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Dokumentenidentifikation DE10032802A1 10.01.2002
Titel Gurtumlenkeinrichtung mit Walze
Anmelder Janz, Norbert, Dipl.-Ing., 14612 Falkensee, DE
Erfinder Janz, Norbert, Dipl.-Ing., 14612 Falkensee, DE
Vertreter Andrejewski und Kollegen, 45127 Essen
DE-Anmeldedatum 28.06.2000
DE-Aktenzeichen 10032802
Offenlegungstag 10.01.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 10.01.2002
IPC-Hauptklasse B60R 22/24
IPC-Nebenklasse B60R 22/18   
Zusammenfassung Umlenkeinrichtung für einen Sicherheitsgurt zur Anordnung im Bereich einer schmalen Trägereinheit einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere im Bereich der B-Säule eines Kraftfahrzeugs, mit einem zur schwenkbaren Anordnung im Bereich der Trägereinheit vorgesehnen Umlenkelement (2), das einen zumindest abschnittsweise die Lauffläche für den Gurt bildenden Gurtlaufabschnitt (4) aufweist, in dessen Bereich wenigstens eine, einen Teil der Lauffläche für den Gurt bildende, drehbar gelagerte Walze (7) vorgesehen ist, wobei das Umlenkelement (2) von einem umgeformten Blechteil gebildet ist.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umlenkeinrichtung für einen Sicherheitsgurt zur Anordnung im Bereich einer schmalen Trägereinheit einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere im Bereich der B-Säule eines Kraftfahrzeugs, mit einem zur schwenkbaren Anordnung im Bereich der Trägereinheit vorgesehenen Umlenkelement, das einen zumindest abschnittsweise die Lauffläche für den Gurt bildenden Gurtlaufabschnitt aufweist, in dessen Bereich wenigstens eine, einen Teil der Lauffläche für den Gurt bildende, drehbar gelagerte Walze vorgesehen ist.

Derartige Umlenkeinrichtungen werden meist im Zusammenhang mit sogenannten Dreipunktgurten in Personenkraftwagen (Pkw) eingesetzt. Sie sind dort in der Regel im Schulter-/Kopfbereich der zu sichernden Person im Bereich der B-Säule des Fahrzeugs angeordnet.

Im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs auf ein Hindernis sind diese Umlenkeinrichtungen erheblichen Belastungen unterworfen, die im einfachsten Fall aus den negativen Beschleunigungen resultieren, die der Sicherheitsgurt auf die zu sichernde Person ausüben muß, um diese zu halten. In der Regel beeinflussen jedoch noch weitere Einrichtungen wie Gurtstraffer und Gurtkraftbegrenzer in den Lastverlauf in der Umlenkeinrichtung.

Die im Bereich des Gurtlaufabschnitts vorgesehene Walze stellt zum einen aufgrund des reduzierten Betätigungswiderstandes eine besonders bequeme Bedienung des Gurtes sicher. Weiterhin wird dank der durch die Walze verringerten oder sogar ganz verhinderten Gleitbewegung zwischen Gurt und Walzenoberfläche eine unzulässige Erwärmung des Gurtes verhindert, wie sie bei den im Crashfall auftretenden hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen Gurt und Gurtlauffläche entstehen kann. Eine unzulässige Erwärmung im Crashfall brächte nämlich nicht nur das Risiko einer Beschädigung des Gurtes, beispielsweise durch Aufschmelzungen mit sich, die wiederum das Laufverhalten des Gurtes über die Gurtlauffläche beeinträchtigen könnte, unter Umständen ginge von ihr auch die Gefahr von Verletzungen der angeschnallten Person aus.

Bei bekannten Varianten gattungsgemäßer Umlenkeinrichtungen bildet die Walze in ihrem Bereich die gesamte Lauffläche für den Gurt, d. h. der Gurt läuft im Bereich der Walze nur über diese und nicht über die Oberfläche des Umlenkelements. Das Umlenkelement bildet in der Ebene der Walzenachse auf der der Gurtlauffläche abgewandten Seite einen festen Rahmen um die Walze, in dem die Walzenachse gelagert ist.

