DE2809587A1

DE2809587A1 - Spannvorrichtung fuer einen sicherheitsgurt

Info

Publication number: DE2809587A1
Application number: DE19782809587
Authority: DE
Inventors: John Bottrill; Sussex Chichester; Patrick Mes Corney; Peter Alan Longland
Original assignee: Britax Wingard Ltd
Current assignee: SMR Automotive Mirrors UK Ltd
Priority date: 1977-03-09
Filing date: 1978-03-06
Publication date: 1978-09-14
Also published as: FR2382903A1

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Spannvorrichtung für einen Sicherheitsgurt, um automatisch die Spannung in einem Sicherheitsgurt bei einem Unfall mit einem Zusammenstoß zu erhöhen.

Wenn ein Sicherheitsgurt eng anliegend getragen wird, wird ein solcher Gurt bei einem Unfall weniger beansprucht als es dann der Fall ist, wenn der Gurt relativ locker getragen wird. Außerdem läßt sich die Bewegung der den Sicherheitsgurt tragenden Person im Innern des Fahrgastraums des Fahrzeugs besser kontrollieren. Der Sicherheitsgurt kann dann Verletzungen bei höheren Bremskräften verhindern und bietet deshalb bei stärkerem Aufprall einen besseren Schutz. Sicherheitsgurte, welche die zur Zeit gültigen europäischen Bestimmungen erfüllen, können einen guten Schutz bei einem Frontalaufprall mit einer Geschwindigkeit von 48,28 km/h (30 Meilen/Stunde) auf einen massiven Gegenstand bieten', nun wird jedoch über bestimmte Untersuchungen berichtet, denen man entnehmen kann, daß Schutz bei einem Aufprall mit einer Geschwindigkeit bis zu 80,46 km/h (50 Meilen/Stunde) möglich wäre, wenn die Sicherheitsgurte ausreichend eng getragen wurden.

Eine Schwierigkeit liegt nun darin, daß es äußerst unpraktisch ist, Sicherheitsgurte so eng zu tragen, da insbesondere bei längeren Fahrten die Sicherheitsgurte dann äußerst unbequem und lästig werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, dieses Problem zu überwinden.

Dies wird erfindungsgemäß durch eine Spannvorrichtung für den Sicherheitsgurt erreicht, um das Gurtband unmittelbar nach einem Zusammenstoß, jedoch vor einer ins Gewicht

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fallenden Bewegung des Fahrzeuginsassen relativ zu seinem Sitz nach vorne um den Körper des Fahrzeuginsassen eng anzuziehen. Im allgemeinen stehen ungefähr 20 msek. zur Verfügung, in denen eine solche Spannvorrichtung betätigt werden kann.

Im einzelnen schafft die vorliegende Erfindung eine Spannvorrichtung für einen Sicherheitsgurt, die sich durch einen an einem Fahrzeug anbringbaren Kollisionsfüher, ein Teil, das an dem Sicherheitsgurt befestigt und bewegt werden kann, um eine erhöhte Spannung auf den Sicherheitsgurt auszuüben, sowie eine auf den Kollisionsfühler ansprechende Einrichtung auszeichnet, die eine rasche Bewegung des Teils bewirkt, um bei einem Unfall mit einem Zusammenstoß, auf den der Fühler anspricht, die erhöhte Spannung auszuüben.

Der Kollisionsfühler kann außen oder innen an dem Fahrzeug angebracht werden', zweckmäßigerweise befindet er sich an einer solchen Stelle, daß er auf einen Zusammenstoß reagieren kann. Ein sogenannter "externer" Kollisionsfühler kann beispielsweise an der Vorderseite des Fahrzeugs angebracht werden, so daß er direkt durch den Zusammenstoß zwischen der Vorderseite des Fahrzeugs und einem anderen Gegenstand ausgelöst wird. Es können beispielsweise auch mehrere Kollisionsfühler verwendet werden, die "strategisch" am vorderen Ende und möglicherweise auch am hinteren Ende und jeder Seite des Fahrzeugs angeordnet sind. Ein solcher Kollisionsfühler kann beispielsweise nach folgendem Prinzip arbeiten: Wenn bei einem Aufprall eine Kraft entsteht, die über einem vorher bestimmten Wert liegt, wird ein elektrischer Schalter geschlossen, der in Reihe mit der Batterie des Kraftfahrzeuges und einem Solenoid für die Betätigung des Teils liegt. In einem mit fluiden Medien arbeitenden Analagon zu einer solchen Ausführungsform erzeugt der Fühler einen Druckimpuls, um ein Fluidik-Betätigungsglied

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auszulösen, wenn die Aufprallkraft den vorher bestimmten Wert übersteigt. Eine mechanische Verbindung, wie beispielsweise ein Kabel, kann ebenfalls verwendet werden.

