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Dokumentenidentifikation DE102005059355A1 14.06.2007
Titel Umlenker für einen Sicherheitsgurt
Anmelder Autoliv Development AB, Vargarda, SE
Vertreter Mayer, Frank und Schön, 75173 Pforzheim
DE-Anmeldedatum 09.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005059355
Offenlegungstag 14.06.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.06.2007
IPC-Hauptklasse B60R 22/24(2006.01)A, F, I, 20051209, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Umlenker für einen Sicherheitsgurt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Umlenker ist beispielsweise aus der gattungsbildenden DE 100 11 725 C1 bekannt. Ein seit langem bekanntes Problem im Zusammenhang mit Sicherheitsgurten ist das sogenannte Umschlagen des Umlenkers, welches dem Lastfall bei ungünstigen Konstellationen auftreten kann. Es ist bekannt, dass die Wahrscheinlichkeit des Umschlagens dadurch verringert werden kann, dass ein großer Abstand zwischen der Umlenkkante, über die das Gurtband läuft, und dem Befestigungspunkt, an dem der Umlenker um eine Befestigungsachse schwenkbar an der Fahrzeuginnenstruktur befestigt ist, relativ groß gewählt wird. Dem entgegen steht jedoch die allgemeine Forderung, den Umlenker so kompakt wie möglich zu gestalten. Ein weiteres Kriterium ist, dass im normalen Betriebszustand das Gurtband sehr leicht über den die Umlenkkante aufweisenden Walkholm laufen soll, da dies ein wesentliches Komfortmerkmal ist.

Die gattungsbildende DE 100 11 725 C1 schlägt unter anderem vor, den Umlenker teilweise plastisch deformierbar auszugestalten, um somit zu erreichen, dass sich die Geometrie des Umlenkers bei Überschreiten einer vorbestimmten Gurtkraft verändert, wodurch die Gefahr des Umschlagens reduziert werden soll.

Ausgehend von diesem Stand der Technik stellt sich die hier vorliegende Erfindung die Aufgabe, einen gattungsgemäßen Umlenker dahingehend weiterzubilden, dass die Gefahr des Umschlagens im Falle eines Unfalls weiter reduziert wird, wobei der Komfort im normalen Betriebszustand nicht eingeschränkt werden soll.

Diese Aufgabe wird durch einen Umlenker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Der Umlenker weist eine Befestigungsplatte mit einem Befestigungspunkt auf, über den der Umlenker in der Regel schwenkbar an der Innenstruktur des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Dieser Befestigungspunkt ist zumeist durch eine Durchbrechung in der Befestigungsplatte definiert, durch die sich im montiertem Zustand eine Schraube erstreckt, deren Mittelachse die Befestigungsachse definiert. An dieser Befestigungsplatte ist mittels Armen der Walkholm verbunden welcher eine Oberfläche aufweist. Der dem Befestigungspunkt zugewandte Abschnitt dieser Oberfläche bildet die Umlenkkante für das Gurtband.

Erfindungsgemäß ist der Walkholm um eine Walkholmachse schwenkbar an der Befestigungsplatte befestigt. Die Walkholmachse erstreckt sich hierbei im Wesentlichen senkrecht zur Befestigungsachse des Umlenkers, schneidet diese jedoch nicht. Beim Überschreiten einer durch das Gurtband eingeleiteten Grenzkraft schwenkt der Walkholm in einer Rotationsbewegung um die Walkholmachse um einen vorgegebenen Winkel. Hierdurch wird ein zweiter Betriebszustand erreicht, in dem ein zweiter, vom ersten Abschnitt verschiedener Abschnitt der Oberfläche des Walkholmes in Richtung des Befestigungspunktes weist. Das bedeutet, dass in diesem zweitem Betriebszustand das Gurtband zu einem anderem Oberflächenbereich des Walkholmes Kontakt hat als im ersten Betriebszustand. Hierdurch wird es möglich, die beiden Abschnitte für ihre jeweilige Aufgabe zu optimieren, wobei sich die beiden Abschnitte in Position bezüglich des Befestigungspunktes und/oder in ihrer Geometrie und/oder in ihrer Oberflächenbeschaffenheit voneinander unterscheiden. Entsprechende bevorzugte Möglichkeiten sind in den Unteransprüchen angegeben:

Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 ist es möglich, die geometrische Form der beiden Abschnitte unterschiedlich zu wählen. Hierbei ist es insbesondere zu bevorzugen, dass der erste Abschnitt ein Ausschnitt einer Mantelfläche eines Zylinders ist, so dass die eigentliche Umlenkkante, also die Umkehrlinie des Gurtbandes, eine gerade Linie ist. Der zweite Abschnitt ist vorzugsweise sattelförmig, so dass die Umkehrlinie des Gurtbandes eine nach oben offene konkave Linie bildet. Hierdurch wird im Lastfall eine Zentrierung des Gurtbandes erreicht.

