DE3842791A1 - Energieabsorbierende daempfungsvorrichtung fuer sicherheitsgurte von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine energieabsorbierende Dämpfungsvorrichtung für Sicherheitsgurte von Kraftfahrzeugen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Sicherheitsgurte von Kraftfahrzeugen werden bei einem Unfall durch die kinetische Energie des angeschnallten Gurtbenutzers plastisch und elastisch verformt. Die elastische Dehnung eines Sicherheitsgurtes ist unerwünscht, da durch sie der Gurtbenutzer nach der Dehnung des Gurtes derart zurückgeschleudert wird, daß er verletzt werden kann. Die plastische Verformung eines Gurtes dämpft hingegen den Stoß beim Unfall. Ihr sind jedoch durch die Beschaffenheit des Gurtbandes enge Grenzen gesetzt. Man ist deshalb bereits dazu übergegangen, den Sicherheitsgurt mit einer zusätzlichen Dämpfungsvorrichtung zu versehen. Diese Dämpfungsvorrichtung absorbiert bei Erreichen einer bestimmten Maximalkraft durch plastische Ver- oder Umformung des Streifenelements Energie und ruft damit eine Dämpfung der Verzögerungswirkung hervor.

Bei einer bekannten Dämpfungsvorrichtung der eingangs genannten Art (DE-PS 12 96 529) werden die das Streifenelement plastisch verformenden Verformungsglieder von dem Führungsbolzen und einer im Abstand von dem Führungsbolzen drehbar gelagerten Walze gebildet, auf welcher das Ende des Sicherheitsgurtes aufgewickelt ist und an der das als zweiteiliger Blechstreifen ausgebildete Streifenelement befestigt ist. Der Führungsbolzen ist so angeordnet, daß die beiden Streifenteile beim Abziehen vom Wickel in zur Wickelrichtung gegensinniger Richtung umgelenkt werden. Wird die Walze durch Abziehen des Sicherheitsgurtes gedreht, so werden von dieser die beiden Streifenteile unter Abziehen vom Wickel in gegensinniger Wickelrichtung aufgerollt. Beim Abwickeln der beiden Blech­ streifen vom Wickel und beim Aufwickeln der beiden Blech­ streifen auf die Walze wird an den Streifenteilen Form­ änderungsarbeit geleistet, wodurch Energie absorbiert wird. Bei dieser Dämpfungsvorrichtung ist das richtige Maß der Verzögerungswirkung nur schwer einzustellen, so daß sie entweder zu hart ist und eine zu große Verzögerungskraft auf den Gurtbenutzer überträgt oder zu weich ist und eine zu große Auslängung des Gurtes zuläßt, so daß der dem Gurtbenutzer in der Fahrgastzelle zur Verfügung stehende Freiraum überschritten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine energieabsorbierende Dämpfungsvorrichtung für nicht bzw. nur gering dehnbare Sicherheitsgurte zu schaffen, durch die ein Großteil der bei einem Unfall auf den Gurtbenutzer einwirkenden Verzögerungskraft kontrolliert abgebaut wird, wobei einerseits die auf den Gurtbenutzer einwirkende Gurtkraft und andererseits die von der Dämpfungsvorrichtung zugelassene Vorverlagerung nicht zu groß werden darf, damit der Gurtbenutzer nicht doch noch mit Teilen des Fahrgastraumes kollidiert.

Die Aufgabe ist bei einer Dämpfungsvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung erfolgt die Energieaufnahme dergestalt, daß das Streifenelement in einem Arbeitsgang zwischen zwei Verformungselementen profilartig vorverformt, d.h. verkürzt, wird und in einem zweiten Arbeitsgang unmittelbar daran anschließend wieder geradgezogen, d.h. wieder gelängt, wird. Dadurch wird eine optimale Stoßdämpferwirkung erzielt, die sich durch die Einstellung der Verformungskräfte der Verformungselemente noch hochgenau justieren läßt.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung mit zweckmäßigen Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen.

Durch die Ausbildung der Verformungselemente als zwei miteinander kämmende Zahnwalzen lassen sich die Verformungsglieder in vorteilhafter Weise realisieren. Wenn dabei noch der Lagerbolzen der einen Zahnwalze gemäß der Ausführungsform der Erfindung in Anspruch 6 quer zur Auszugsrichtung des Streifenelements verschiebbar gelagert und mittels eines Stellgliedes während des Aufpralls gesteuert verschoben wird, so kann die Rückhaltekraft des Sicherheitsgurtes sehr schnell verändert, vorzugsweise reduziert, werden und so der Gurtbenutzer beim Crash weich abgefangen werden.

