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Dokumentenidentifikation DE102004006843A1 01.09.2005
Titel Aufblasbarer Sicherheitsgurt
Anmelder Smetan, Herbert, Dipl.-Ing., 66780 Rehlingen-Siersburg, DE
Vertreter Dr.-Ing. W. Bernhardt u. Dipl.-Phys. Dr. R. Bernhardt, 66123 Saarbrücken
DE-Anmeldedatum 11.02.2004
DE-Aktenzeichen 102004006843
Offenlegungstag 01.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.09.2005
IPC-Hauptklasse B60R 21/18
Zusammenfassung In einem aufblasbaren Sicherheitsgurt ist eine mit einem Explosivstoff (16) gefüllte weiche, elastische Kanüle (14) ausgehend von einer Zündvorrichtung verlegt. Die Kanüle (14) weist an ihrer Innenoberfläche sich rillenförmig in Längsrichtung erstreckende Kerben auf.
Ein die Zündung auslösender Strang (15) von geringerer Elastizität als der übrige Gurt ist von der Zündvorrichtung ausgehend in dem Gurt längsbeweglich verlegt und an seinem Ende gehalten.
Als Anwendung auf einen üblichen Sicherheitsgurt, dessen eines Ende neben dem Sitz befestigt ist, dessen anderes Ende an einer nachgebenden, aber gegen schnelles Abziehen des Gurtes sperrenden Wickelrolle befestigt ist und der zwischen den beiden Enden über eine Umlenkung im Schulterbereich und eine Umlenkung im Beckenbereich am Schloß des Gurtes geführt ist, ist vorgesehen, dass die Zündvorrichtung an dem neben dem Sitz befestigten Ende des Gurtes angeordnet ist und der Gurt von dort an über die Umlenkung am Schloß hinweg, vorzugsweise ferner über die Umlenkung im Schulterbereich hinweg, aufblasbar ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf einen Sicherheitsgurt, der mindestens auf einem Abschnitt seiner Länge durch ein von einem Explosivstoff entwickeltes Gas aufblasbar ist.

Sicherheitsgurte dieser Art sind aus zahlreichen Schutzrechtsveröffentlichungen bekannt. Erwähnt sei hier als eine der jüngsten Veröffentlichungen die DE 699 07 804 T2 = EP 0 960 787 B1. Sie betrifft die Einführung des Gases in den Schultergurt vom Schloß des Gurtes her, das den Sicherheitsgurt an einer festliegenden Stelle in einen Schultergurt und einen Beckengurt teilt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurt zu schaffen, bei dem sich das Aufblasen besonders schnell und ungehindert vollzieht.

Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erfüllt, dass eine mit dem Explosivstoff gefüllte weiche, elastische Kanüle ausgehend von einer Zündvorrichtung in dem aufblasbaren Gurt oder Gurtabschnitt verlegt ist.

Hier bedarf es einer Strömung des Gases im wesentlichen nur zu seiner Ausbreitung in den Querrichtungen des Gurtes. In der Längsrichtung wird der Gurt durch die extrem schnelle Fortpflanzung der Explosion in der Kanüle für das Aufblasen erschlossen. Dabei besteht an keiner Stelle ein Hindernis. Über eine scharfe Umlenkung des Gurtes, wie bei normalen Gurten am Schloß, kann die Explosion ungebremst hinweggehen.

So ist das vollständige Aufblasen eines wie üblich gehaltenen Sitzgurtes möglich, dessen eines Ende neben dem Sitz befestigt ist, dessen anderes Ende an einer nachgebenden, aber gegen schnelles Abziehen des Gurtes sperrenden Wickelrolle befestigt ist und der zwischen den beiden Enden über eine Umlenkung im Schulterbereich und eine Umlenkung im Beckenbereich am Schloß des Gurtes geführt ist, vorzugsweise durch die Ausgestaltung, dass die Zündvorrichtung an dem neben dem Sitz befestigten Ende des Gurtes angeordnet ist und der Gurt von dort an über die Umlenkung am Schloß hinweg, vorzugsweise ferner über die Umlenkung im Schulterbereich hinweg, aus der Kanüle heraus aufblasbar ist.

