WO1985003676A1

WO1985003676A1 - Installation de renvoi pour une ceinture de securite avec blocage de ceinture etage

Info

Publication number: WO1985003676A1
Application number: PCT/EP1985/000050
Authority: WO
Inventors: Hans H. Ernst
Original assignee: Britax Kolb GmbH and Co
Current assignee: Britax Kolb GmbH and Co
Priority date: 1984-02-25
Filing date: 1985-02-14
Publication date: 1985-08-29
Anticipated expiration: 1986-08-25
Also published as: AU4116485A; IT1183401B; DE3412383A1; IT8519606A1; IT8519606A0; EP0173726A1; SU1393313A3; EP0173726B1; DE3564232D1; US4682791A

Description

->7 -

ümlenkvorrichtung für einen Sicherheitsgurt mit abgestufter Gurtbandklemmung

Die Erfindung behandelt einen Umlenkbeschlag, der vorzugsweise für die vorderen Insassen an der B-Säule des Kfz angebracht ist und für eine direkte Blockie¬ rung des Gurtbandes und die Lastaufnahme aus der Un- fallbelastung ausgelegt ist.

Bei heutigen Sicherheitsgurten wird im Unfall der Aufrollautomat gesperrt und überträgt dort die Last vom Insassen über den Umlenkbeschlag in die Karosse- rie. Durch den Filmspulene fekt auf der Wickelrolle des Aufrollers und der Dehnung des Gurtbandes zwi¬ schen Aufroller und Umlenkbeschlag erfährt der Insas¬ se eine zusätzliche Vorverlagerung, die sich - insbe¬ sondere bei Kleinwagen - ungünstig bemerkbar machen kann. Es ist ein Kopfaufprall auf Lenkrad und Armatu¬ renbrett möglich.

Um diese zusätzliche Vorverlagerung zu vermeiden, ist es sinnvoll, die Gurtbandarretierung bereits im Um¬ lenkbeschlag, also so nah wie möglich beim Insassen, vorzunehmen. Diesbezüglich sind bereits mehrere Lö¬ sungen vorgeschlagen worden, die sich alle auf das Blockierprinzip gemäß DE-PS 1 481 969 zurückführen lassen. An einem drehbar gelagerten Blockierkδrper greift die Gurtauszugskraft mit einem Hebelarm (L,) an und wirkt sich durch einen kleineren Hebelarm (L₂) als Gurtklemmkraft aus. Aus diesem^* Grundprin¬ zip sind in der Nachfolgezeit etwas voneinander dif¬ ferierende Weiterentwicklungen entstanden.

Die entscheidenden Beurteilungskriterien für die Ef¬ fizienz der einzelnen Lösungsvorschläge sind die Klemmwirkung in Abhängigkeit von der Gurtauszugsrich¬ tung und die Aggressivität der Klemmstellen bei stän- diger Blockierung des Gurtbandes.

So zeigt die DE-OS 2 420 848 eine Klemmvorrichtung, die weitgehend unkritisch auf unterschiedliche Gurt¬ austrittswinkel reagiert. Die Klemmwirkung ist am günstigsten (größter Hebelarm), wenn das Gurtband waagerecht austritt, wie in der EP 0 034 702 darge¬ stellt. Jedoch ist hier eine hohe Reibung mit einem Reibwert 1 von über 1 erforderlich, um eine schlupf¬ freie Klemmung des Gurtbandes zu erreichen. Das er- fordert aggressive (scharfkantige) Klemmflächen, was sich nachteilig auf die Haltbarkeit des textilen Gurtbandes bei häufigen Blockiervorgängen auswirkt.

Denkbar wäre der Einsatz einer solchen Klemmvorrich- tung in Verbindung mit einer Sollbruchstelle und einer Aktivierung nur im Unfall, etwa ab einer mitt¬ leren Belastung von ca. 4 kN Gurtauszugskraft. Das erfordert aber einen weitgehend stabilen Aufrollauto¬ maten. Einer der wesentlichen Vorteile einer die ge- samte Belastung aufnehmende Umlenkklemmvorrichtung liegt aber gerade darin, daß der Einsatz leichter und billiger Aufrollautomaten möglich wird, weil eine Lastübertragung im Aufroller nicht mehr zu erfolgen braucht. Auch würde schon ein Teil des Filmspulenef¬ fektes einsetzen.

Eine andere Variante zeigt die DE-OS 2 348 654 und ein Prototyp davon in den Fig. 7 und 8 die DE-OS 2 540 302. Diese Ausführungsform verzichtet zwar auf aggressive Klemmflächen, ist jedoch sehr anfällig bei waagerechtem Gurtauszug. Die Klemmwirkung ist nicht ausreichend; sie ist mit Schlupf behaftet. In heuti¬ gen Fahrzeugen ist bei großen Insassen (entsprechend 95%-Dummy) ein waagerechter Gurtauszug auf die Schul¬ ter des Insassen möglich. Außerdem ergibt sich bei dieser Version, die immer mit einem Elektromagneten zur Auslösung gekoppelt ist, durch den großen Schwenkwinkel ein relativ großer Wegverlust im Gurt- band, der sich als ungünstige Vorverlagerung des In¬ sassen bemerkbar macht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Um¬ lenkbeschlag mit Mitteln zur direkten Gurtbandarre- tierung zu schaffen, bei dem der Klemmvorgang unver¬ züglich, auf kürzestem Wege, gurtbandschonend und schlupffrei erfolgt, und die Gurtbandauszugsrichtung ohne nachteiligen Einfluß bleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zweistufige Arretierungsvorrichtung dahinge¬ hend vorgesehen ist, daß bei den häufigen, nicht un- . fallbedingten Blockierungen nach überschreiten einer vorgegebenen Verzögerung (0,4g) eine erste Arretie- rung in Form einer schonenden Gurtbandklemmung durch hebelartiges Kippen eines federvorgespannten Umlenk¬ elementes eintritt, das im Unfall ab einer höheren Verzögerung (ca. 10g) in eine zweite Arretierung mit einer wirkungsvolleren Gurtbandklem ung zur sicheren und schlupffreien Lastaufnahme übergeht.