Ein im Innern des Fahrzeugs angebrachter Kollisionsfühler kann aufgrund der Bewegung einer Trägheitsmasse, wie beispielsweise eines sogenannten "Kugel-in-Pfanne" Mechanismus, ansprechen, die so ausgelegt und eingestellt ist, daß sie auf eine Beschleunigungskraft reagiert, die den vorher bestimmten Wert übersteigt. Ein solcher Mechanismus kann wiederum einen elektrischen Schalter schließen, einen Druckimpuls erzeugen oder direkt auf eine mechanische Verbindung wirken, wie oben erläutert wurde.

Der Ausdruck "rasche Bewegung", wie er in dieser Beschreibung zur Erläuterung der Erfindung verwendet wird, soll alle praktischen Fälle umfassen, in denen sich das Teil in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Kollisionsfühlers rasch genug bewegt, um den Sicherheitsgurt zu spannen, so daß der Sicherheitsgurt über dem Körper des Fahrzeuginsassen angezogen wird, bevor sich der Körper nach dem Zusammenstoß wesentlich relativ zu dem Fahrzeugsitz bewegen kann.

Die auf den Kollisionsfühler ansprechende Einrichtung kann einen Kolben und einen Zylinder aufweisen, wobei die Bewegung des Kolbens in dem Zylinder verwendet wird, um die erhöhte Spannung auf den Sicherheitsgurt auszuüben. Beispielsweise kann der Zylinder eine Einrichtung enthalten, die sich beim Empfang eines Signals von dem Kollisionsfühler rasch ausdehnt. Eine solche Einrichtung kann beispielsweise" eine Sprengstoffladung oder eine vorher zusammengedrückte Feder sein. In jedem Fall wird diese Einrichtung in geeigneter Weise in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal expandiert, das durch den Kollisionsfühler erzeugt wird, nachdem die vorher bestimmte Aufprallkraft überschritten worden ist. Ein solches Signal

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kann eine Sprengstoffladung zur Zündung bringen oder bei Verwendung einer zusammengedrückten Feder bewirken, daß ein Solenoid eine Rast freigibt, wie beispielsweise einen Gelenkmechanismus, der aus zusammenklappbaren Hebeln besteht.

Dieses Teil kann mit einem Rückzugsglied für den Sicherheitsgurt gekoppelt werden, wodurch der Sicherheitsgurt angezogen wird, indem er auf das Rückzugsglied zurückgespult wird, nachdem der Kollisionsfühler angesprochen hat. Beispielsweise kann das Teil mit dem Rückzugsglied durch eine Kupplungsanordnung gekoppelt sein. Die Kupplungsanordnung wird durch die rasche Bewegung des Teils betätigt, um mit einem Antrieb in dem Rückzugsglied in Eingriff zu kommen, so daß der Sicherheitsgurt auf eine Speicherwelle gewickelt wird. Das Teil zieht in geeigneter Weise einen Draht an, der auf eine durch eine Kupplung mit der Sicherheitsgurtspeicherwelle verbundene Trommel gewickelt wird. Dieses Rückzugsglied kann den herkömmlichen Aufbau haben, das heißt, es kann beispielsweise ein sogenannter "Trägheitsarretiermechanismus" und/oder ein "Gurtentnahmearretiermechanismus" verwendet werden. Ein solcher Arretiermechanismus enthält im allgemeinen eine Trägheitsmasse, die auf eine Beschleunigung des Fahrzeugs oder einen plötzlichen Abzug des Gurtes anspricht (ein solcher Mechanismus kann auch ein Zentrifugalmassensystem enthalten), so daß eine Sperrklinke mit einem Schalt- bzw. Klinkenrad in Eingriff gebracht wird, das fest mit der Gurtspeicherwelle verbunden ist, um das Rückzugsglied zu arretieren.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann sich das Teil nur in einer Richtung bewegen, so daß der Sicherheitsgurt nicht freigegeben wird, nachdem die Spannung erhöht worden ist. Diese einseitige Bewegung kann durch eine Hemmplatte, ein Schalt- bzw. Klinkenrad oder eine Sperr-

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klinke, federbelastete Hülsen oder ein Einwegventil erreicht werden.