Nach Anspruch 5 ist zumindest der kürzeste Abstand des zweiten Abschnitts von der Walkholmachse geringer als der kürzeste Abstand des ersten Abschnitts von der Walkholmachse. Mit anderen Worten bedeutet dies eine zumindest abschnittsweise Wegverlagerung des Gurtbandes vom Befestigungspunkt im Belastungsfall. Im geometrisch einfachsten Fall kann dies dadurch erreicht werden, dass der Walkholm ein exzentrisch gelagerter Zylinder ist.

Nach Anspruch 7 weist der zweite Abschnitt Querrippen auf, wodurch ein Verrutschen des Gurtbandes beschränkt wird.

Im nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel sind alle diese Merkmale miteinander kombiniert. Es ist jedoch zu betonen, dass sie auch einzeln oder in Unterkombinationen zu einer Verbesserung der Umschlagssicherheit beitragen.

Hierbei zeigen:

1 Eine perspektivische Ansicht eines Umlenkers im ersten Betriebszustand,

2 den Umlenker aus 1 im zweiten Betriebszustand, ebenfalls in perspektivische Darstellung,

3 einen Längsschnitt durch den Umlenker aus 1,

4 einen Längsschnitt durch den Umlenker aus 2,

5 ein Schnitt entlang der Linie D-D aus 3 und

6 ein Schnitt entlang der Linie C-C aus 3,

7 eine Draufsicht auf den Umlenker von oben, wobei die Gurtbandlage im ersten und im zweiten Betriebszustand eingezeichnet ist.

Die 1 und 3 zeigen einen Umlenker für einen Sicherheitsgurt. Der Umlenker weist eine Befestigungsplatte 10 auf, von der sich die beiden Arme 14 erstrecken. Befestigungsplatte 10 und Arme 14 sind einstückig aus Metall hergestellt. In der Befestigungsplatte 10 ist eine Durchbrechung 12 angeordnet, die zur Befestigung des Umlenkers an der Innenstruktur eines Kraftfahrzeugs dient. Im montierten Zustand erstreckt sich durch die Durchbrechung 12 eine Schraube oder ein Bolzen, so dass der Umlenker schwenkbar um die Befestigungsachse B-B an der Fahrzeuginnenstruktur befestigt ist. Der Schnittpunkt dieser Befestigungsachse B-B mit der Ebene der Befestigungsplatte 10 ist somit der Befestigungspunkt P des Umlenkers.

Zwischen den Armen 14 ist der Walkholm 20 gehalten, über dessen Oberfläche im montiertem Zustand ein Gurtband eines Sicherheitsgurtes geführt ist. Befestigungsplatte 10, Arme 14 und Walkholm 20 umschließen somit den Schlitz S, durch den sich das Gurtband erstreckt.

Der Walkholm 20 ist auf der Starrachse 30 befestigt, deren Köpfe 32 drehfest an den Außenseiten der Arme 14 anliegen. Die geometrische Achse der Starrachse 30 ist auch die als Walkholmachse W-W bezeichnete Drehachse des Walkholms 20.

Die 1 und 3 zeigen einen ersten Betriebszustand, in dem der erste Abschnitt 24a der Oberfläche des Walkholms 20 im Wesentlichen in Richtung des Befestigungspunktes P zeigt. Dieser erste Abschnitt 24a der Oberfläche ist reibungsarm ausgebildet und hat – bis auf die Ränder – die Form eines Abschnitts einer Zylindermantelfläche. Ein geringer Reibungskoeffizient zwischen erstem Abschnitt 24a der Oberfläche und dem Gurtband kann durch eine Vielzahl von Maßnahmen erreicht werden: Beispielsweise kann die Oberfläche sehr glatt oder genarbt sein. Weiterhin kommen Beschichtungen (Teflon) oder Oberflächenbehandlungen in Frage. In diesem ersten Zustand, der dem normalen Fahrzustand entspricht, und in dem der Umlenker bis auf einen geringen Anpressdruck des Gurtbandes im Wesentlichen kräftefrei ist, verhält sich der Umlenker wie ein gewöhnlicher Umlenker.