Um diese Rahmenstruktur herzustellen, werden die bekannten Umlenkeinrichtungen in der Regel mit einem Umlenkelement hergestellt, das entweder aus einem Guß- oder Schmiedeteil aus einem eine entsprechende Festigkeit aufweisenden Metall oder aus einem Kunststoffteil mit einem einfachen Kern aus Blech besteht, der dem Umlenkelement die für den Crashfall notwendige Festigkeit verleiht.

Beide Varianten weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie in ihrer Herstellung relativ aufwendig und damit teuer sind, was beispielsweise angesichts der hohen Stückzahlen in der Automobilserienfertigung und des steigenden Preisdrucks in diesem Bereich besonders unerwünscht ist.

Es sind weiterhin einfacher herzustellende Umlenkeinrichtungen bekannt, bei denen das Umlenkelement aus einem umgeformten Blechteil besteht. Die bekannten derartigen Umlenkelemente sind jedoch nicht mit derartigen Walzen versehen, da sie sich nicht zur Ausbildung einer solchen Rahmenstruktur unter Einhaltung vertretbarer Außenabmessungen und der zulässigen Verformung des Blechs eignen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Umlenkeinrichtung zur Verfügung zu stellen, die eine einfachere und damit kostengünstigere Fertigung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Umlenkelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Der Erfindung liegt die technische Lehre zu Grunde, dass man eine besonders einfach und damit kostengünstig herzustellende Umlenkeinrichtung erhält, wenn das Umlenkelement von einem umgeformten Blechteil gebildet ist. Es hat sich gezeigt, dass eine Fertigung des Umlenkelements mit einer Aufnahme für die Walze durch Blechumformung bei vertretbaren Außenabmessungen auch innerhalb der bei dieser Umformung einzuhaltenden Verformungsgrenzen des Bleches möglich ist.

Es können beliebige Blechwerkstoffe Einsatz finden, die eine ausreichende Festigkeit und Verformbarkeit innerhalb der durch Sicherheitsnormen vorgeschriebenen Grenzen aufweisen. Vorzugsweise ist Stahl als Blechwerkstoff vorgesehen, da sich das Umlenkelement mit diesem dank seiner guten Verformbarkeit bei ausreichender Festigkeit besonders einfach herstellen läßt.

Die Anordnung der Walze an einem Umlenkelement, das von einem umgeformten Blechteil gebildet ist, wird bei vertretbaren Außenabmessungen der Umlenkeinrichtung vorzugsweise dadurch ermöglicht, dass die Walze in einer Ausnehmung im Umlenkelement angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich einen entsprechenden Rahmen für die Aufnahme der Walze auszubilden, bei dem sich die Außenkontur der Umlenkeinrichtung nicht vergrößert. Der Rahmen wird dabei vorzugsweise von zwei seitlich der Walze entlang ihrer Drehachse verlaufenden Rahmenabschnitten des Umlenkelements gebildet, welche die Ausnehmung begrenzen. Die Gurtlauffläche ist im Bereich der Walze also mithin auch von zumindest einem Teil wenigstens eines der Rahmenabschnitte gebildet. Der Gurt läuft dann im Bereich der Walze somit auch teilweise auf dem Umlenkelement.

Besonders einfache und daher kostengünstige Varianten der Erfindung zeichnen sich dadurch aus, dass die Walzenachse in durch Umformung des Umlenkelements erzeugten Laschen gelagert ist. Dies läßt sich beispielsweise einfach dadurch erreichen, dass nur ein Teil des für die Ausnehmung erforderlichen Blechmaterials entfernt wird und das verbleibende, noch in die Ausnehmung hineinragende Material dann in einem weiteren Schritt zur Ausbildung der Laschen in die entsprechende Position gebogen wird.