Eine erste Klemmeinrichtung für die ständigen Blockierungen gurtbandschonend in etwa gemäß der DE-PS 1 481 969 erfolgt jedoch mit verbesserten He- beiVerhältnissen, die einen Reibbeiwert u. von etwa

0,5 erfordern. Nur im Unfall erfolgt durch den Bruch einer Sollbruchstelle ab einer vorbestimmten Bela¬ stung (etwa 4 kN Gurtzugskraft) ein Übergang in eine lastaufnehmende Klemmblockierung durch Verschwenken der ümlenkung in eine Position, bei der das Gurtband fest eingeklemmt wird. In dieser Stellung ist der Gurtabschnitt nach unten zum Aufroller völlig last¬ frei. Es wirkt auf die Umlenkvorrichtung nur die Be¬ lastung vom Insassen, die ungefähr bei 8 kN liegt. Im Vergleich zu herkömmlichen Umlenkern liegt also nur ein Teil der Belastung vor, so daß eine entsprechend leichtere Dimensionierung sowohl des Beschlages als auch der Befestigungsstelle der Karosserie erfolgen kann.

Die ständigen Blockierungen mit geringer Belastung bei Bremsungen und Kurvenfahrt (über 0,4g) erfolgen unverzüglich ohne nennenswerten Gurtbandauszug durch eine leichte Kippbewegung der ümlenkung gegen Klemm- rippen (5) der Grundplatte. Diese Arretierung findet gurtbandschonend zwischen Kunststoff statt ohne Be¬ schädigung des textilen Gewebes. Auch wird das Gurt¬ band zur Blockierung nicht geknickt, wie z.B. in der DE-OS 2 348 654, so daß sich auch keine nachteilige Beeinflussung der Auf ollcharakteristik einstellt. Erst im Unfall erfolgt eine gurtbandverformende Ein¬ klemmung zur Sicherstellung einer schlupffreien, si¬ cheren, lastaufnehmenden Blockierung.

Der Wegverlust (Gurtbandauszug) zur Einleitung der Blockierung bis zu einer Gurtauszugskraft von 10 kN beträgt bei dieser erfindungsgemäßen Umlenkvorrich¬ tung nur 5 mm. Bei heutigen Umlenkern ohne Klemmvor- richtung zieht im Unfall incl. Filmspuleneffekt etwa 120 mm Gurtband aus, die entscheidend sein können, ob ein Kopfaufprall erfolgt oder nicht.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist für die erste Arretierung das Umlenkelement mit einem Hebel¬ verhältnis größer als 2 so kippbar, daß zwei ela¬ stisch/plastisch verformbare Vorklemmflachen mitein¬ ander in Eingriff gelangen. Bei einer unfallbedingten größeren Verzögerung nach plastischer Verformung zu- mindest einer der verformbaren Vorklemmflachen bei entsprechender weiterer Lageveränderung des Umlenk¬ elementes für die zweite Arretierung mit wirkungsvol¬ ler Gurtbandklemmung stehen zwei aggressivere Klemm¬ flächen in Eingriff miteinander.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist das Umlenkelement mit zwei Lagerzapfen vorge¬ spannt und drehbar in zwei mit einer Grundplatte über eine Sollbruchstelle verbundenen Schwenkarmen gela- gert.

Der Grundkörper des Umlenkelementes kann dabei aus einem Stanz- und Biegeteil als halbkreisförmiges Pro¬ fil aufgebaut sein, von dem in axialer Richtung zwei Lagerarme ausgehen, sowie zwei nach oben abgewinkelte Begrenzungszapfen.

Um eine besonders wirksame Einklemmung des Gurtbandes bei einer unfallbedingten Verzögerung zu bewirken, sind die aggressiveren Klemmflächen von einem Bördel .(L-fδrmige Ausbildung) und einem formschlüssig daran angepaßten Klemmteil gebildet. Dieser Bördel ist da¬ bei an der Grundplatte befestigt und das Klemmteil wird vom Umlenkelement selbst gebildet und ist mit diesem so bewegbar, daß es mit dem L-förmigen Bördel in Eingriff gelangen kann.

Zweckmäßigerweise weisen die Schwenkarme einerseits eine runde Lagerbohrung zur Aufnahme der Lagerzapfen und andererseits eine Öffnung mit einem Schwenkbuckel auf, der in eine profilartig geprägte Halterung der Grundplatte eingreift.

Die Schwenkarme sind in ihrer Ausgangslage weitgehend waagerecht angeordnet und die ümlenkvorrichtung ist mit einer Neigung in Fahrtrichtung auf den Schulter¬ punkt des Insassen ausgerichtet und starr mit der Ka¬ rosserie verbunden.

Zur Betätigung kann zwischen dem Umlenkelement und der Grundplatte ein Hubmagnet angeordnet sein, der auf elektrische Signale eines elektronischen Fahr¬ zeugsensors und/oder Bremslichtschalters hin eine Hubbewegung zur Klemmeinleitung ausführt. Hinsicht¬ lich einer zweckmäßigen konstruktiven Ausgestaltung kann der Grundkörper als Stanzbiegeteil zwei Begren¬ zungsflächen mit Bohrungen für eine Rollenachse auf¬ weisen, sowie eine konkave Abstützfläche, zwei Stütz- rippen, eingeprägte Klemmflächen und eine untere Klemmfläche, wobei durch zwei Öffnungen eine Schwenk¬ achse fest angeordnet ist. Dabei ist der Grundkörper mit einer reibungsarm drehenden Umlenkrolle ausge¬ stattet. Dieser Grundkörper klemmt in einer ersten Arretierungsstufe mit runden, metallischen Klemmflä¬ chen gegen einen Hartgummistempel. In einer zweiten Arretierungsstufe erfolgt eine Klemmung mit einer un¬ teren Klemmfläche gegen eine Klemmfläche eines Bδr- dels der Grundplatte.

