herausgeführten Drahtseilsegmenten reduziert, was zu einer Reduzierung des Torsionsmomentes führt. Erfindungsgemäß wird somit der Schlaufenwinkel durch die um das Versatzmaß versetzte Umlenkkontur-Anordnung reduziert, und zwar im Vergleich zu versatzfrei angeordneten

Umlenkkonturen. Durch Reduzierung des Schlaufenwinkels sind zwangsläufig auch die in den Drahtseilsegmenten wirkenden, das Torsionsmoment verursachenden Kraftkomponenten reduzierbar.

In einer technischen Umsetzung können die erste und zweite Umlenkkontur jeweils als

Seilrollen ausgebildet sein, die in Axialrichtung koaxial ausgerichtet sind. Je nach Auslegung der Sicherheitsgurteinrichtung können die beiden Seilrollen in Axialrichtung der Umlenkachse achsparallel angeordnet sein und/oder unterschiedliche Außendurchmesser aufweisen.

Bevorzugt im Hinblick auf eine einfache Konstruktion ist es, wenn die beiden Seilrollen in der Axialrichtung koaxial zueinander ausgerichtet sind und zudem die erste Seilrolle zur Umlenkung des der Gurtkraftbegrenzungseinheit zugewandten Drahtseilsegmentes einen im Vergleich zur zweiten Seilrolle reduzierten Außendurchmesser aufweist, um die die Drahtseilsegmente geführte sind.

In gängiger Praxis ist das Gurtschloss mit der darin geführten Drahtseil-Schlaufe in etwa um 90° um die Gurtschloss-Achse gedreht, und zwar mit Bezug auf eine Gurtschlossposition, bei der die Schlaufenöffnung in etwa rechtwinklig zur Umlenkachse offen ausgerichtet ist und sich die Drahtseilsegmente verdrehungsfrei vom Gurtschloss zur Seilumlenkung erstrecken.

Die in der Sicherheitsgurteinrichtung verbaute Gurtkraftbegrenzungseinheit kann bevorzugt als eine bauraumgünstige Kolben-Zylinder-Anordnung realisiert sein, die aus einem Kolbenrohr und einem Kolben aufgebaut ist, der im Gurtkraftbegrenzungsfall unter Aufweitung sowie plastischer Verformung des Kolbenrohrs verlagerbar ist. Auf diese Weise wird im Gurtkraftbegrenzungsfall (das heißt im Crashfall) die auf den Fahrzeuginsassen ausgeübte Gurtkraft auf ein

vordefiniertes Kraftniveau begrenzt.

Alternativ und/oder zusätzlich zu den obigen Erfindungsaspekten kann das im

Gurtkraftbegrenzungsfall auf das Gurtschloss wirkende Torsionsmoment auch wie folgt reduziert werden: So kann die Sicherheitsgurteinrichtung entlang des Drahtseilwegs zwischen dem Gurtschloss und der Seilumlenkung eine lasttragende Seilführung aufweisen. Mittels der lasttragenden Seilführung kann das der Gurtkraftbegrenzungseinheit zugewandte

Drahtseilsegment unter Reduzierung des Schlaufenwinkels in Richtung auf die

Gurtkraftbegrenzungseinheit gedrückt werden. Alternativ und/oder zusätzlich kann die lasttragende Seilführung das der Gurtkraftbegrenzungseinheit abgewandte Drahtseilsegment weg von der Gurtkraftbegrenzungseinheit drücken, und zwar ebenfalls unter Reduzierung des Schlaufenwinkels.

Nachfolgend sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben

Es zeigen:

Figur 1 in einer perspektivischen Darstellung eine Sicherheitsgurteinrichtung mit angelegtem Sicherheitsgurt, jedoch unter Weglassung des Fahrzeuginsassen;

Figur 2 eine Baueinheit, bestehend aus dem Gurtschloss der Sicherheitsgurteinrichtung und einer Kraftbegrenzungseinheit, in Alleinstellung;

Figur 3 in einer perspektivischen Teilansicht eine nicht von der Erfindung umfasste

Vergleichsform;

Figur 4 in einer Ansicht entsprechend der Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der

Erfindung;

Figur 5 eine Anordnung der beiden Seilrollen in der Seilumlenkung; und

Figur 6 in einer perspektivischen Teildarstellung ein zweites Ausführungsbeispiel der

Erfindung.

In der Figur 1 ist ein Fahrzeugsitz mit zugeordneter Sicherheitsgurteinrichtung gezeigt, deren Sicherheitsgurt 1 im angelegten Zustand, jedoch ohne Fahrzeuginsassen, dargestellt ist.