Bevorzugt ist Walze derart ausgebildet und angeordnet, dass sie die Kontur des Umlenkelements im Bereich der Lauffläche des Gurtes fortsetzt, um eine möglichst gleichmäßige Verformung und damit Belastung des Gurtes beim Laufen über die Gurtlauffläche sicherzustellen. Weiterhin ist sie bei vorteilhaften Varianten derart ausgebildet und angeordnet, dass sie in einem Schnitt quer zu ihrer Drehachse wenigstens 20%, vorzugsweise wenigstens 40% der Lauffläche für den Gurt bildet.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Umlenkeinrichtung zeichnen sich dadurch aus, dass wenigstens der von dem Umlenkelement gebildete Gurtlaufabschnitt mit einer den Reibungswiderstand reduzierenden Beschichtung versehen ist. Diese bringt ebenfalls die schon im Zusammenhang mit der Walze beschriebenen Vorteile hinsichtlich Bedienungskomfort und Sicherheit im Crashfall mit sich.

Es können alle bekannten herkömmlichen Beschichtungswerkstoffe eingesetzt werden, die eine entsprechende Reduzierung des Reibungswiderstands gewährleisten. So kann das Umlenkelement beispielsweise verchromt sein. Bevorzugt ist als Beschichtungswerkstoff ein Fluorpolymersystem, insbesondere ein verstärktes Fluorpolymersystem, vorgesehen ist, da sich mit diesem bei ausreichender Standfestigkeit besonders gute Reibbeiwerte erzielen lassen.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug mit einer schmalen Trägereinheit der Fahrzeugkarosserie, bei dem in die Trägereinheit eine erfindungsgemäße Umlenkeinrichtung integriert ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein Kraftfahrzeug, wobei die Trägereinheit ist die B-Säule des Kraftfahrzeugs ist.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Ausführung aus Fig. 1 entlang Linie II-II aus Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Umlenkeinrichtung 1 für einen Sicherheitsgurt mit einem Umlenkelement 2. Dieses Umlenkelement 2 besteht aus einem umgeformten Stahlblechteil. Das Umlenkelement 2 weist eine langgestreckte Gurtöse 3 auf, die zu Durchführen eines Gurtes dient. Die Gurtöse 3 weist dabei einen Gurtlaufabschnitt 4 auf, der die Lauffläche für den Gurt bildet, auf dem der Gurt also bei seiner Betätigung läuft.

Das Umlenkelement 2 weist weiterhin einen Schwenkpunkt 5 auf, der durch eine Befestigungseinrichtung in Form einer Bohrung 6 definiert ist. Mit Hilfe dieser Bohrung 6 und einem durch diese hindurchgeführten Befestigungselement kann die Umlenkeinrichtung 1 an einer Trägereinheit einer Fahrzeugkarosserie schwenkbar befestigt werden.

Ein Teil des Gurtlaufabschnitts 4 ist von einer Walze 7 gebildet, die in einer Ausnehmung 8 des Umlenkelements 2 angeordnet ist. Die Walze ist dabei drehbar auf einer Achse 9 gelagert. Diese Achse 9 ist wiederum in Laschen 10 gelagert, die durch Umformung des das Umlenkelement 2 bildenden Blechteils erzeugt wurden. Zur Ausbildung der Ausnehmung 8 wurde während der Herstellung des Umlenkelements 2 zunächst ein Teil des Materials durch Ausstanzen entfernt und das Material für die Laschen 10 abschnittsweise so von dem übrigen Blech des Umlenkelements 2 getrennt, dass diese dann später zur Freigabe der Ausnehmung 8 in ihre gezeigte Position gebogen werden konnten.

Wie den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, ist die Walze 7 derart angeordnet, dass sie die Kontur des Umlenkelements 2 im Bereich der Lauffläche des Gurtes fortsetzt. Hierdurch ist sichergestellt, dass der Gurt bei seiner Betätigung einer im wesentlichen gleichmäßigen Verformung unterworfen ist, was sich vorteilhaft auf seine Standzeit auswirkt.