Es kann aber auch eine Klemmbacke federvorgespannt an der Grundplatte drehbar befestigt sein, so daß sich eine automatische Formanpassung der Klemmflächen ein¬ stellt. Zur Förderung der gegenseitigen Anpassung der Klemmflächen kann darüber hinaus das Umlenkelement mit seiner Drehachse in einem elastischen Lager gela¬ gert sein.

Die Zweistufigkeit der Klemmwirkung kann sich dadurch einstellen, daß die Klemmflächen integriert als abge¬ stufte Klemmflächen ausgebildet sind, indem auf einer aggressiven, gezahnten Klemmfläche eine flexible Haftschicht aufgebracht ist.

Zur konstruktiven Vereinfachung und Zusammenlegung der wichtigen Teile kann im Gehäuse der Umlenkvor¬ richtung ein Aufroller für das Gurtband integriert sein.

Außerdem ist es bevorzugt, den fahrzeugsensitiven

Sensor selbst integriert in der Umlenkvorrichtung un¬ terzubringen. Dabei kann ein bewegliches Sensorteil im drehbar am Fahrzeug angebrachten Umlenkelement so angeordnet sein, daß dieses Sensorteil auf ein Betä¬ tigungsglied einwirkt und dadurch das Betätigungs¬ glied mit einer Greiffläche an das Gurtband anlegbar ist.

Das Betätigungsglied selbst kann als Schwenkhebel am Umlenkelement drehbar befestigt sein, so daß das Um¬ lenkelement durch das Betätigungsglied mit der Klemm¬ fläche auf das Gurtband zu bewegbar ist, wenn das Be- tätigungsglied selbst mit dem Gurtband in Eingriff gelangt ist.

Das Sensorglied kann in vorteilhaf er Weise eine be¬ weglich angeordnete Kugel sein.

In den Zeichnungen sind erfindungsgemäße Ausführungs¬ formen dargestellt. Es zeigen:

Fig. la Die Umlenkvorrichtung in Ruhestellung;

Fig. 1b die Umlenkvorrichtung in Ruhe- und Blockier¬ stellung;

Fig. 2 die ümlenkvorrichtung in Position: 1. Arre- tierung;

Fig. 3 die Umlenkvorrichtung in Position: 2. Arre¬ tierung;

Fig. 4 den Grundkörper der ümlenkung;

Fig. 5 die ümlenkung im Schnitt;

Fig. 6 eine alternative -Bauform der üralenkvorrich- tung; Fig. 7 eine Umlenkvorrichtung mit elektrischer Bloc iereinleitung;

Fig. 8 eine ümlenkvorrichtung mit Umlenkrolle;

Fig. 9 den Grundkörper einer Umlenkvorrichtung ge¬ mäß Fig. 8;

Fig. 10 eine alternative Bauform der Umlenkvorrich- tung im Nichtbetätigungszustand;

Fig. 11 die Bauform gemäß Fig. 10 im Betätigungszu¬ stand in der zweiten Arretierungsstufe;

Fig. 12 eine Schnittansicht durch die Klemmflächen;

Fig. 13 eine Schnittansicht einer alternativen Bau¬ form der Klemmflächen;

Fig. 14 eine weitere alternative Bauform der ümlenk¬ vorrichtung;

Fig. 15 eine ümlenkvorrichtung mit integriertem Auf¬ roller;

Fig. 16 eine ümlenkvorrichtung mit integriertem Fahrzeugsensor;

Fig. 17 eine weitere alternative Bauform der Umlenk- Vorrichtung im Schnitt ohne Klemmzustand;

Fig. 18 die ümlenkvorrichtung gemäß Fig. 17 im un¬ fallbedingten Klemmzustand; und Fig. 19 eine Teilquerschnittsansicht entlang der Li¬ nie XIX-XIX in Fig. 17.

Die Fig. la zeigt eine Umlenkvorrichtung 1 für eine abgestufte Gurtbandklemmung in Ruhestellung. In die Fig. 1b ist die Endstellung mit hoher Belastung im Unfall strichpunktiert eingezeichnet. Ebenso sind die Kräfte- und Hebelverhältnisse dargestellt. Die abge¬ stufte Gurtbandklemmung geht aus der Fig. 2 mit der häufig vorkommenden ersten Arretierung und aus Fig. 3 mit der zweiten Arretierung im Unfall hervor.

Eine Grundplatte 3 ist in üblicher Weise über eine Schraube durch eine Befestigungsbohrung 34 mit. der Karosserie 30 verbunden. Ein Schwenkarm 7 ist über eine Halterung 9 und einen Sollbruchstift 10 starr mit der Grundplatte 3 verbunden. In einer Lagerboh¬ rung 24 des Schwenkarmes 7 ist die ümlenkung 2 dreh¬ bar gelagert. Eine^'Zugfeder 35 hält die ümlenkung 2 gegen einen Anschlag in der dargestellten Ruhelage.

Bewegt sich der Insasse nach vorne, wird das Gurtband 22 mit der Kraft F gegen die Kraft F_G aus der Triebfeder im Aufroller ausgezogen. Bewegt sich der Insasse zurück, zieht der Aufroller mit der Kraft F„ das Gurtband 22 zurück. Der Gesamtverband der beschriebenen Teile wirkt wie ein üblicher Umlenkbe¬ schlag, der je nach Größe und Sitzposition des Insas¬ sen den Gurtauszug F auf die Schulter ausrichtet. Die Stärke der Zugfeder 35 ist so ausgelegt, daß bis etwa 30 N die Ruheposition gemäß Fig. la beibehalten wird (F_A0 ^*=0 bis 30 N) .

Im Falle einer auf das Fahrzeug einwirkenden Verzöge¬ rung beim Bremsen oder bei Kurvenfahrt von über 0,4 g und einer entsprechenden Bewegung des Insassen mit Gurtauszug tritt eine Gurtbandklemmung (1. Arretie¬ rung) gemäß Fig. 2 ein.

Ein Sensor im Aufroller blockiert die Wickelwelle und sperrt den Gurtauszug. Steigt aufgrund der Vorverla¬ gerung des Insassen die .Gurtauszugskraft F^, über 30 N an, kippt die ümlenkung 2 mit ihren Lagerzap¬ fen 8 in der Lagerbohrung 24 rechtsdrehend und klemmt das Gurtband 22 zwischen den beiden Klemmflächen 4 und 5 ein.