Zweckmäßigerweise kann das Teil durch eine Mitnahmevorrichtung, wie beispielsweise eine Schnalle bzw. ein Befestigungselement, mit einem Sicherheitsgurt gekoppelt sein, wodurch sowohl der Beckenteil als auch der diagonale Teil des Sicherheitsgurtes gleichzeitig gespannt werden können. In ähnlicher Weise kann das Teil gleichzeitig zwei Sicherheitsgurte spannen, die parallel zu dem Teil gekoppelt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Ausführungsform, bei der eine Sprengstoffladung verwendet wird,

Fig. 2 die Verbindung der Ausführungsform nach Figur 1 mit einem Becken- und Diagonal-Sicherheitsgurt,

Fig. 3 eine Spannvorrichtung für einen Sicherheitsgurt mit Zylinder und Kolben, die mit einem Rückzugelement für den Sicherheitsgurt gekoppelt ist,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, die eine vorher zusammengedrückt Feder verwendet,

Fig. 5 eine Ausführungsform, bei der zwei Sicherheitsgurte gleichzeitig gespannt werden können, und

Fig. 6 einen Kollisionsfühler.

Wie sich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, weist eine Spannvorrichtung für einen Sicherheitsgurt einen Zylinder 1 auf,

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der einen mit einer Kolbenstange 3 verbundenen Kolben 2 aufnimmt. Die Kolbenstange 3 verläuft durch eine Lager/ Dichtungs-Anordnung 4 und kann direkt oder indirekt mit einem Sitzgurt (sh. beispielsweise Figur 2 oder Figur 3) verbunden werden. Eine Sprengstoffladung 5 in dem ringförmigen Raum unter dem Kolben kann durch einen elektrischen Impuls, der durch Leitungen 6 angelegt wird, zur Explosion gebracht bzw. gezündet werden. Der elektrische Impuls wird den Leitungen 6 durch eine elektrische Detonationsschaltung zugeführt, die mit einem Kollisionsfühler verbunden ist, der sich nach einer bevorzugten Ausführungsform am vorderen Ende des Fahrzeugs befindet, so daß ein Zusammenstoß des Fahrzeugs zum frühest möglichen Zeitpunkt (sh. Figuren 6a und 6b) festgestellt werden kann.

Eine schräge bzw. geneigte Hemm- bzw. Sperrplatte 7 ist so angeordnet, daß bei einer Bewegung des Kolbens unter der Wirkung der Ladung 5 sich die Kolbenstange 3 frei durch die Öffnung 8 in der Platte bewegen kann, jedoch nicht in ihre Anfangsstellung zurückkehren kann. Dadurch wird ein etwaiger Spannungsverlust im Sicherheitsgurt 13 vermieden, während die den Gurt tragende und im Fahrzeug sitzende Person verschiedenen Kräften unter der Belastung ausgesetzt wird, die bei einer Kollision auftritt. Das obere Ende des Zylinders ist zur Atmosphäre hin offen, da es mit einer Aussparung in einer Sicherheitsgurt-Schnalle bzw. einem Sicherheitsgurt-Befestigungselement 9 in Verbindung steht, die bzw. das eine mit einem Sicherheitsgurt 13 verbundene Zunge 9' aufnimmt. Mindestens eine zusätzliche Entlüftungsöffnung 15 kann jedoch in dem oberen Teil des Zylinders 1 vorgesehen sein, um den Aufbau eines zu starken Drucks zu verhindern, wenn der Kolben 2 plötzlich bewegt wird.

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Figur 2 zeigt die Verwendung der Sitzgurtschnallen 9 in Verbindung mit einem herkömmlichen Sicherheitsgurt 13, der einen Beckengurt und einen Diagonalgurt aufweist. Die in Figur 1 gezeigte Spannvorrichtung für den Sicherheitsgurt ist in den Stiel des Befestigungselementes bzw. der Schnalle eingebaut, das heißt, den Zylinder 1. Diese Anordnung ist zweckmäßig, weil sowohl der Beckengurt als auch der Diagonalgurt gleichzeitig gespannt werden.

Figur 3 zeigt eine Kolben/Zylinder-Anordnung, die der Anordnung nach Figur 1 entspricht und mittels eines flexiblen Drahtes 10 mit einem Rückzugsglied 11 für den Sicherheitsgurt verbunden ist. Das Rückzugsglied 11 kann den herkömmlichen Aufbau haben und enthält einen Arretiermechanismus (nicht dargestellt), der auf Trägheitskräfte und/oder das Abziehen bzw. die Entnahme des Sicherheitsgurtes anspricht. Der Draht 10 wird vorher auf eine Trommel 12 gewickelt. Wenn ein Zusammenstoß festgestellt wird, dient der Kolben dazu, einige Zentimeter des Drahtes 10 einzuziehen ', dadurch dreht sich die Trommel 12 rasch, um den Sicherheitsgurt zurückzuziehen. Die Trommel 12 ist mit der Sicherheitsgurt-Speicher- bzw. Lagerwelle des Rückzugsgliedes 11, auf die der Gurt 13 gewickelt wird, mittels eines Kupplungsmechanismus 14 verbunden, der entweder durch Zentrifugalkräfte, wenn sich die Trommel 12 dreht, oder durch die Drehbeschleunigung der Trommel 12 unter der Wirkung des Kolbens 2 betätigt wird.