Demzufolge erstreckt sich in der Fahrzeugquerrichtung y ein Beckengurtanteil 3 des

Sicherheitsgurtes 1 zwischen einem fahrzeuginneren Anbindungspunkt und einem

fahrzeugäußeren Anbindungspunkt A. Der auf Beckenhöhe befindliche fahrzeuginnere Anbindungspunkt A ist lösbar ausgeführt, und zwar mit einer am Sicherheitsgurt 1 gehalterten Gurtzunge 7 und einem damit zusammenwirkenden, fahrzeugfesten Gurtschloss 9, in dem die Gurtzunge 7 eingesteckt ist. In etwa auf Schulterhöhe befindet sich ein dritter fahrzeugäußerer Anbindungspunkt. Dieser ist in gängiger Praxis durch einen nicht gezeigten, an einer nicht dargestellten Fahrzeugsäule montierten Umlenkbeschlag realisiert, um den der

Schultergurtanteil 5 bis zu einem in der Fahrzeugsäule verbauten Gurtaufroller 1 1 geführt ist, in dem der Sicherheitsgurt 1 auf einer Wickeltrommel aufwickelbar ist. Der Gurtaufroller 1 1 weist in gängiger Praxis eine Blockiereinheit auf. Bei einem, am Fahrzeuginsassen angelegten Sicherheitsgurt 1 wird die Wickeltrommel des Gurtaufrollers 1 1 im Falle einer unfallbedingten Fahrzeugverzögerung mit Hilfe der Blockiereinheit blockiert, um einen Gurtauszug zu verhindern. Dadurch wirkt eine Gurtkraft F (Figur 1 ) vom Sicherheitsgurt 1 auf den

Fahrzeuginsassen. Übersteigt die Gurtkraft F einen vorgegebenen Grenzwert, so wird eine Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 aktiv, mittels der die auf den Fahrzeuginsassen ausgeübte Gurtkraft F auf ein vordefiniertes Kraftniveau begrenzbar ist.

Wie aus der Figur 2 hervorgeht, ist das Gurtschloss 9 über ein Drahtseil 15 sowie über die Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 an einem Umlenkbeschlag 18 befestigt, der am

Fahrzeugaufbau 17 (in der Figur 1 grob angedeutet) montiert ist. Nachfolgend wird zum einfacheren Verständnis der Erfindung zunächst anhand der Figuren 2 und 3 der Aufbau sowie die Funktionsweise einer nicht von der Erfindung umfassten Vergleichsform beschrieben: Demzufolge ist durch eine Drahtseil-Durchführung 19 (Figur 2) des Gurtschlosses 9 eine Drahtseil-Schlaufe 21 geführt, die in Drahtseil-Segmente 23, 25 übergeht. Diese sind aus dem Gurtschloss 9 herausgeführt und erstrecken sich bis zu einer Seilumlenkung 27 des

Umlenkbeschlages 18, an der sie um zumindest eine Umlenkachse 29 in Richtung auf die Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 umgelenkt sind. In der Figur 2 oder 3 ist das Gurtschloss 9 um eine Gurtschloss-Achse 31 gedreht, und zwar so, dass die durch das Gurtschloss 9 geführte Drahtseil-Schlaufe 21 mit ihrer Schlaufenöffnung 33 in Axialrichtung zur Umlenkachse 29 offen ausgerichtet ist. In der Figur 3 (ebenso wie in der Figur 4) ist aus Gründen der Übersichtlichkeit das Gurtschloß 9 weggelassen.

Das in der Figur 2 oder 3 der Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 zugewandte Drahtseilsegment 23 ist an einer ersten Seilrolle 35 der Seilumlenkung 27 umgelenkt, während das der

Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 abgewandte Drahtseilsegment 25 an einer zweiten Seilrolle 37 der Seilumlenkung 27 umgelenkt ist. Die beiden Seilrollen 35, 37 sind in der Figur 3 mit identischen Außendurchmessern ausgelegt sowie in der Axialrichtung der Umlenkachse 29 zueinander benachbart und koaxial angeordnet.

Die in der Figur 2 gezeigte Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 ist als eine Kolben-Zylinder- Anordnung mit einem Kolbenrohr 39 und einem Kolben 41 aufgebaut, der im

Gurtkraftbegrenzungsfall unter Aufweitung sowie plastischer Verformung des Kolbenrohrs innerhalb des selbigen verlagerbar ist. Die beiden Drahtseilsegmente 23, 25 sind in einer Doppelseilführung durch das Kolbenrohr 39 geführt und am Kolben 41 befestigt, zum Beispiel durch eine Verprägung oder Verkrimpung. In der in der Figur 2 gezeigten Nichtgebrauchslage ist der Kolben 41 mit seiner konusartigen Kolbenspitze 43 in Anlage mit einer vom Umlenkbeschlag 18 abgewandten Stirnseite des Kolbenrohrs 39.