Vor der Klemmung wirkt die Kraftresultierende F_R, - die die Kippbewegung mit dem Kippwinkel c-J einleitet. Nach der Klemmung stellt sich ein Kräfteverhältnis von F . x r, zu KL, x a, ein, das in der Zeichnung etwa 2,5 beträgt. Bei diesem Verhältnis er¬ gibt sich ein erforderlicher Reibbeiwert u an der Klemmstelle 4/5 von 0,4. Dann gilt: Bei etwa 40 N kommt die Einklemmung des Gurtbandes zustande. Die Klemmkraft KL_χ beträgt dann 40 x 2,5 = 100 N. Bei u=0,4 können 40 N zurückgehalten werden. Aufgrund des Seilreibungseffektes zwischen Gurtband 22 und Umlenk¬ fläche 18 werden sich ohnehin nur ca. 35 N an der Klemmstelle einstellen, was als Sicherheitsfaktor an¬ gesehen werden kann.

Eine sichere Klemmung des empfindlichen textilen Ge¬ webes eines Gurtbandes mit dem Reibungsfaktor u=0,4 kann auf eine schonende Weise ermöglicht werden. Die Reibung zwischen Gurtbandmaterial (Polyester/Poly¬ amid) und Gummi beträgt schon 0,7. Somit können sogar glatte Klemmflächen 4/5 zur Anwendung kommen, die das Gurtband 22 weder beschädigen noch verformen. Auch Kunststoffumspritzungen 36 und 37 von Grundplat¬ te 3 und Ümlenkung 2 können an den Klemmflächen 4 und 5 der ersten Arretierung noch nahezu glattflächig ausgebildet werden, da der Reibbeiwert zu Kunststoff auch noch zwischen 0,35 und 0,4 liegt. Sicherheits¬ halber ist dann jedoch schon .eine leichte , aber noch weiche Profilierung zumindest einer Klemmfläche vor¬ zunehmen, wie es bei 4 dargestellt ist.

Bei dieser Form der Gurtbandblockierung im Umlenkbe¬ schlag kommt niemals eine höhere Belastung als 40 N auf den Aufroller. Es ist ersichtlich, daß dieser nunmehr deutlich leichter und billiger und wohl auch kleiner hergestellt werden kann. Auch die ümlenk- klemmvorrichtung 1 wird wesentlich geringer belastet, da nur die Kraft F,₂ i^m Unfall zu übertragen ist. Bei einem konventionellen Umlenker wird diese Kraft als F_G an den Aufroller weitergeleitet, so daß sich eeiinnee rreessuullttiieerreennddee Kraft F_ einstellt, die etwa 50% größer ist als F A, .

Fig. 2 zeigt, daß zur Einleitung der ersten Arretie¬ rung nur ein kleiner Kippwinkel o erforderlich ist. Das bedeutet eine sofortige Gurtblockierung ohne nen- nenswerten Gurtauszug. Ein meßbarer Filmspuleneffekt oder eine meßbare Gurtdehnung zwischen Aufroller und Umlenker hat sich bis 40 N auch noch nicht einge¬ stellt. Diese Form der Gurtblockierung ist abgesehen vom Gurtstrammer die effektivste nach dem heutigen Stand des Wissens.

Erreicht die Verzögerung des Fahrzeuges ein hohes Maß, so daß ein Unfall vorliegt, wird die Belastung F, ansteigen, überschreitet sie einen vorgegebenen Wert, bricht der Sollbruchstift 10 und die ümlen¬ kung 2 verändert - durch die Schwenkarme 7 ge¬ führt - ihre Position in eine Lage gemäß Fig. 3.

Nach der Verschwenkung mit dem Winkel p liegen nun¬ mehr folgende Kräfteverhältnisse vor:

F ₂ x r- = KL₂ x a₂. In der Zeichnung beträgt dieses Verhältnis immer noch 1,5, so daß ein Reib- beiwert μ von unter 1 für eine sichere Klemmung aus¬ reichen würde. Da aber ein Unfall (mit anschließendem Gurtaustausch) vorliegt, können im Hinblick auf eine absolut sichere und schlupffreie Blockierung aggres¬ sive Kiemmittel (μ größer 1) zur Anwendung kommen. Dies ist in den Zeichnungen durch spitze Klemmzähne an den Klemmflächen 32 und 33 dargestellt.

Als zusätzliche Sicherheit ergibt sich eine Gurtband- einpressung zwischen den Flächen 21 und 21'. Die vor- herige Klemmfläche 5¹, die vorzugsweise aus einer harten Gummimischung besteht, um das Gurtband 22 stempelartig in die profilierte Klemmfläche 4 zu drücken, wurde durch den Schwenkvorgang weitestgehend weggequetscht.

Die endgültige, lastaufnehmende Blockierung setzt sich also zusammen aus einer Klemmung des Gurtbandes (F ₂ x a₂) und einer Einpressung aus der abwärts gerichteten Komponente KP der Unfallast ähnlich wie bei einem Gurtversteller bei einem Statikgurt. Die Kraft KP wird abgefangen von einem Bördel 23 der Grundplatte 3. Der erfindungsgemäße Aufbau der ümlenkung 2 ergibt sich aus den Fig. 4 und 5. Der lastaufnehmende Grund- kδrper 14 ist als Halbrundprofil mit hohem Wider¬ standsmoment aufgebaut. Die Kunststoffumspritzung 36 gibt dem Umlenker 2 die funktionsgemäße Form. Die La¬ gerarme 15_ sind als Lagerzapfen 8 umspritzt. Zwischen den Begrenzungszapfen 16 erstreckt sich der Gurtband¬ schlitz 17 mit den hochgezogenen Gurtbandausläufen 20. Zur Lagefixierung des Gurtbands dient das Dach 19. Diese Ausführungsform ist funktionsgerecht, ko¬ stengünstig und aufgrund der Gestaltungsvorteile auch leicht ausführbar.