Wie Fig. 2 entnehmen ist, bildet das Umlenkelement 2 einen Rahmen um die Walze 7. Dieser ist im Bereich der Walze 7 von seitlich der Walze 7 verlaufenden Rahmenabschnitten 11 und 12 gebildet, die sich entlang der Drehachse der Walze 7 erstrecken und so eine ausreichende Festigkeit des Umlenkelements 2 in diesem Bereich sicherstellen, ohne die Abmessungen des Umlenkelements 2 zu erhöhen.

Wie Fig. 2 weiterhin zu entnehmen ist, ist die Walze 7 derart ausgebildet und angeordnet, dass sie in einem Schnitt quer zu ihrer Drehachse etwa 40% der Lauffläche für den Gurt bildet. Mit anderen Worten ist ein Teil der Lauffläche für den Gurt von den Rahmenabschnitten 11 und 12 gebildet.

Das Umlenkelement 2 ist vollständig mit einer Beschichtung aus einem verstärkten Fluorpolymersystem beschichtet, welche die Reibung zwischen dem Gurt und den Abschnitten des Umlenkelements 2, auf denen er läuft, stark reduziert. Hierbei handelt es sich um eine dünne Beschichtung mit einer Schichtdicke von 15 µm, was sich vorteilhaft auf die Wärmeabfuhr zum darunter liegenden Umlenkelement 2 auswirkt. Als Beschichtungswerkstoff ist das verstärkte Fluorpolymersystem mit dem Handelsnamen ChemCoat 1012 der Firma Impreglon Deutschland GmbH verwendet.

Mit diesem Beschichtungswerkstoff kann ein statischer Reibbeiwert gegen unbehandelten Normalstahl von 0,09 bei einer Oberflächenrauhigkeit von Ra = 2 bis 5 µm erzielt werden, die sich bei Gebrauch durch Polieren noch weiter reduziert. Der dynamische Reibbeiwert entspricht dabei nahezu dem statischen, sodass es zu keiner Ausbildung eines Slipstick-Effekts kommt. Der Beschichtungswerkstoff weist einen der Temperaturbeständigkeit von -40 bis 260°C auf. Er eignet sich damit hervorragend für den vorliegenden Anwendungsfall.

Es versteht sich jedoch, dass bei anderen Ausführungen der vorliegenden Erfindung auch ein anderes verstärktes Fluorpolymersystem mit vergleichbaren Eigenschaften als Beschichtungswerkstoff verwendet werden kann. Weiterhin versteht es sich, dass das Umlenkelement bei anderen Varianten der Erfindung nicht vollständig sondern nur im Bereich der Gurtlauffläche mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sein kann.

Zur Erhöhung der Haftung der Beschichtung auf dem Umlenkelement 2 wurde dieses vor der Beschichtung einer entsprechenden Vorbehandlung unterworfen. Diese umfasst einem ersten Schritt, in dem die zu beschichtende Oberfläche sandgestrahlt wird. Sie umfasst weiterhin einen zweiten Schritt, in dem die zu beschichtende Oberfläche kugelpoliert wird. Die Oberfläche weist dabei weiterhin eine unregelmäßige Oberflächenstruktur auf, die ein vollflächiges Anliegen des Gurtes verhindert, wodurch sich die im Betrieb auftretende Gesamtreibkraft noch weiter reduziert.

Es versteht sich, dass die zu beschichtende Oberfläche bei anderen Varianten auch anderen Vorbehandlungen unterzogen sein kann, mit denen eine entsprechende Erhöhung der Haftung der Beschichtung an der Oberfläche erzielt werden kann.

