Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurt mit einem Dämpfungselement enthaltend dilatante Flüssigkeiten sowie die Verwendung eines Dämpfungselements enthaltend dilatante Flüssigkeiten als Klemmvorrichtung in einem Sicherheitsgurt.

Während eines Unfalls wird das Fahrzeug z.B. durch Kollision mit anderen Fahrzeugen oder Gegenständen stark abgebremst bzw. beschleunigt. Aufgrund der Massenträgheit bewegen sich die Insassen mit der ursprünglichen Geschwindigkeit weiter, d.h. ohne Sicherheitsgurt kann ein Aufprall auf das Lenkrad oder die Frontscheibe erfolgen. Durch den Sicherheitsgurt, gegebenenfalls in Kombination mit Gurtstraffer und Gurtkraftbegrenzer kann das Risiko eines Aufpralls verringert werden.

Der prinzipielle Aufbau eines Sicherheitsgurts kann z.B. der DE 100 49 003 entnommen werden.

Beim starken Abbremsen eines Fahrzeugs muss somit das Abrollen des Sicherheitsgurts verhindert werden, was üblicherweise durch mechanische Bauteile (Klemmung) realisiert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war deshalb, das Abrollen des Sicherheitsgurts bei starkem Bremsen durch eine einfache Klemmvorrichtung zu bewerkstelligen.

Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich ein Dämpfungselement enthaltend dilatante Flüssigkeiten hervorragend als Klemmvorrichtung für diesen Zweck eignet.

Aus der Literatur (DE 30 25 562, DE 34 33 085, DE 39 17 456) sind dilatante Polymerdispersionen bekannt. Solche Polymerdispersionen weisen einen charakteristischen Schubspannungsverlauf auf, der dadurch gekennzeichnet ist, dass beim Überschreiten einer kritischen Schergeschwindigkeit ein Anstieg der Schubspannung um den Faktor 1000 erfolgt. Der zeitliche Anstieg der Schubspannung erfolgt erfahrungsgemäß bei nur kleiner Überschreitung von innerhalb 10^–3 bis 10^–2 Sekunden.

Als dilatante Flüssigkeiten können Dispersionen wie sie in DE 39 17 456 und DE 30 25 562 beschrieben sind eingesetzt werden. Die Dispersionen setzen sich beispielsweise aus Emulsionscopolymerisaten und Metallsalzen zusammen.

Die Emulsionscopolymerisate können insbesondere aus

• • 1 bis 10 Gew.-% &agr;,&bgr;-monoolefinisch ungesättigte Mono- und/oder Dicarbonsäuren wie Acryl-, Methacryl-, Malein- und/oder Fumarsäure und
• • 99 bis 90 Gew.-% andere olefinisch ungesättigte Monomere wie Styrol, C₁-C₆-Alkylacrylate wie Methylmethacrylat und
• • gegebenenfalls von 5 bis 30 Gew.-% eines Carbonsäureallylester-Monomers mit 2 oder mehr copolymerisierbaren Doppelbindungen wie beispielsweise Diallylphthallat

Als Metallsalze werden in der Regel 0,1 bis 30 Gew.-% bezogen auf die Copolymerisate an Metalloxiden, -hydroxiden, -halogeniden, -carbonaten, -hydrogensulfaten, sulfaten und/oder -phosphaten zugesetzt.

Weiterhin enthalten die dilatanten Flüssigkeiten Verdünnungsmittel wie Alkohole, Glykole, Di- und Triglykole, Formamid und insbesondere Wasser.

Beispiele für genaue Rezepturen dilatanter Flüssigkeiten können den Schriften DE 30 25 562 und DE 39 17 456 entnommen werden.

In diesem überkritischen Bereich kann die dilatante Dispersion somit zur Übertragung von Schubspannungen durch Rotationsbewegung und/oder Translationsbewegungen verwendet werden. Ein Verfahren zur Übertragung von Schubspannungen durch Rotationsbewegungen und/oder Translationsbewegungen sich relativ zueinander bewegender Flächen mit dazwischen befindlichen, scherverdickender Medien ist Gegenstand der DE 31 48 888. Hier werden auch verschiedene Beispiele für mögliche Ausführungsformen solcher Module erläutert: So können die kritischen und unterkritischen Schergeschwindigkeitsbereiche

• 1. durch konzentrische Drehung eines Kreiszylinders und dessen exzentrische Lagerung gegenüber der Gehäusebohrung;
• 2. durch exzentrische Drehung eines Kreiszylinders und dessen konzentrische Lagerung gegenüber der Gehäusebohrung;
• 3. durch konzentrische Drehung eines Rotationskörpers mit über dem Umfang variablem, z.B. elliptischem Durchmesser und dessen konzentrischer Lagerung gegenüber der Gehäusebohrung;
• 4. durch konzentrische Drehung eines Kreiszylinders und dessen konzentrische Lagerung in einer Gehäuseöffnung mit über den Umfang variablen Abmessung;
• 5. durch konzentrische Drehung einer oder mehrerer, in radialer Richtung angeordneter, z.B. kreisförmiger Scherflächenelemente und deren z.B. exzentrische Lagerung gegenüber dem Gehäuse. In dieser Ausführungsform lässt sich das übertragene Drehmoment vervielfachen, bzw. die spezifische Scherbelastung des Fluids verringern

In den obengenannten Ausführungsformen lassen sich bei Verwendung von dilatanten Flüssigkeiten wie sie in der DE 39 17 456 beschrieben sind, sehr hohe Schubspannungen (100000 bis 1000000 Pa) erreichen. Bei einer einfachen Anordnung bestehend aus einer zylindrischen Gehäusebohrung und einem darin eintauchenden Zylinder beispielsweise von der Höhe 0,1 m und Radius 0,05 m kann damit eine Kraft von ca. 6 kN übertragen werden. Diese Kraft ist ausreichend um einen Menschen mit 80 kg Körpergewicht im Falle eines Unfalls abzufangen. Insbesondere bevorzugt ist die Verwendung eines Dämpfungselements mit einem Volumen von 0,05 bis 2 Liter.

Der Spalt zwischen Gehäuse und Metallzylinder soll dabei vorzugsweise zwischen 0,1 und 5 mm betragen. Es können auch Dispersionen verwendet werden, bei denen der Übergang vom unterkritischen in den kritischen Bereich zwischen 0,01 und 100 s^–1 erfolgt.