Fig. 6 zeigt eine vereinfachte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Idee mit einer ersten gurtbandscho- nenden Arretierung für die häufig auftretenden Blockierungen mit kleinen Kräften F., und einer zweiten aggressiven Arretierung im Unfall zur Aufnah¬ me der max. Belastung F-₂.

Der einfachere Aufbau kann dadurch erreicht werden, indem auf die zusätzliche Blockierung zwischen den Klemmflächen 21 und 21' verzichtet wird.

Ähnlich wie bei der ersten Ausführung erfolgt die er¬ ste Arretierung zwischen weichen Klemmflächen 4b und 5b, wobei 5b sinnvollerweise ein glattflächiger Hart¬ gummieinsatz ist, der das Gurtband 22 stempelartig in die weich profilierte Klemmfläche 4b drückt.

Bei unfallartig ansteigender Last F, erfolgt hier kein schlagartiger (Sollbruchstelle) Übergang in die zweite Arretierung, sondern ein allmählicher. Durch plastische/elastische Verformung der Klemmflächen 4b und 5b kommen die direkt aus dem Grundkörper 14' und der Grundplatte 3' geprägten, spitzen Zahne 12 und 13 mehr und mehr zum Eingriff, bis der gesamte Klemmbe¬ reich zum Tragen kommt.

Für eine starre Verbindung der Grundplatte 3¹ mit der Karosserie 30 gemäß Anspruch 13 sind strichpunktiert Krallen 40 gezeigt, die in entsprechende Halteöff¬ nungen eingreifen und die Last direkt, ohne zusätz- liehe Befestigungselemente, übertragen.

In Fig. 7 ist die abgestufte Klemmung in einer ver¬ einfachten Ausführungsform ähnlich wie bei Fig. 1 mit einem zusätzlichen Bördel 23' der Grundplatte 3' dar- gestellt. Die erste Arretierung erfolgt über weich verrundete Klemmflächen 4b gegen einen Hartgummistem¬ pel 5. Bei Lastanstieg verschwenkt die ümlenkung 2', so daß das Gurtband 22 zwischen die Klemmflächen 21 und 21' gerät. Bei noch weiterem Lastansteig verformt sich die Lagerbuchse 38', so daß eine ähnliche Klemm- kraf^'t KP wie in ^'Fig. 3 entsteht, die sicher und schlupffrei wirkt.

Des weiteren ist in Fig. 7 ein Hubmagnet 41 statt der Zugfeder 35 dargestellt. In Ruheposition zieht er die ümlenkung 2' zurück. Bei elektrischer Aktivierung- durch einen Fahrzeugsensor und/oder den Bremslicht¬ schalter stößt er die ümlenkung 2 - in Klemmposition, so daß die erste Arretierung eingeleitet wird.

Fig. 8 zeigt eine ümlenkung 2¹' mit einer reibungsarm wirkenden Gurtbandumlenkung durch eine Rolle 42, die in Begrenzungsflächen 16' eines Grundkörpers 14' ' gelagert ist. Die Kunststoffumspritzung des Grundkör pers 14* ' ist nur teilweise mit dem Dach 19 darge¬ stellt. Die Schwenkung gegen die Feder 35 (bzw. durch den Hubmagneten 41) erfolgt über eine Schwenkachse 15', die fest mit dem Grundkörper 14* ' verbunden ist. Sie wird in die Öffnungen 48 eingeklemmt und an¬ schließend zusammen mit dem Grundkörper 14' ' um¬ spritzt. Unter Last kann sich die Umlenkrolle 42 in eine konkav gebogene Abstützflache 47 hineinbiegen. Um die Lastübertragung der zweiten Arretierung ver- formungsarm zu gestalten, sind zwei Stützrippen 45 vorgesehen.

Bei Anordnung der Umlenkvor iehtung 1 in einer Aus¬ buchtung der B-Säule gemäß DE-PS 31 04 598 mit Aus- richtung auf die Schulter des Insassen kann auf eine Schwenkbarkeit um eine Hochachse, wie sie in der DE-PS 24 20 848 vorgeschlagen wird, verzichtet wer¬ den. Die Gesamtausführung wird dadurch leichter und billiger, wenn für den Lasttransfer Krallen 40 aus der Grundplatte 3 gebildet werden, die in entspre¬ chende Öffnungen des Karosserieblechs eingreifen (bzw. umgekehrt Krallen des Kfz-Bleches in ent¬ sprechende Öffnungen der Grundplatte) .

Bei der Umlenkvorrichtung gemäß Fig. 8 erfolgt die erste Arretierung des Gurtbandes 22 zwischen einer weich ver undeten, metallenen Klemmfläche 12' gegen einen Kunststoffstempel 5 und die zweite Arretierung entsprechend Fig. 7.

Fig. 9 schließlich zeigt den Grundkörper 14' ' der üm¬ lenkung 2 - ^■ als Biegestanzteil. Die vorteilhafte Steifheit der Konstruktion wird deutlich. Eine Alternative zur Ausführung gemäß Fig. 8 und 9 stellt der Umlenkklemmer gemäß Fig. 10 und 11 dar. Der konstruktive Aufbau der Teile ist anders gewählt und die Gurtbandklemmung erfolgt gegen eine bewegli- ehe Klemmbacke 53, die in der Grundplatte 3¹' drehbar gelagert ist, und zwar gegen die Wirkung einer Druck¬ feder 50. Es kann eine sehr starke Druckfeder 50 zum Einsatz kommen, um in der Klemmzone 1 (bis 500 N) als starre Backe zu wirken. Erst in der Klemmzone 2 (ab 500 N) setzt eine Bewegung der Klemmbacke 53 ein, so daß zunächst die runden Zähne 12a und 13a der Klemm¬ flächen zum Einsatz gelangen. Erst in der Klemmzone 3 (ab 2 KN) erfolgt durch weiteres Wegklappen der Klemmbacke 53 auch die Aktivierung der scharfen Ver- zahnung 12b und 13b bis zum Klemmen der unteren

Klemmflächen 21, 21' und im Endzustand, wie Fig. 11 zeigt. Hierbei erfolgt eine Verschiebung im La¬ ger 38' ' abwärts, so daß zusätzlich zur Klemmkraft¬ komponente K ₂ die Komponente KP entsteht, die einen Schlupf des Gurtbandes ausschließt.