Der aufgeweitete Gurt hat dann an den Umlenkungen Einschnürungen; dazwischen nehmen der Beckengurt und der Schultergurt die Form langgestreckter Gaskissen an. Der Körper ist auf diese Weise zusammen mit dem Sitz einschließlich Lehne allseitig weich und fest eingeschlossen und gehalten, auch im Beckenbereich. Auf seitliche Airbags, ggf. sogar auf Front-Airbags, kann weitgehend verzichtet werden, zumal nach der Erfindung große Gasvolumen in den Gurt gebracht werden können.

Um den Gurt mit genügend Wandung für eine großvolumige Aufweitung zu versehen, kann man ihn doppel-M-förmig gefaltet ausführen und die Faltung durch eine aufreißbare Heftung oder Klebung fixieren.

Bei Herstellung aus gleichem Textilfasermaterial wie demjenigen normaler Gurte kann gleiche Zugfestigkeit und etwa gleiche Dicke wie bei diesen erzielt werden, wenn die Wanddicke etwa 1/4 der normalen Gurtdicke beträgt. Der Gurt lässt sich dann ziemlich ebenso handhaben einschließlich des Aufrollens. Der Gasdruck bringt keine wesentliche Mehrbelastung, wenn die Menge des Explosivmaterials entsprechend bemessen wird. Mit einer dünnen Beschichtung auf der Innenseite der Wandung lässt sich nötigenfalls genügend Dichtigkeit erzielen. Die Funktionsfähigkeit des Gaskissens wird indessen nur für wenige Sekunden benötigt.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der Faltung sind die Möglichkeit und die Maßnahme, die Kanüle in einem nurzweilagigen Abschnitt des Gurtquerschnitts zu verlegen, wo sie keinen oder nur wenig zusätzlichen Platz erfordert.

Die Kanüle kann an ihrer Innenoberfläche, vorzugsweise sich rillenförmig in Längsrichtung erstreckende, Kerben aufweisen, um kontrolliert zu reißen und um auch bei Zusammenpressung der Kanüle an einer Umlenkung wenigstens auf kleinem Querschnitt einen ununterbrochenen Fortlauf des Explosivmaterials sicherzustellen.

Die Zündvorrichtung kann an eine Zündvorrichtung für Airbags gekoppelt werden.

Als eine zweckmäßige und kostengünstige Weiterbildung der Erfindung wird jedoch vorgeschlagen, dass ein die Zündung auslösender Strang von geringerer Elastizität als der übrige Gurt von der Zündvorrichtung ausgehend in dem Gurt, vorzugsweise in einem nur zweilagigen Abschnitt des Gurtquerschnitts, längsbeweglich verlegt und an seinem Ende gehalten ist.

Bei einfachen Gurten, z.B. nur einem Beckengurt, kommt zwar auch ein Auslösen der Zündung durch die vom Gurt im Ganzen ausgeübte Kraft in Frage.

In den oben bereits betrachteten oder in sonstigen umgelenkten Gurten kann jedoch, je nach den Umständen, die vom Gurt aufzubringende Haltekraft nur auf einer Seite der Umlenkung auftreten und sich nicht durch ein Nachrutschen an der scharfen Umlenkung ausgleichen: wird z.B. bei dem betrachteten üblichen Gurt hauptsächlich der Oberkörper nach vorne geschleudert, so braucht der Beckengurt, an dessen Ende die Zündung angeordnet ist, nicht bis zum Erreichen der Grenze belastet zu werden, die man zum Auslösen der Zündung vorsehen müsste.

Der nach der weiteren Erfindung vorgesehene Strang erhält jedoch während der elastischen Überdehnung des Schultergurts eine Zugspannung, die ihn innerhalb des Gurts über die Umlenkung hinweg bis zum Ende des Gurts rutschen lässt, so dass er dort die Auslösung bewirken kann.

Bevorzugt besteht der Strang aus einer, zur Erhöhung der Gleitfähigkeit mit Teflon o.dgl. ummantelten, Stahllitze.

Der Zünder besteht beispielsweise aus einem spannungserzeugenden Piezokristall und einer Funkenerzeugungseinrichtung oder einfach aus einem mechanischen Zünder. Statt des Piezokristalls könnte auch ein mit dem elektrischen Bordnetz des Fahrzeugs zusammenwirkender Mikroschalter eingesetzt werden.

Der Explosivstoff kann z.B. ein hochviskoses, geleeartiges oder auch ein pulveriges oder flüssiges Erzeugnis sein.

Weitere Maßnahmen, die zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dienen können, sind in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels sowie in den Ansprüchen angeführt.