Der Walkholm 20 ist von der in den 1 und 3 gezeigten Stellung in die in den 2 und 4 gezeigte Stellung um die Walkholmachse W-W schwenkbar. Hierbei führt der Walkholm 20 eine Drehung um ca. 180 Grad durch. Wie später näher beschrieben wird, ist der Walkholm 20 in der in 1 gezeigten Stellung arretiert, wobei die Arretierung aufgebrochen wird, wenn die vom Gurtband in Richtung R auf den Walkholm übertragene Kraft einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Diese Grenzkraft ist vorzugsweise durch die im Gurt herrschende Zugspannung definiert. Der Übergang vom im 1 gezeigten ersten Zustand in den in 2 gezeigten zweiten Zustand erfolgt vorzugsweise wenn die Zugkraft im Gurtband einen Wert von 1 bis 2 kN überschreitet. Die Grenzkraft sollte auf jeden Fall so groß gewählt werden, dass der Übergang vom ersten in den zweiten Betriebszustand nur im Crashfall, nicht bereits bei einer Vollbremsung oder ähnlichem stattfindet.

Im in 2 gezeigten zweiten Zustand liegen die auf den Stirnseiten 21 des Walkholms 20 angeordneten Anschlagklötze 22 an den Armen 14 an, so dass die Drehung des Walkholms auf einen gewissen Winkelbereich, hier etwa 180 Grad, beschränkt ist. Wie man durch Vergleich der zum ersten Betriebszustand gehörenden 1 und 3 und den zum zweiten Betriebszustand gehörenden 2 und 4 leicht sieht, besitzt der zweite Abschnitt 24b der Oberfläche des Walkholms 20, welcher im zweitem Betreibszustand im Wesentlichen in Richtung des Befestigungspunktes P weist, unter mehreren Gesichtspunkten andere Eigenschaften als der erste Abschnitt 24a. Dies wird insbesondere mit Blick auf die 3 und 4 deutlich, welche einen Schnitt durch den Umlenker entlang der Bezugsebene E (s. auch 5 und 6) zeigen.

Die Bezugsebene E ist wie folgt definiert: Die Bezugsebene ist diejenige Ebene, die die Walkholmachse W-W beinhaltet und senkrecht zur Befestigungsachse B-B steht. Die Schnittlinie die der erste Abschnitt 24A der Oberfläche mit dieser Bezugsebene bildet, ist – bis auf den Randbereich – eine gerade Linie. Diese hat einen konstanten Abstand von der Walkholmachse W-W und einen nicht-konstanten Abstand von der Befestigunsachse B-B. Durch diese Geometrie lassen sich die gewohnt guten Komfortwerte bei kompaktem Bauvolumen erzielen.

Im in den 2 und 4 gezeigten zweitem Betriebszustand bildet der zweite Abschnitt 24b die Auflagefläche für den Gurt. Man sieht, dass die Schnittlinie zwischen Bezugsebene und zweitem Abschnitt 24b der Oberfläche eine konkave Linie, in dieser Ausführungsform nämlich ein Kreisabschnitt mit konstantem Abstand r von der Befestigungsachse B-B ist. Eine andere elliptische Formgebung ist jedoch ebenso möglich. Weiterhin ist der zweite Abschnitt tailliert, siehe hierzu 7. Durch diese Formgebung wird eine Zentrierung des Gurtbandes im Lastfall erreicht. Man sieht weiterhin, dass der kürzeste Abstand zwischen der Walkholmachse W-W und dem zweiten Abschnitt 24b der Oberfläche geringer ist als der konstante Abstand des ersten Abschnitts 24a. Dieser ist in 4 gestrichelt eingezeichnet. Der maximale Abstand zwischen Befestigungspunkt beziehungsweise Befestigungsachse und Oberfläche des Walkholms 20 wird somit gegenüber im ersten Zustand vergrößert, was aus geometrischen Gründen ein Umschlagen des Umlenkers erschwert.

Als dritten Punkt weist der zweite Abschnitt 24b Querrippen 26 auf, die ein Querrutschen eines Gurtbandes erschweren und somit die Zentrierung unterstützen.

Die 7 zeigt eine Draufsicht auf den Umlenker von oben im zweiten Betriebszustand. Hierbei ist gestreichelt die Gurtbandlage im ersten Betriebszustand und mit durchgezogener Linie die Gurtbandlage im zweiten Betriebszustand, sowie die Zugrichtung Z im Belastungsfall dargestellt. Durch die konkave und taillierte Oberflächengeometrie liegt das Gurtband im zweiten Betriebszustand – also bei Belastung – an den Punkten A und B mit erhöhter Anlagekraft an der Oberfläche an und die maximale Länge der Anlagefläche wird vergrößert. Diese Verlängerung der Anlagefläche in der Verbindungslinie A-B und die Verlagerung der endseitigen Druckpunkte führen zu einer zusätzlichen Zentrierung.