Eine ümlenkrolle 42' ' hat sich unter Last abwärts verlagert und stützt sich gegen die Stützachsen 50' ab. Das Gurtband 22 verläuft durch zwei Führungsrol- len 49, so daß es sauber auf die Umlenkrolle 42' ' ge¬ führt wird und auch nicht umklappen kann. Diese Füh¬ rungsrollen haben die gleiche Funktion wie das Dach in den vorigen Figuren.

Für die erste Klemmzone sind die flexiblen Klemmpol¬ ster 4'¹ und 5'' vorgesehen. Dabei befindet sich das Klemmpolster 4¹' zusammen mit dem flexiblen Klemmflä¬ cheneinsatz 21 auf einem Schwenkträger 51, welcher die Umlenkrolle 42'', Gurtbandführungsrollen 49 und 18

die Stützachsen 50' trägt und dabei sich über die flexible Lagerbuchse 38' ' auf der Drehachse 15' ' ab¬ stützt. Dabei besteht ein wirksamer Hebelabstand a zwischen dem Klemmpolster 4" ' und der Drehachse 15' ' , sowie ein wirksamer Hebelarm zwischen dieser Drehach¬ se 15' ' und der Achse 43' ' der Umlenkrolle 42'', wel¬ cher Abstand größer 2a sein soll. Die Drehachse 15' ' sitzt darüber hinaus in zwei Halteplatten ll¹¹, die an der Grundplatte 3'* befestigt sind.

In Fig. 12 und 13 sind andere Möglichkeiten der abge- ε -en Gurtbandklemmung dargestellt. Hier sind die versc': iedenen Klemmflächen integriert ausgebildet. Hierzu weisen die Grundkörper 3, 3' und 14 bereits die Verzahnung 12' *' und 13''' auf. Die Verzahnung ist einmal spitz verzahnt (Fig. 12) und einmal grob rund verzahnt (Fig. 13). Die Verzahnungen sind mit einer flexiblen Haftschicht 4''*, 5''¹ überdeckt, und zwar bevorzugt mit einer Gummimischung übervulkani- siert. In der Klemmzone 1 wird das Gurtband 22 nur von der Haftschicht 4'¹', 5'¹' festgehalten. Der Übergang in die anderen Klemmzonen bei Lastanstieg erfolgt kontinuierlich, bis in Klemmzone 3 eine form¬ schlüssige Verzahnung des Gurtbandes vorliegt.

Fig. 14 zeigt einen Umlenkkleinme , dessen Ausführung für den Einbau in die B-Säule 30 geeignet ist. Die Gurtbandklemmung erfolgt zwischen zwei Klemmbacken 57 und 58 ähnlich der Fig. 13, wobei eine beweglich ist und sich flächig angleichen kann. Zwei Träger 59 sind neben Schenkeln 11 innerhalb eines Gehäuses 3 ange¬ ordnet. Eine an sich vorhandene Rückstellfeder ist in dieser Zeichnung nicht dargestellt. Die Klemmbacken weisen ebenfalls eine abgerundete Verzahnung mit einer übervulkanisierten Klemmfläche 4, 5 auf, wobei das Gehäuse 3 mittels einer Mutter 54 und einer Platte 55 an der Grundplatte 56 der B-Säule 30 befe¬ stigt ist.

Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform ähnlich der Fig. 8, jedoch mit dem Unterschied, daß eine Umlenk¬ führung 63 vorgesehen ist und in das Gehäuse des- Um¬ lenkklemmers ein Aufroller 60 eingebaut ist, welcher auf einer Wickelwelle 61 abgestützt ist. Die Wickel¬ welle des Aufrollers ist mit einer nicht dargestell¬ ten Gurtstrarameinheit kuppelbar. Zwischen dem Umlen¬ ker 2, 2'' und dem Aufroller 60 befindet sich noch ein Führungselement 63.

Fig. 16 zeigt einen Umlenker ähnlich wie in Fig. la, jedoch mit dem Unterschied, daß die feste Klemmfläche mit der Verzahnung 13 von der Grundplatte 3 ' selbst gebildet ist und daß an der Grundplatte oberhalb die- ser Verzahnung die Vorklemmfl che 5b angeordnet ist. Ein wesentlicher Unterschied zur Fig. la ist aber der integrierte Einbau eines Fahrzeugsensors 105 in Form einer Kugel 102, welche beweglich in einem Käfig 104 angeordnet ist. Diese Kugel steht in Berührung mit einem als Schwenkhebel 100 ausgebildeten Betätigungs¬ glied, welcher Schwenkhebel um die Achse 101 schwenk¬ bar ist. An dem Gurtband 22 zugewandten Ende dieses Schwenkhebels befindet sich eine verzahnte Greifflä¬ che 103.

Die gurtbandsensitive Blockiereinleitung kann über die Feder 35 bewerkstelligt werden. Sie ist dann nicht nur eine Rückstellfeder, sondern auch eine so¬ genannte G-Wert-Feder (= Sensorfeder). Wird der Gurtauszug bei F, stark beschleunigt, z.B. oberhalb 1 g, so steigen die Trägheitskräfte in dem unterhalb des Umlenkklemmers angeordneten Gurtspei¬ cher (= Aufroller ohne Blockierfunktion) an. Daraus resultiert eine Gegenkraft F_G im Gurtband. Aufgrund der Kräftegleichgewichte kippt die ümlenkung 2 gegen die Kraft der Feder 35 im Uhrzeigersinn und es wird •eine Blockierung eingeleitet, zunächst eine Vor¬ blockierung bei 5b, die bei ansteigender Last in eine Klemmblockierung zwischen 12 und 13 übergeht.