Bei dieser Variante kann der Kolben 2 direkt mit dem Draht 10 verbunden werden, so daß keine Kolbenstange 3 benötigt wird. Weiterhin wird in diesem Fall auf die Hemmplatte verzichtet, wobei der Trägheits- und/oder Gurtentnahme-Arretiermechanismus des Rückzugsgliedes 11 verwendet wird, um zu verhindern, daß der Sicherheitsgurt bei einer Beanspruchung ausgegeben wird, das heißt, nach einem Zusammenstoß.

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Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Sprengstoffladung durch eine äußerst starke, vorher zusammengedrückte Feder 20 ersetzt wird. Die Feder 20 wird in der komprimierten Stellung durch einen Gelenkmechanismus gehalten, der aus zwei Stützen bzw. Hebeln 21 und 22 besteht, die gelenkig miteinander verbunden sindj der untere Hebel 21 ist an eine Befestigung angelenkt, die an der oberen Oberfläche des Kolbens 23 ausgebildet ist. Der obere Hebel 22 tritt in eine Kerbe bzw. Vertiefung in der Wand des Zylinders ein', der durch die Kompression entstehende Druck in der Feder 20 bewirkt, daß der Schwenkpunkt 24 unter Druck an der Zylinderwand anliegt, wobei die Hebel nahezu (jedoch nicht vollständig) ausgerichtet sind.

Ein Solenoid 25 wird erregt, wenn ein Zusammenstoß festgestellt wirdj dann zieht dieses Solenoid 25 den Schwenkpunkt 24 gemäß der Darstellung in Figur 4 nach rechts, so daß das Hebelsystem zusammenfällt. Wenn dies geschieht, wird die Energie in der Feder 20 freigesetzt, um den Sicherheitsgurt herauszuziehen. Die Hebelanordnung ermöglicht die Freigabe einer schweren, starken Feder durch eine kleine Auslösekraft.

Eine Vorrichtung, wie sie in Figur 1 oder Figur 4 gezeigt wird, kann in der Mitte eines Fahrzeugs eingesetzt werden, um zwei Schnallen bzw. Befestigungselemente anzuziehen, so daß die beiden Gurte für die Vordersitze durch eine einzige Spannvorrichtung gespannt werden können. In Figur 5 ist eine geeignete Anordnung dargestellt.

Wenn die Spannvorrichtung 26 für den Gurt betätigt wird, wird jedes Befestigungselement 27 zurückgezogen, bis sich jeder Sicherheitsgurt um den jeweiligen Fahrzeuginsassen angezogen hat, oder (wenn einer der Sicherheitsgurte nicht

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getragen wird) bis ein Anschlag 30 mit einem Vorsprung 31 in Berührung kommt. Das Anschlag/Vorsprung-System ermöglicht den normalen Betrieb der Vorrichtung, wenn nur ein Gurt getragen wird', würde ein solches System nicht vorgesehen, so könnte ein gemeinsamer Gurt nur dann korrekt gespannt werden, wenn er durch beide Fahrzeuginsassen getragen wird.

Bei allen Spannvorrichtungen für Sicherheitsgurte wird eine Hemmplatte als "Einwegvorrichtung" verwendet, um eine Rückkehr des Gurtes zu verhindern. Andere Systeme könnten eine solche Anordnung ersetzen, beispielsweise könnten zwei federbelastete Ringe bzw. Hülsen, eine einfache Schaltbzw. Klinken- bzw. Rasteinrichtung oder ein Rückschlagbzw. Sperrventil im Kopf eines Kolbens eingesetzt werden, der sich durch einen hydraulischen Zylinder bewegt.

Figur 3 zeigt eine Spule mit einer linearen Spannvorrichtung. Die lineare Spannvorrichtung kann auch durch eine starke Aufzugs- bzw. Uhr- bzw. Spiralfeder am Ende einer Spindel ersetzt werden, die vorgespannt und bei einem Aufprall freigegeben wird.