Wie aus der Figur 2 hervorgeht, ist das Gurtschloss 9 mit der darin geführten Drahtseil-Schlaufe 21 um 90° um die Gurtschloss-Achse 31 gedreht, und zwar mit Bezug auf eine (nicht dargestellte) Gurtschlossposition, bei der die Schlaufenöffnung 33 in etwa rechtwinklig zur Umlenkachse 29 offen ausgerichtet ist und sich die Drahtseilsegmente 23, 25 verdrehungsfrei vom Gurtschloss 9 zur Seilumlenkung 27 erstrecken.

In der Figur 2 spannen die aus dem Gurtschloss 9 herausgeführten Drahtseilsegmente 23, 25 einen Schlaufenwinkel α auf. Der Schlaufenwinkel α bestimmt im Gurtkraftbegrenzungsfall (das heißt im Crashfall) die Ausrichtung der in den Drahtseilsegmenten 23, 25 verlaufenden

Kraftwirklinien W1 , W2 (Figur 3), entlang der die Zugkräfte Fi, F ₂ verlaufen. Die beiden, in den Drahtseilsegmenten 23, 25 wirkenden Zugkräfte Fi, F ₂ , weisen Kraftkomponenten auf, die im Gurtkraftbegrenzungsfall ein Torsionsmoment Μτ erzeugen, das entgegen der Gurtschloss- Drehung D um die Gurtschloss-Achse 31 wirkt.

Zur Reduzierung des Torsionsmomentes Μτ sind in der Figur 4 unterschiedlich dimensionierte Seilrollen 35, 37 in der Seilumlenkung 27 verbaut. Die erste Seilrolle 35 zur Umlenkung des der Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 zugewandtes Drahtseilsegmentes 23 weist einen im Vergleich zur zweiten Seilrolle 25 reduzierten Außendurchmesser di auf, wie es auch in der Figur 5 gezeigt ist. Auf diese Weise ist die Umlenkung des der Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 zugewandten Drahtseilsegmentes 23 - mit Bezug auf die Umlenkung des der

Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 abgewandten Drahtseilsegmentes 25 - in Richtung auf die Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 um ein Versatzmaß Δχ versetzt. Dieses Versatzmaß Δχ führt zu einem im Vergleich zur Figur 3 reduzierten Schlaufenwinkel ci2. Dadurch reduzieren sich auch die in den Drahtseilsegmenten 23, 25 wirkenden, das Torsionsmoment Μτ verursachenden Kraftkomponenten der beiden Zugkräfte Fi, F ₂ .

In der Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das im Wesentlichen baugleich mit der in der Figur 3 gezeigten, nicht von der Erfindung umfassten Vergleichsform ist. Im Unterschied zur Figur 3 ist in der Figur 5 zusätzlich eine lasttragende Seilführung 45 verbaut. Diese ist als eine Führungsplatte realisiert, die zwei, in der Fahrzeuglängsrichtung x voneinander versetzte Durchführungsöffnungen 47 aufweist, durch die jeweils ein

Drahtseilsegment 23, 25 lose geführt ist. Die beiden Durchführungsöffnungen 47 sind so in der lasttragenden Seilführung 45 positioniert, dass das der Drahtseilbegrenzungseinheit 13 zugewandte Drahtseilsegment 23 in Richtung auf die Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 gedrückt wird und gleichzeitig das der Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 abgewandte Drahtseilsegment 25 weg von der Gurtkraftbegrenzungseinheit 13 gedrückt wird. Auf diese Weise erhöht sich der von den Drahtseilsegmenten 23, 25 aufgespannte Schlaufenwinkel 03, wodurch im

Gurtkraftbegrenzungsfall ein im Vergleich zur Figur 3 reduziertes Torsionsmoment Μτ erzeugt wird.

Bezugszeichenliste

Sicherheitsgurt

Beckengurtanteil

Schultergurtanteil

Gurtzunge

Gurtschloss

1 1 Gurtaufroller

13 Gurtkraftbegrenzungseinheit

15 Drahtseil

17 Fahrzeugaufbau

18 Umlenkbeschlag

19 Durchführung

21 Drahtseil-Schlaufe

23, 25 Drahtseil-Segmente

27 Seilumlenkung

29 Umlenkachse

31 Gurtschloss-Achse

33 Schlaufenöffnung

35 erste Seilrolle

37 zweite Seilrolle

39 Kolbenrohr

41 Kolben

43 Kolbenspitze

45 lasttragende Seilführung

47 Durchführungsöffnung

MT Torsionsmoment

Fi, F ₂ Zugkräfte

F Gurtkraft

A Anbindungspunkt

di, d ₂ Außendurchmesser

W1 , W2 Kraftwirklinien