Die in Fig. 1 gezeigte Umlenkeinrichtung 1 ist zur Integration in die B-Säule eines Pkws ausgebildet, d. h. sie kann von außen unsichtbar, beispielsweise unter der Verkleidung der B-Säule angeordnet werden. Hierzu ist sie durch die besondere Lage des Schwenkpunkts 5 und durch die Gestaltung ihrer Außenkontur an den im Bereich einer solchen schmalen Trägereinheit eines Fahrzeugs, wie die B-Säule darstellt, zur Verfügung stehenden geringen Bauraum angepasst. Gegenüber den bekannten Umlenkeinrichtungen ist hierzu der Schwenkpunkt 5 in Richtung der Gurtlauffläche 4 so weit verlagert, dass sich ein entsprechend kleiner durch die Außenkontur des Umlenkelements 2 definierter Schwenkradius des gesamten Umlenkelements 2 ergibt, der eine Integration in die Trägereinheit, d. h. die B-Säule eines Fahrzeugs ermöglicht.

Der Versatz des Schwenkpunkts 5 ist so gering gewählt, dass ein so genanntes Überschlagen des Umlenkelements 2 im Crashfall, d. h. ein übermäßiger Schwenkwinkel der Umlenkeinrichtung 1 während des Crashs verhindert ist. Die Position der Bohrung 6 ist im gezeigten Beispiel so gewählt, dass die Bohrung in die Verbindungslinie der beiden Konturen 13 und 14 der Gurtöse 3 hineinragt. Es versteht sich jedoch, dass der Schwenkpunkt bezüglich der Gurtöse bei anderen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Umlenkeinrichtung je nach der vorgesehenen Querabmessung der Gurtöse auch anders angeordnet sein kann, insbesondere nicht bis an eine vergleichbare Verbindungslinie der Konturen der Gurtöse heranreichen kann.

Die Außenkontur des Umlenkelements 2 ist in den Umfangsbereichen 15 und 1 6 derart abgeflacht, dass sie beim Verschwenken des Umlenkelements 2 bezüglich des Schwenkpunkts 5 einen Radius definiert, der kleiner ist als die Querabmessung, die für die Integration in die B-Säule zur Verfügung steht. Die Abflachung geht dabei so weit, wie für den im Einsatz zu erzielenden maximalen Schwenkwinkel erforderlich ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Umlenkeinrichtung für einen Sicherheitsgurt zur Anordnung im Bereich einer schmalen Trägereinheit einer Fahrzeugkarosserie, insbesondere im Bereich der B-Säule eines Kraftfahrzeugs, mit einem zur schwenkbaren Anordnung im Bereich der Trägereinheit vorgesehenen Umlenkelement (2), das einen zumindest abschnittsweise die Lauffläche für den Gurt bildenden Gurtlaufabschnitt (4) aufweist, in dessen Bereich wenigstens eine, einen Teil der Lauffläche für den Gurt bildende, drehbar gelagerte Walze (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umlenkelement (2) von einem umgeformten Blechteil gebildet ist.
  2. 2. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stahl als Blechwerkstoff vorgesehen ist.
  3. 3. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) in einer Ausnehmung (8) im Umlenkelement (2) angeordnet ist.
  4. 4. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenachse (9) in durch Umformung des Umlenkelements erzeugten Laschen (10) gelagert ist.
  5. 5. Umlenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die Kontur des Umlenkelements (2) im Bereich der Lauffläche des Gurtes fortsetzt.
  6. 6. Umlenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie in einem Schnitt quer zu ihrer Drehachse wenigstens 20%, vorzugsweise wenigstens 40% der Lauffläche für den Gurt bildet.
  7. 7. Umlenkeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gurtlaufabschnitt (4) mit einer den Reibungswiderstand reduzierenden Beschichtung versehen ist.
  8. 8. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtungswerkstoff ein Fluorpolymersystem, insbesondere ein verstärktes Fluorpolymersystem, vorgesehen ist.
  9. 9. Fahrzeug mit einer schmalen Trägereinheit der Fahrzeugkarosserie, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Trägereinheit eine Umlenkeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.
  10. 10. Fahrzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Kraftfahrzeug ist und die Trägereinheit die B-Säule eines Kraftfahrzeugs ist.






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