Wird gemäß der Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 8 das Streifenelement mit Abschnitten unterschiedlichen Zuschnitts versehen, so kann über die Größe der dadurch unterschiedlich festgelegten Verformungsquerschnitte die Rückhaltekraft der Dämpfungsvorrichtung beliebig vorgegeben werden.

Die Erfindung ist anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer Dämpfungsvorrichtung für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug,

Fig. 2 eine Draufsicht eines Streifenelements in der Dämpfungsvorrichtung in Fig. 1.

Die in Fig. 1 im Längsschnitt schematisch dargestellte energieabsorbierende Dämpfungsvorrichtung für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs weist ein Gehäuse 10 auf, das eine Befestigungslasche 11 mit einer Bohrung 12 zur schwenkbeweglichen Befestigung an der Fahrzeugkarosserie trägt. In dem Gehäuse 10 liegt ein plastisch verformbarer Blechstreifen 13 ein, der endseitig zu einem Wickel 14 aufgerollt ist, dessen Ende in einem Zapfen 15 im Gehäuse 10 festgeklemmt ist. Der vom Wickel 14 wegstrebende Teil des Blechstreifens 13 ist über einen Führungsbolzen 16 geführt, dem ein weiterer Führungsbolzen 17 am Blechstreifen unmittelbar gegenüberliegt, und tritt durch eine den beiden Führungsbolzen 16, 17 gegenüberliegende, in eine Gehäuseöffnung 18 eingesetzte Führungshülse 32 aus dem Gehäuse 10 aus. Das freie Ende des Blechstreifens 13 ist hier fest mit einer Befestigung 19 in Form einer dreieck­ förmigen Öse verbunden. Die Querstange der Öse wird von dem Gurtband 20 eines Sicherheitsgurtes umschlossen.

Im Bereich zwischen den beiden Führungsbolzen 16, 17 und der Gehäuseöffnung 18 sind zwei Verformungsglieder 21, 22 zum plastischen Verformen des zwischen ihnen hindurchführenden Blechstreifens 13 angeordnet. Die beiden Verformungsglieder sind als Zahnwalzen 23, 24 mit abgerundeten Verformungszähnen 26, 27 ausgebildet. Jede Zahnwalze 23, 24 ist auf einem Lagerbolzen 28 bzw. 29 drehbar gelagert. Der Lagerbolzen 28 ist dabei quer zur Erstreckungsrichtung des Blechstreifens 13 axial verschieblich angeordnet und kann mittels eines Stellgliedes 30 verschoben werden, so daß sich der Abstand der beiden Zahnwalzen 23, 24 voneinander ändert. In allen Stellungen des Lagerbolzens 28 kämmen die Verformungszähne 26, 27 der beiden Zahnwalzen 23, 24 miteinander, wobei die Verformungszähne 26, 27 einander in der ausgezogen dargestellten Position der Zahnwalze 23 weit und in der strichliniert dargestellten Position des Lagerbolzens 28 nur geringfügig überlappen. Durch dieses Kämmen der Zahnwalzen 23, 24 werden auf den Blechstreifen 13 im Bereich zwischen den Führungsbolzen 16, 17 und der Gehäuseöffnung 18 Verformungskräfte ausgeübt, die quer zu der Erstreckungsrichtung des Blechstreifens 13 wirken, einander entgegengesetzt und in Erstreckungsrichtung des Blechstreifens 13 zueinander versetzt sind. Durch Verschieben des Lagerbolzens 28 in Richtung seiner strichlinierten Position werden diese Verformungskräfte reduziert.

Die Funktionsweise der beschriebenen Dämpfungsvorrichtung ist wie folgt:

Wird das Gurtband 20 in der mit dem Pfeil 31 gekennzeichneten Zugrichtung mit einer ein vorgegebenes Maß übersteigenden Kraft belastet, so wird der Blechstreifen 13 über die Befesigung 19 aus dem Gehäuse 10 herausgezogen, wobei der Blechstreifen 13 unter Energieaufnahme vom Wickel 14 abgerollt, zwischen den Zahnwalzen 23, 24 mäanderförmig verformt und anschließend wieder geradlinig ausgerichtet wird. Dabei wird der Blechstreifen 13 durch die Verformung verkürzt und durch das Geradziehen wieder gelängt. Dieser so erzielte Energieabbau wirkt sich auf den Gurtbenutzer günstig, d.h. verletzungs- bzw. belastungsmindernd, aus. Die Größe des Energieabbaus kann über das Stellglied 30 während des Aufpralls kontrolliert gesteuert werden, indem der Abstand der beiden Zahnwalzen 23, 24 durch Querverschieben des Lagerbolzens 28 der Zahnwalze 23 verändert wird. Diese Veränderung des Abstands erlaubt eine Änderung der Rückhaltekraft sehr zeitschnell während des Aufpralls. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird eine Abstandsvergrößerung der beiden Lagerbolzen 28, 29 herbeigeführt und damit eine zeitabhängige Verminderung der Rückhaltekraft während des Aufpralls erzielt.