Den 5 und 6, welche Schnitte entlang der Ebenen D-D bzw. C-C aus 3 sind, ist zu entnehmen, wie in diesem Ausführungsbeispiel die Arretierung des Walkholms 20 im ersten Betriebszustand erreicht wird. An der Starrachse 30 ist eine Nase 34 angeordnet, die in eine Ausnehmung des Walkholmes 20 ragt. Diese Ausnehmung ist von einer Ausbrechrippe 29 in einen ersten Bereich 28 und einen zweiten Bereich unterteilt, der im in 5 gezeigten erstem Betriebszustand von der Nase 34 vollständig ausgefüllt ist. Übersteigt nun das vom Gurtband auf den Walkholm 20 übertragene Drehmoment einen vorbestimmten Wert, so bricht die Ausbrechrippe 29 und der Walkholm 20 dreht sich um die Starachse 30, bis die die Anschlagsklötze 22 an den Armen 14 anliegen.

Das hier gezeigte Ausführungsbeispiel arbeitet also irreversibel; es sind jedoch auch reversible Ausführungsformen denkbar, bei denen die Drehung des Walkholmes 20 gegen die Kraft einer oder mehrerer Federn erfolgt. Eine Begrenzung des Drehwinkels ist auch in diesem Fall durch die Anschlagsklötze 22 gewährleistet.

Auch wenn der Walkholm seine Endposition nicht erreicht – dies ist insbesondere im Fall einer reversibel arbeitenden Anordnung möglich –, so ist auch dann eine Tendenz zum Umschlagen deutlich reduziert, da bereits der Abstandsunterschied zwischen Befestigungsachse und Oberfläche des Walkholms und die konkave Formgebung teilweise greift und/oder die Rippen bereits teilweise im Eingriff mit dem Gurtband sind.

Die 6 zeigt einen Schnitt entlang der Schnittebene C-C. Man sieht hier sehr gut, dass der Walkholm in der Mitte einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt hat, der jedoch exzentrisch bezüglich der Walkholmachse ist.

10
Befestigungsplatte
12
Durchbrechung
14
Arm
20
Walkholm
21
Stirnseite
22
Anschlagklotz
24
Oberfläche
24a
erster Abschnitt
24b
zweiter Abschnitt
26
Querrippe
28
erster Bereich der Ausnehmung
28a
Anschlag
29
Ausbrechrippe
30
Starrachse
32
Kopf
34
Nase
P
Befestigungspunkt
B-B
Befestigungsachse
W-W
Walkholmachse
E
Bezugsebene
S
Schlitz
r
Radius


Anspruch[de]
Umlenker für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs mit einer Befestigungsplatte (10) mit einem Befestigungspunkt (P) zur Befestigung des Umlenkers an der Innenstruktur eines Kraftfahrzeugs und einem mittels Armen (14) mit der Befestigungsplatte (10) verbundenen Walkholm (20) mit einer Oberfläche zur Umlenkung eines Gurtbandes, wobei die Oberfläche einen ersten Abschnitt (24a) aufweist, welche in einem kräftefreien ersten Betriebszustand im Wesentlichen in Richtung des Befestigungspunktes (P) weist, dadurch gekennzeichnet, dass der Walkholm (20) um eine Walkholmachse (W-W) schwenkbar an der Befestigungsplatte befestigt ist, wobei bei Überschreiten einer Grenzkraft der Krafteinleitung eines Gurtbandes in den Walkholm (20) dieser um einen bestimmten Winkel um die Walkholmachse (W-W) schwenkt, so dass ein zweiter Betriebszustand erreicht wird, in dem ein zweiter Abschnitt (24b) der Oberfläche im Wesentlichen in Richtung des Befestigungspunktes (P) weist. Umlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt einer die Walkholmachse (W-W) beinhaltende Bezugsebene (E) mit dem ersten Abschnitt (24a) der Oberfläche eine gerade Linie ist. Umlenker nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnitt einer die Walkholmachse (W-W) beinhaltende Bezugsebene mit dem zweiten Abschnitt (24b) der Oberfläche eine konkave Linie ist. Umlenker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Linie ein Ellipsenabschnitt ist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kürzeste Abstand zwischen dem ersten Abschnitt (24a) der Oberfläche und der Walkholmachse (W-W) größer als der kürzeste Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt (24b) der Oberfläche und der Walkholmachse (W-W) ist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt der Oberfläche reibungsarm ausgebildet ist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt der Oberfläche Querrippen aufweist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Grenzkraft zum Verschwenken des Walkholms durch eine Gurtspannung von 1 bis 2 kN definiert ist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gurtband durch eine Taillierung zumindest des zweiten Abschnitts (24b) der Oberfläche zusätzlich stabilisiert wird.






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