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Dokumentenidentifikation DE10032801B4 04.01.2007
Titel Integrierbare Gurtumlenkung
Anmelder J & S GmbH Automotive Technology, 14641 Wustermark, DE
Erfinder Janz, Norbert, Dipl.-Ing., 14612 Falkensee, DE
Vertreter Andrejewski, Honke & Sozien, 45127 Essen
DE-Anmeldedatum 28.06.2000
DE-Aktenzeichen 10032801
Offenlegungstag 10.01.2002
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 04.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.01.2007
IPC-Hauptklasse B60R 22/24(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60R 22/18(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Umlenkeinrichtung für einen Sicherheitsgurt mit einem an der B-Säule eines Personenkraftwagens schwenkbar befestigbaren, als umgeformtes Blechteil ausgebildeten Umlenkelement, das einen durch eine Bohrung definierten Schwenkpunkt und eine langgestreckte Gurtöse mit einem eine Lauffläche für den Gurt bildenden Gurtlaufabschnitt aufweist, welcher mit einer den Reibungswiderstand reduzierenden Beschichtung versehen ist.

Derartige Umlenkeinrichtungen werden meist im Zusammenhang mit so genannten Dreipunktgurten in Personenkraftwagen (Pkw) eingesetzt. Im Falle eines Aufpralls des Personenkraftwagens 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 den Lastverlauf in der Umlenkeinrichtung. Die Umlenkeinrichtung muss daher eine entsprechend hohe Festigkeit aufweisen, um diesen Belastungen standhalten zu können.

Eine Umlenkeinrichtung für einen Sicherheitsgurt mit einem an der B-Säule eines Personenkraftwagens schwenkbar befestigbaren, als umgeformtes Blechteil ausgebildeten Umlenkelement, das einen durch eine Bohrung definierten Schwenkpunkt und eine langgestreckte Gurtöse aufweist, ist aus der Druckschrift DE 78 14 486 U1 bekannt. Das einteilig aus einem umgeformten Blechteil gebildete Umlenkelement weist einen unteren Gurtlaufabschnitt auf, der eine Lauffläche für den Gurt bildet und an den seitliche Schenkel des Umlenkelementes im Wesentlichen rechtwinklig anschließen. In einem Crashfall muss gewährleistet sein, dass das Umlenkelement ungehinderte Schwenkbewegungen ausführen kann. Der Schwenkradius des bekannten, durch Umformen eines Blechteils hergestellten Umlenkelementes ist so groß, dass ein verdeckter Einbau des Umlenkelementes in die als schmaler Träger ausgebildete B-Säule eines Kraftfahrzeuges nicht möglich ist.

Aus DE 197 29 759 A1 und DE 199 13 423 C1 sind weitere Umlenkeinrichtungen für einen Sicherheitsgurt bekannt, deren Umlenkelement aus einem auf sich zusammengefalteten rahmenförmigen Blechteil besteht. Das Blechteil weist zwei Seitenschenkel auf, zwischen denen eine Walze zur Führung des Sicherheitsgurtes drehbar gelagert ist. Auch diese Umlenkeinrichtungen sind nicht für einen verdeckten Einbau in die B-Säule eines Kraftfahrzeuges vorgesehen.

Eine Umlenkeinrichtung für einen verdeckten Einbau hinter der Verkleidung einer B-Säule ist in der Druckschrift DE 43 27 717 A1 beschrieben. Das dort beschriebene Umlenkelement weist einen massiven, flachen metallischen Grundkörper mit einer dickwandigen Kunststoffummantelung auf. Bei einem solchen Umlenkelement wird die Lauffläche für den Sicherheitsgurt durch die Kunststoffummantelung gebildet. In einem Crashfall, also im Falle eines Aufpralls des Fahrzeuges auf ein Hindernis, treten hohe Relativgeschwindigkeiten und damit große Reibungskräfte zwischen Gurt und Gurtlauffläche auf. Dies kann zu einer starken Erwärmung einer aus Kunststoff bestehenden Gurtlauffläche führen, wodurch die Festigkeit des Materials beeinträchtigt wird. Darüber hinaus weisen Kunststoffummantelungen häufig herstellungsbedingte Risse auf, die unter den im Crashfall auftretenden Belastungen weiter aufreißen können und zur Folge haben, dass die Kunststoffummantelung teilweise oder völlig abplatzt. Des Weiteren ist die Herstellung des Umlenkelementes mit einem massiven Metallkern und einer dickwandigen Kunststoffummantelung aufwendig und damit teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umlenkeinrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen anzugeben, die kostengünstig zu fertigen ist und die in die B-Säule eines Kraftfahrzeuges integrierbar ist.

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 zugrunde, dass man eine besonders einfach und damit kostengünstig herzustellenden Umlenkeinrichtung erhält, wenn das Umlenkelement von einem umgeformten Blechteil gebildet ist. Es hat sich gezeigt, dass eine Fertigung des Umlenkelements durch Blechumformung auch innerhalb der bei dieser Umformung einzuhaltenden Verformungsgrenzen des Bleches möglich ist, wenn eine entsprechende Anpassung des Umlenkelementes an den bei einer Anordnung des Umlenkelementes unter der Verkleidung der B-Säule zur Verfügung stehenden Bauraum vorgenommen wird.