Der in der Dämpfungsvorrichtung gemäß Fig. 1 verwendete Blechstreifen 13 ist im allgemeinen rechteckförmig. Er kann aber auch - wie in Fig. 2 dargestellt ist - mit verschiedenen Abschnitten unterschiedlichen Blechzuschnitts hergestellt werden. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 weist der Blechstreifen 13 drei Abschnitte 33, 34, 35 auf, deren Länge mit A, B und C angegeben ist. Der mittlere Abschitt 34 weist dabei über seine gesamte Länge B eine konstante Breite auf, während die Breite des ersten Abschnitts 33, an dem die Befestigung 19 angreift, in seiner Breite von der konstanten Breite des mittleren Abschnitts 34 ausgehend, degressiv abnimmt. Die Breite des dritten Abschnitts 35, der mit seinem Ende in dem Zapfen 15 des Gehäuses 10 eingespannt ist, nimmt über die Länge C, ausgehend von der konstanten Breite des mittleren Abschnitts 34 linear zu. Durch einen solchen Blechzuschnitt des in der Materialstärke konstanten Blechstreifens 13 läßt sich die Größe des Verformungsquerschnitts bestimmen und damit die Rückhaltekraft während des Auszugs des Blechstreifens aus dem Gehäuse 10 im Aufprallfall in vorgegebener Weise beeinflussen.)

Claims (9)

1. Energieabsorbierende Dämpfungsvorrichtung für Sicherheitsgurte von Kraftfahrzeugen mit einem an der Kraftfahrzeugkarosserie befestigbaren Gehäuse und mit einem darin zu einem Wickel aufgerollten, plastisch verformbaren Streifenelement, das durch ein vorgegebenes Maß übersteigende Zugkräfte am Sicherheitsgurt über einen Führungsbolzen vom Wickel abziehbar ist und dabei von Verformungsgliedern verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsglieder (21, 22) in Ab­ ziehrichtung dem Führungsbolzen (16) nachgeschaltet und auf beiden Seiten des Streifenelements (13) angeordnet sind und mit in Längserstreckung des Streifenelements (13) zueinander versetzten, quer zu dem Streifenelement (13) und einander entgegengerichteten Verformungskräften an dem Streifenelement (13) angreifen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (10), dem Führungsbolzen (16) gegenüberliegend, eine Gehäuseöffnung (18) zum Durchführen des Streifenelements (13) vorgesehen ist, daß die Verformungsglieder (21, 22) zwischen dem Führungsbolzen (16) und der Gehäuseöffnung (18) angeordnet sind und daß das Streifenelement (13) an seinem freien Ende eine Befestigung (19) für das Gurt­ band (20) des Sicherheitsgurtes trägt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung (19) als mit dem Streifenelement (13) fest verbundene Öse (19) zum Aufnehmen des Gurtbandes (20) des Sicherheitsgurtes ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsglieder (21, 22) als zwei im Gehäuse (10) auf Lagerbolzen (28, 29) drehbar gehaltene Zahnwalzen (23, 24) ausgebildet sind, die mit abgerundeten Verformungszähnen (26, 27) miteinander kämmen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Verformungskräfte während des Abziehvorgangs des Streifenelements (13) vom Wickel (14) steuerbar, insbesondere reduzierbar, ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerbolzen (28 bzw. 29) mindestens einer Zahnwalze (23 bzw. 24) quer zur Ausziehrichtung des Streifenelements (13) verschieblich angeordnet ist und daß ein Stellglied (30) zur Verschiebung des Lagerbolzen (28 bzw. 29) an diesem angreift.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenelement (13) Streifenabschnitte (33, 34, 35) mit unterschiedlichem Zuschnitt aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenelement (13) drei Abschnitte (33, 34, 35) aufweist, von denen der mittlere Abschnitt (34) eine über seine Länge (B) konstante Breite aufweist, der sich zum freien Ende hin erstreckende Abschitt (33) in seiner Breite von der konstanten Breite des mittleren Abschnitts (34) aus zum freien Ende hin über seine Länge (A) degressiv abnimmt und der sich zum anderen Ende hin erstreckende Abschnitt (35) in seiner Breite von der konstanten Breite des mittleren Abschnitts (34) aus über seine Länge (C) linear abnimmt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Streifenelement (13) als Blechstreifen, vorzugsweise aus nichtrostendem oder dergleichen korrosionsgeschütztem Material, ausgebildet ist.