Die Figuren 6a bzw. 6b zeigen zwei an der Stoßstange eines Wagens 34 angebrachte Kollisionsfühler 33 bzw. einen Schnitt durch einen der Fühler 33. Wie sich aus Figur 6b ergibt, sind zwei Schaltkontakte 35, 36 normalerweise getrennt, da der Kontakt 36 gerade zu breit ist, um durch ein Loch 37 in einer zylindrischen Halterung 38 zu passen. Eine Feder 39 verhindert Schwingungs- bzw. Erschütterungs-"Rauschen" und wird zwischen dem Kontakt 36 und der Stoßstange 40 zusammengedrückt. Die Kontaktanordnung ist durch einen flexiblen, kuppeiförmigen Deckel 41 bedeckt, der nach vorne von dem Fahrzeug vorsteht.

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Bei einem Zusammenstoß schließt der Aufprall die Kontakte
35, 36, die geschlossen bleiben, weil der Kontakt 36 durch das Loch 37 in der Halterung 38 gedrückt wird. Die Kontakte liegen in Reihe mit der Batterie 42 des Fahrzeuges und mit einer Einrichtung 43, die einen hohen Spannungsimpuls entwickelt, um die Sprengstoffladung 5 (sh. Figur 1) zur
Zündung zu bringen. Auf die Einrichtung 43 kann verzichtet werden, wenn die Leitungen 44 mit dem Solenoid 24 (sh. Figur 4) verbunden sind.

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1. Spannvorrichtung für einen Sicherheitsgurt, gekennzeichnet durch einen an einem Fahrzeug (34) anbringbarenKollisionsfühler (33) , ein Teil, das an einem Sicherheitsgurt (13) befestigt und bewegt werden kann, um exne erhöhte Spannung auf den Sicherheitsgurt (13) auszuüben, und durch eine auf den Kollisionsfühler (33) ansprechende Einrichtung, die eine rasche Bewegung des Teils verursacht, um bei einem Unfall mit einem Zusammenstoß, auf den der Fühler (33) anspricht, die erhöhte Spannung auszuüben . 8 Π 9 8 3 -' '' 0 "/ 3 1

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^AL INSPECItD

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kollisionsfühler (3 3) ansprechende Einrichtung einen Kolben (3) und einen Zylinder (1) aufweist, wobei die Bewegung des Kolbens (3) in dem Zylinder (1) verwendet wird, um die erhöhte Spannung auf den Sicherheitsgurt (13) auszuüben.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) eine Einrichtung (5) enthält, die sich beim Empfang eines Signals von dem Kollisionsfühler (33) rasch ausdehnt.

4. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Sprengstoffladung aufweist.

5. Spannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine vorher zusammengedrückte Feder (20) aufweist.

6. Spannvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal von dem Kollisionsfühler (33) ausgedehnt wird.

7. Spannvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (20) durch Betätigung einer Rast, wie beispielsweise eines zusammenklappbaren Gelenkmechanismus mit mehreren Hebeln, freigegeben wird, die durch ein von einem elektrischen Signal erregtes Solenoid betätigt wird.

8. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil mit einem Rückzugsglied für den Sicherheitsgurt verbunden ist, wobei der Sicherheitsgurt (13) gespannt wird, indem er auf das Rückzugsglied zurückgewunden wird.

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9. Spannvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil mit dem Rückzugsglied durch eine Kupplungsanordnung (14) gekoppelt ist, die bei der Betätigung durch die rasche Bewegung des Teils auslösbar ist, um mit einem Antrieb zu einer Speicherwelle in dem Rückzugsglied in Eingriff zu kommen, auf die der Sicherheitsgurt aufgewickelt wird.

10. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Teil nur in einer Richtung bewegen kann, so daß der Sicherheitsgurt (13) nicht freigegeben wird, nachdem die Spannung erhöht worden ist.

11. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitige Bewegung des Teils durch eine Hemmplatte (7) erreicht wird.

12. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitige Bewegung durch eine Rast erreicht wird.

13. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitige Bewegung durch federbelastete Hülsen erreicht wird.

14. Spannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einseitige Bewegung durch ein Einwegventil erreicht wird.

15. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil mit dem Sicherheitsgurt durch eine Mitnahmevorrichtung gekoppelt werden kann, wodurch

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sowohl der Becken- als auch der Diagonalbereich des Sicherheitsgurtes (14) gleichzeitig gespannt werden können.

16. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil parallel zu zwei Sicherheitsgurten gekoppelt werden kann, so daß die beiden Gurte gleichzeitig gespannt werden können.

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