Diese Anpassung wird erfindungsgemäß vorzugsweise dadurch erzielt, dass die Lage des Schwenkpunktes des Umlenkelementes sowie die Außenkontur an die begrenzten Einbauverhältnisse angepasst wird. Hierbei weist das Umlenkelement gegenüber den bekannten Umlenkelementen aus umgeformtem Blech vorzugsweise einen quer zur Längsrichtung der Gurtöse in Richtung der Gurtlauffläche versetzten Schwenkpunkt auf. Der Versatz ist dabei derart gewählt, dass er zur Anpassung des Umlenkelements an den Bauraum in der Trägereinheit ausreicht, indem ein von der Außenkontur des Umlenkelementes definierter Schwenkradius erzielt wird, der innerhalb der gegebenen Bauraumgrenzen liegt.

Bei bevorzugten Varianten der erfindungsgemäßen Umlenkeinrichtung ist weiterhin vorgesehen, dass der Versatz des Schwenkpunktes derart gewählt ist, dass ein so genanntes Überschlagen des Umlenkelementes im Crashfall, d. h. ein zu großer Schwenkwinkel des Umlenkelementes während des Crashs mit daraus resultierenden ungünstigen Kraft- und/oder Bewegungsverläufen im Umlenkelement bzw. im Gurt verhindert ist. Das Überschlagverhalten bestimmt eine obere Grenze für den Versatz des Schwenkpunktes zur Gurtlauffläche hin, die für den jeweiligen Einsatzfall, d. h. den Fahrzeugtyp mit bekannten Methoden gesondert ermittelt werden kann.

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.

Bei bevorzugten Varianten der Erfindung ist im Bereich des Gurtlaufabschnitts wenigstens eine, einen Teil der Lauffläche für den Gurt bildende, drehbar gelagerte Walze vorgesehen. Hierdurch wird zum einen aufgrund des reduzierten Betätigungswiderstandes eine besonders bequeme Bedienung des Gurtes sichergestellt. 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 dem im Crashfall auftretenden hohen Relativgeschwindigkeiten zwischen Gurt und Gurtlauffläche entstehen kann. Eine unzulässige Erwärmung im Crashfall bringt nicht nur das Risiko einer Beschädigung des Gurtes, beispielsweise durch Aufschmelzungen mit sich, die wiederum das Laufverhalten des Gurtes über die Gurtlauffläche beeinträchtigen, unter Umständen birgt sie auch die Gefahr von Verletzungen der angeschnallten Person.

Die Walze ist in einer Ausnehmung im Umlenkelement angeordnet und in durch Umformung des Umlenkelementes erzeugten Laschen gelagert, wodurch sich die betreffende Umlenkeinrichtung besonders einfach und kostengünstig herstellen lässt.

Die Walze ist derart ausgebildet und angeordnet, dass sie die Kontur des Umlenkelementes 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 der Gurtlaufabschnitt mit einer den Reibungswiderstand reduzierenden Beschichtung versehen ist. Es können alle bekannten herkömmlichen Beschichtungswerkstoffe eingesetzt werden, die eine entsprechende Reduzierung des Reibungswiderstandes gewährleisten. So kann das Umlenkelement beispielsweise verchromt sein. Bevorzugt ist als Beschichtungswerkstoff ein Fluorpolymersystem, insbesondere ein verstärktes Fluorpolymersystem, vorgesehen, da sich mit diesem bei ausreichender Standfestigkeit besonders gute Reibbeiwerte erzielen lassen.

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:

1 eine Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung

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

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 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 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 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 Flurpolymersystem 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 &mgr;m, was sich vorteilhaft auf die Wärmeabfuhr zum darunter liegenden Umlenkelement 2 auswirkt. Als Beschichtungswerkstoff ist das verstärkte Flurpolymeresystem 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 &mgr;m 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 Flurpolymersystem 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 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 des Gurtlaufabschnittes 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 16 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.

Es versteht sich im übrigen, dass bei anderen Varianten der erfindungsgemäßen Umlenkeinrichtung nicht notwendigerweise eine drehbar gelagerte Walze vorgesehen sein muss, wie sie in den 1 und 2 gezeigt ist. Es versteht sich, dass also die gesamte Gurtlauffläche auch allein von der Oberfläche des Umlenkelements gebildet sein kann.


Anspruch[de]
Umlenkeinrichtung für einen Sicherheitsgurt mit einem an der B-Säule eines Personenkraftwagens schwenkbar befestigbaren, als umgeformtes Blechteil ausgebildeten Umlenkelement (2), das einen durch eine Bohrung (6) definierten Schwenkpunkt (5) und eine langgestreckte Gurtöse (3) mit einem eine Lauffläche für den Gurt bildenden Gurtlaufabschnitt (4) aufweist, welcher mit einer den Reibungswiderstand reduzierenden Beschichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkontur des Umlenkelementes (2) derart abgeflachte Umfangsbereiche (15, 16) aufweist, dass sie beim Verschwenken einen Schwenkradius definiert, der eine verdeckte Anordnung des Umlenkelementes (2) unter einer Verkleidung der B-Säule ermöglicht. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gurtöse (3) Konturen (13, 14) aufweist, in deren Verbindungslinie die Bohrung (6) hineinragt. Umlenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Gurtlaufabschnittes (4) eine Walze (7) vorgesehen ist, wobei die Walze (7) zwischen bei der Blechteilumformung erzeugten Laschen (10) drehbar gelagert ist und wobei die Walze (7) eine Ausnehmung (8) des Umlenkelementes (2) so durchfasst, dass sie die Kontur des Umlenkelementes (2) im Bereich der Lauffläche des Sicherheitsgurtes fortsetzt. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie in einem Schnitt quer zur Drehachse wenigstens 20 % der Lauffläche für den Sicherheitsgurt bildet. Umlenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie in einem Schnitt quer zur Drehachse wenigstens 40 % der Lauffläche für den Sicherheitsgurt bildet. Umlenkeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungswerkstoff aus einem Fluorpolymersystem besteht.






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