Die fahrzeugsensitive Blockiereinleitung erfolgt bei Überschreiten einer Verzögerung des Fahrzeuges ab 0,40 g. Dabei wird die Sensorkugel 102 ausgelenkt, so daß der als Sperrhebel wirkende Schwenkhebel 100 mit seiner gezahnten Greiffläche 103 gegen das Gurtband geschwenkt wird. Aufgrund des sich einstellenden Ein¬ griffswinkels erfolgt eine leichte Klemmblockierung, die einem Gurtauszug entgegenwirkt. Tritt nun bei ausgelenktem Schwenkhebel 100 ein Gurtauszug F. auf, so wird die ümlenkung 2 gegen die Feder 35 so¬ fort verschwenkt, so daß eine Vorblockierung bei 5b einsetzt.

Statt der gezahnten Greiffläche 103 kann auch eine mit einem reibintensiven Belag versehene Greiffläche zum Einsatz gelangen.

Eine solche Vorrichtung auf rein mechanischer Basis ohne Hilfsenergie (z.B. elektrisch mit Hubmagnet 41 gemäß Fig. 7) stellt ein Optimum an Schutzwirkung in¬ nerhalb eines Sicherheitsgurtes dar. Es ergibt die absolut kürzesten Gurtauszüge ohne Filmspuleneffekt, d.h. die geringsten Vorverlagerungen beim Unfall. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 17, 18 und 19 ist eine Grundplatte 83 U-förmiger Gestalt mit zwei Schenkeln 84 vorgesehen. Zwischen den Schenkeln 84 sitzt ein Schwenkbolzen 85. Auf diesem Schwenkbolzen sitzt ein Schwenkgehäuse 86, an dessen oberem Ende eine Umlenkrolle 87 drehgelagert angebracht ist. Ge¬ genüber dieser Umlenkrolle, dort, wo das Gurtband 22 anliegt, befindet sich eine Gurtbandführung 88.

Das Schwenkgehäuse 86 ist im unteren Bereich auf die Grundplatte 83 hin mit einer beweglichen Klemmbacke 89 versehen. Diese Klemmbacke liegt in der in Fig. 17 dargestellten Ausgangslage an der Grundplatte 83 an und ragt teilweise dabei in eine in der Grundplatte 83 befindliche Öffnung 90. Die bewegliche Klemmbacke 89 ist mit einer verzahnten Klemmfläche 91 versehen. Diese verzahnte Klemmfläche 91 von einer elastisch und/oder plastisch verformbaren Reibschicht 92 be¬ deckt.

Gegenüber der beweglichen Klemmbacke 89 befindet sich eine unbewegliche Klemmbacke 93, die ebenfalls auf dem Schwenkbolzen 85 sitzt und an der gegenüberlie- ^* genden Seite durch eine Haltestange 94 gehalten wird. Die in diese unbewegliche Klemmbacke eingeleiteten

Kräfte werden von der Haltestange 94 und dem Schwenk¬ bolzen 85 aufgenommen. Am unteren Ende der unbewegli¬ chen Klemmbacke 93 ist mittels Befestigungsstiften 95 ein Führungsteil 96 für das Gurtband 22 aufgesetzt. Um eine Bewegung des Schwenkgehäuses 86 trotz des

Vorhandenseins der Haltestange 94 zu gewährleisten, befindet sich im Schwenkgehäuse auf beiden Seiten eine rechteckige Öffnung 97. Gegenüber der Klemmbacke 89 befindet sich ein Reib¬ polster 98, welches sich in einer Ausnehmung 99 der festen Klemmbacke 93 befindet.

In Fig. 17 ist die normale Betriebslage ohne Klem- ungszustand dargestellt. Die Führungsteile 88 und 96 gewährleisten, daß das Gurtband 22 frei zwischen den Klemmflächen der Klemmbacken 89 und 93 laufen kann, wenn unter entsprechenden Bedingungen das Gurtband über die ümlenkrolle 87 abgezogen wird.

In Fig. 18 ist der Klemmzustand dargestellt, in dem das Schwenkgehäuse 86 in seine äußerst rechte Lage geschwenkt ist, in der die Reibschicht 92 überwunden ist und die Greifz hne 91 in das Gurtband 22 greifen. In diesem Zustand ist auch das Reibpolster 98 so weit deformiert, daß die bewegliche Klemmbacke 89 das Gurtband am oberen Ende etwas in die Ausnehmung 99 der unbeweglichen Klemmbacke 93 drückt, wo das Gurt- band über eine kurze Strecke eine scharfe ümlenkung erfährt, was zu einer Erhöhung der Klemmkraft führt.

Diese Ausführungsform stellt eine besonders einfache und zweckmäßige konstruktive Gestaltung des allgemein beschriebenen Umlenkklemmers dar.

Es ist noch festzustellen, daß der Reibbelag 92 ent¬ weder die gesamte Klemmfläche der beweglichen Klemm¬ backe einnehmen kann. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit, einen schmalen Streifen über die gesamte Höhe der Klemmfläche anzubringen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Umlenkvorrichtung für einen Sicherheitsgurt zur vorzugsweisen Anbringung an den B- und C-Säulen von Kraftfahrzeugen mit Mitteln zur direkten Blockierung des Gurtbandes durch Klemmen und zur Aufnahme der Belastung in einem Unfall, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine zweistu¬ fige Arretierungsvorrichtung dahingehend vorgese¬ hen ist, daß bei den häufigen, nicht unfallbe¬ dingten Blockierungen nach überschreiten einer vorgegebenen Verzögerung (0,4g) eine erste Arre¬ tierung in Form einer schonenden Gurtbandklemmung durch hebelartiges Kippen eines federvorgespann¬ ten Umlenkelementes (2) eintritt,, das im Unfall ab einer höheren Verzögerung (ca. 10g) in eine zweite Arretierung mit einer wirkungsvolleren Gurtbandklemmung zur sicheren und schlupffreien Lastaufnahme übergeht.

2. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß für die erste Arretierung das Umlenkelement (2) mit einem He¬ belverhältnis größer 2 so kippbar ist, daß zwei elastisch/plastisch verformbare Vorklemmflachen (4, 5) miteinander in Eingriff gelangen.

3. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß bei einer unfall¬ bedingten größeren Verzögerung nach plastischer Verformung zumindest einer der verformbaren Vor- klemmflächen bei entsprechender weiterer Lagever¬ änderung des Umlenkelementes (2) für die zweite Arretierung mit wirkungsvoller Gurtbandklemmung (höhere Reibung, größere Gurtbandumschlingung, größere Gurtklemmkraft) zwei aggressivere Klemm¬ flächen (21, 21', 32, 33) in Eingriff miteinander stehen.

4. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß das ümlenkelement (2) mit zwei Lagerzapfen (8) federvorgespannt und drehbar in zwei mit einer Grundplatte (3) über eine Sollbruchstelle (6) verbundenen Schwenkarmen (7) gelagert ist (Fig. la).

5. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß der Grundkörper

(14) des Umlenkelementes (2) aus einem Stanz- und Biegeteil als halbkreisförmiges Profil aufgebaut ist, von dem in axialer Richtung zwei Lagerarme

(15) ausgehen, sowie zwei nach oben abgewinkelte Begrenzungszapfen (16) (Fig. 4).

6. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß die aggressiveren Klemmflächen von einem Bördel (23) und einem formschlüssig daran angepaßten Klemmteil (21) ge¬ bildet sind.

7. ümlenkvorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Bördel (23) an der Grundplatte (3) befestigt und das Klemmteil (21) vom ümlenkelement (2) gebildet ist. 25

8. Umlenkvorrichtung nach den vorangegangenen An¬ sprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwenkarme (7) einerseits eine runde La¬ gerbohrung (24) zur Aufnahme der Lagerzapfen (8) aufweisen und andererseits eine Öffnung (25) mit einem Schwenkbuckel (26), der in eine profilartig geprägte Halterung (9) der Grundplatte (3)ein- greift.

9. ümlenkvorrichtung nach den vorangegangenen An- Sprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schwenkarme (7) in ihrer Ausgangslage weitgehend waagerecht angeordnet sind.

10. ümlenkvorrichtung nach den vorangegangenen An- Sprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die ümlenkvorrichtung mit einer Neigung in Fahrtrichtung auf den Schulterpunkt der Insassen ausgerichtet und starr mit der Karosserie verbun¬ den ist.

11. ümlenkvorrichtung nach den vorangegangenen An¬ sprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen ümlenkelement (2) und Grundplatte (3) ein Hubmagnet (41) integriert ist, der auf elektrische Signale eines elektronischen Fahr¬ zeugsensors und/oder Bremslichtschalters hin eine Hubbewegung zur Klemmeinleitung ausführt (Fig. 7).

12. ümlenkvorrichtung nach den vorangegangenen An- Sprüchen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein Grundkörper (14'') als Stanzbiegeteil zwei Begrenzungsflächen (16') mit Bohrungen (46) für eine Rollenachse (43) aufweist, sowie eine konkave Abstützflache (47), zwei Stützrippen (45), eingeprägte Klemmflächen (12) und eine un¬ tere Klemmfläche (21), und daß durch zwei Öffnun¬ gen (48) eine Schwenkachse (15') fest angeordnet ist (Fig. 8, 9) .

13. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e- k e n n z e i c h n e t, daß der Grundkörper (14' ') mit einer reibungsarm drehenden ümlenkrol- le (42) ausgestattet ist, in einer ersten Arre¬ tierungsstufe mit runden, metallenen Klemmflächen (12') gegen einen Hartgummistempel (5) klemmt und in einer zweiten Arretierungsstufe mit einer un¬ teren Klemmfläche (21) gegen eine Klemmfläche (21^«) eines Bördeis (23') der Grundplatte (3') (Fig. 8, 9).

14. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e ¬ k e n n z e i c h n e t, daß eine Klemmbacke (53) federvorgespannt an der Grundplatte (3*^*) befestigt ist (Fig. 10, 11).

15. ümlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h - n e t, daß das ümlenkelement mit seiner

Drehachse (15'') in einem elastischen Lager (38* ' ) gelagert ist.

16. ümlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß die Klemmflächen integriert als ab¬ gestufte Klemmflächen ausgebildet sind, indem auf einer aggressiven, gezahnten Klemmfläche (12'*', 13"') eine flexible Haftschicht (4''', 5"') aufgebracht ist (Fig. 12, 13).

17. ümlenkvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h ¬ n e t, daß im Gehäuse (31) dieser ümlenkvor¬ richtung ein Aufroller (60) für das Gurtband in- tegriert ist (Fig. 15).

18. ümlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e - k e n n z e i c h n e t, daß ein fahrzeugsensi¬ tiver Sensor in die ümlenkvorrichtung integriert ist.

19. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß ein bewegli¬ ches Sensorteil (102) im drehbar am Fahrzeug an- gebrachten Umlenkelement (2) so angeordnet ist, daß dieses Sensorteil (102) auf ein Betätigungs¬ glied (100) einwirkt und dadurch das Betätigungs¬ glied (100) mit einer Greiffläche (103) an das Gurtband (22) anlegbar ist.

20. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Betäti¬ gungsglied (103) als Schwenkhebel am Umlenkele¬ ment 02) drehbar befestigt ist und das Umlenkele- ment (2) durch das Betätigungsglied mit der

Klemmfläche (12) auf das Gurtband (22) zu beweg¬ bar ist, wenn das Betätigungsglied (103) selbst mit dem Gurtband (22) in Eingriff gelangt ist.

21. Umlenkvorrichtung nach den Ansprüchen 18 bis 20, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Sensorglied (102) eine Kugel ist.

22. Umlenkvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e - k e n n z e i c h e t, daß auf einem fahrzeug- seitig befestigten Schwenkzapfen (85) eine unbe¬ wegliche Klemmbacke (93) und zusammen mit einer Umlenkrolle (87) eine bewegliche Klemmbacke (89) sitzt, daß eine Klemmbacke (89) mit einer durch eine verformbare Masse (92) abgedeckten verzahn¬ ten Klemmfläche (91) versehen ist und die andere Klemmbacke (93) ein eine Klemmfläche bildendes verformbares Klemmpolster (98) aufweist, das in einer Ausnehmung (99) sitzt.