Die Zeichnungen geben das Ausführungsbeispiel schematisiert wieder.

1 zeigt einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs,

2 zeigt einen Querschnitt durch den Sicherheitsgurt,

3 zeigt das eine Ende des Sicherheitsgurts,

4 zeigt das in 3 gezeigte Ende im Betätigungsfall und

5 zeigt den Sicherheitsgurt in eine Darstellung wie 1 im Betätigungsfall.

Der Sicherheitsgurt ist im Ganzen mit 1 bezeichnet. Er ist dem strichpunktiert angedeuteten Fahrersitz 2 zugeordnet.

Das eine Ende des Sicherheitsgurts ist links neben dem Fahrersitz 2 bei 3 an der Karosserie befestigt. Von da aus erstreckt sich ein Beckengurt 4 zu einem auf der anderen Seite des Fahrersitzes 2 angeordneten Schloß 5. Hier setzt sich der Sicherheitsgurt 1 nach einer scharfen Umlenkung fort als Schultergurt 6. Oberhalb der linken Schulter endet der Schultergurt an einer Umlenkung 7, hinter der eine Fortsetzung 8 des Sicherheitsgurts in eine Tasche 9 der Karosserie geführt, dort bei 10 noch einmal umgelenkt und schließlich mit dem Rest seiner Länge auf eine nicht dargestellte Wickelrolle gewickelt ist.

Diese Halterung und Anordnung ist die übliche.

Der Gurt 1 ist in der in 2 dargestellten Weise aus einem auf der Innenseite beschichteten Gewebe 11 doppel-M-förmig gefaltet. Um ihn in der Faltung zu fixieren, ist er z.B. bei 12 durch Nähen geheftet und/oder bei 13 streifen- oder punktförmig geklebt. Abweichend von der, wie gesagt schematischen, Darstellung liegen die vier Lagen im wesentlichen in Berührung aneinander.

In dem mittleren, zweilagigen Bereich des Querschnitts verlaufen eine Kanüle 14 und eine mit Teflon ummantelte Stahllitze 15.

Die Kanüle 14 besteht aus einem weichen, elastischen Kunststoff und ist mit einem Explosivstoff 16 gefüllt. Ihre Innenoberfläche ist auf dem ganzen Umfang scharfkantig gekerbt. Die Kerben erstrecken sich als Rillen über die ganze Länge der Kanüle 14.

Den gefalteten Querschnitt hat der Sicherheitsgurt ausgehend von der Befestigung 3 beispielsweise etwa bis zu der Linie 17. Dort schließt sich mit einer, den gefalteten Abschnitt abdichtenden, Vernähung ein normaler Sicherheitsgurt 25 an.

Die Längen des gefalteten und des normalen Abschnitts sind so bemessen, dass bei vollständig ausgezogenem Sicherheitsgurt der gefaltete Abschnitt gerade noch bis über die Umlenkung 7 reicht und bei nicht ausgezogenem Sicherheitsgurt die Wickelrolle nur mit dem normalen Abschnitt belegt ist.

Es könnte aber auch der gesamte Sicherheitsgurt 1 bis zu seinem an der Wickelrolle befestigten Ende den gefalteten Querschnitt haben.

Die mit dem Explosivstoff gefüllte Kanüle 14 reicht bis zu der Linie 17. Die Stahllitze 15 erstreckt sich etwas darüber hinaus bis in den normalen Gurtabschnitt und ist in diesem befestigt.

Im Falle des bis zum Ende des Sicherheitsgurt gefalteten Querschnitts wäre die Stahllitze 15 zusammen mit dem Sicherheitsgurt an der Wickelrolle befestigt. Die mit dem Explosivstoff gefüllte Kanüle 14 würde zweckmäßigerweise aber nur so weit reichen, dass sie schon bei geringer Ausziehung des Sicherheitsgurtes sich nicht in den Wickel hinein erstreckt.

An der Befestigung 3 des Sicherheitsgurtes 1 ist eine Zündvorrichtung 18 vorgesehen. Von dieser sind in 3 und 4 nur Einzelheiten schematisch wiedergegeben:

Eine Fassung eines nicht dargestellten Piezokristalls weist ein mit dem Ende der Stahllitze 15 verbundenes bewegliches Teil 19 und ein mit der Befestigung 3 fest verbundenes festes Teil 20 auf. Durch Verschiebung des beweglichen Teils 19 ist der Piezokristall verformbar, wobei er kurzzeitig eine hohe Spannung erzeugt. Die Spannung wird durch eine elektrisch leitende Verbindung 21 übertragen in eine mit dem Ende der Kanüle 14 verbundene Zündkapsel 22. In dieser wird durch die Spannung ein Zündfunke erzeugt.

Wird in der in 4 dargestellten Weise das bewegliche Teil 19 von der Stahllitze 15 in dem festen Teil 20 herausgezogen und damit der Piezokristall verformt, so wird die Zündspannung erzeugt. Die bildlich wiedergegebene Zündspannung 23 wird in die Zündkapsel 22 übertragen und bewirkt hier die wiederum bildlich wiedergegebene Zündung 24. Die Explosion des gezündeten Explosivstoffs 16 pflanzt sich auf der Länge der Kanüle 14 fort.

Das durch die Explosion entstehende Gas bläst den Beckengurt 4, den Schultergurt 6 und die Fortsetzung 8 zu langgestreckten Gaskissen auf. An der Umlenkung am Schloß 5 und an der Umlenkung 7 verbleibt der Gurt mehr oder weniger in der Faltung.


Anspruch[de]
  1. Sicherheitsgurt (1), der mindestens auf einem Abschnitt (4, 6, 8) seiner Länge durch ein von einem Explosivstoff (16) entwickeltes Gas aufblasbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Explosivstoff (16) gefüllte weiche, elastische Kanüle (14) ausgehend von einer Zündvorrichtung (18) in dem aufblasbaren Gurt oder Gurtabschnitt (4, 6, 8) verlegt ist.
  2. Sicherheitsgurt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanüle (14) an ihrer Innenoberfläche, vorzugsweise sich rillenförmig in Längsrichtung erstreckende, Kerben aufweist.
  3. Sicherheitsgurt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aufblasbare Gurt oder Gurtabschnitt (4, 6, 8), vorzugsweise doppel-M-förmig, gefaltet und die Kanüle (14) in einem nurzweilagigen Abschnitt des Gurtquerschnitts verlegt ist.
  4. Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündung durch eine vom Gurt oder einem Teil (15) des Gurts (1') auf die Zündvorrichtung (18) ausgeübte Kraft ausgelöst wird.
  5. Sicherheitsgurt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Zündung auslösender Strang (15) von geringerer Elastizität als der übrige Gurt (1) von der Zündvorrichtung (18) ausgehend in dem Gurt (1), vorzugsweise in einem nurzweilagigen Abschnitt des Gurtquerschnitts, längsbeweglich verlegt und an seinem Ende gehalten ist.
  6. Sicherheitsgurt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strang (15) aus einer mit gleitfähigem Kunststoff ummantelten Litze (15) besteht.
  7. Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (18) am einen Ende des aufblasbaren Gurtes oder Gurtabschnitts (4, 6, 8) angeordnet ist.
  8. Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dessen eines Ende neben dem Sitz (2) befestigt (3) ist, dessen anderes Ende an einer nachgebenden, aber gegen schnelles Abziehen des Gurtes (1) sperrenden Wickelrolle befestigt ist und der zwischen den beiden Enden über eine Umlenkung (7) im Schulterbereich und eine Umlenkung im Beckenbereich am Schloß (5) des Gurtes (1) geführt ist, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung (18) an dem neben dem Sitz (2) befestigten Ende des Gurtes angeordnet ist und der Gurt (1) von dort an über die Umlenkung am Schloß (5) hinweg, vorzugsweise ferner über die Umlenkung (7) im Schulterbereich hinweg, aufblasbar ist.
  9. Sicherheitsgurt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein bei vollständig ausgezogenem Gurt (1) hinter der Umlenkung (7) im Schulterbereich liegender Gurtabschnitt (25) nicht mehr aufblasbar ist.
  10. Sicherheitsgurt nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der die Zündung auslösende Strang (15) bis zu dem an der Wickelrolle befestigten Ende des aufblasbaren Gurtes bzw. mindestens bis zum Ende (17) des aufblasbaren Gurtabschnitts (4, 6, 8) geführt und dort befestigt ist.
  11. Sicherheitsgurt nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündvorrichtung an eine Zündvorrichtung für Airbags gekoppelt ist.
Es folgen 5 Blatt Zeichnungen






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