PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005059981B3 02.08.2007
Titel Umlenker für den Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs
Anmelder Autoliv Development AB, Vargarda, SE
Erfinder Dürrer, Michael, 24536 Neumünster, DE;
Jacobs, Frank, 21224 Rosengarten, DE
Vertreter Mayer, Frank und Schön, 75173 Pforzheim
DE-Anmeldedatum 13.12.2005
DE-Aktenzeichen 102005059981
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.08.2007
IPC-Hauptklasse B60R 22/24(2006.01)A, F, I, 20051213, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Umlenker für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs weist eine Befestigungsplatte mit einem Befestigungspunkt zur Befestigung des Umlenkers an der Innenstruktur eines Kraftfahrzeugs und einen mittels Armen mit der Befestigungsplatte verbundenen Walkholm mit einer Umlenkoberfläche zur Umlenkung eines Gurtbandes auf, wobei der Umlenker aus einem einstückigen Metallkern (10) und einem Gleitteil (20), an welchem sich die Umlenkoberfläche befindet, besteht. Zur Verbesserung der Eigenschaften des Umlenkers bei hohen Belastungen, insbesondere um ein Umschlagen des Umlenkers zu verhindern, ist das Gleitteil (20) vom Metallkern (10) des Walkholmes zumindest abschnittsweise nachgiebig beabstandet (Fig. 5).

Beschreibung[de]

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

Bei vielen Kraftfahrzeugen ist der Aufroller für den einem Sitzplatz zugeordneten Sicherheitsgurt im Bereich des Fahrzeugbodens angeordnet. Hierdurch wird es notwendig, eine Umlenkung etwa in Schulterhöhe anzuordnen. Ein solcher Umlenker weist eine Befestigungsplatte mit einem Befestigungspunkt zur Befestigung des Umlenkers an der Innenstruktur eines Kraftfahrzeugs und einem mittels Armen mit der Befestigungsplatte verbundenen Walkholm mit einer Umlenkoberfläche zur Umlenkung eines Gurtbandes auf. Durch die Befestigungsplatte, die Arme und den Walkholm wird eine Öse umschlossen, durch die das Gurtband verläuft. Bei einem Unfall, insbesondere bei einem Frontalzusammenstoß, wirken große Kräfte auf den Umlenker, weshalb der einen einstückigen Metallkern aufweist.

Die Reibung zwischen Umlenkoberfläche und Gurtband sollte aus wenigstens zwei Gründen relativ gering sein: Zum einen stellt die geringe Reibung ein Komfortmerkmal dar, da eine geringe Reibung zum einen den Anschnallvorgang erleichtert und im angeschnallten Zustand die Bewegungsfreiheit des Insassen erhöht. Zum anderen ist eine geringe Reibung wichtig, um ein Zerreißen des Gurtbandes während eines Unfalles zu verhindern.

Da es sehr schwierig ist, eine hinreichend geringe Reibung zwischen der Oberfläche des Metallkerns und dem Gurtband zu erreichen, ist der Metallkern häufig mit einem Kunststoff beschichtet. Hierbei besteht folgendes Problem: Kunststoffe mit bezüglich der Reibung geeigneten Eigenschaften sind häufig sehr spröde. Verformt sich nun der Metallkern infolge der großen Krafteinwirkung während eines Unfalls, so kann es zu einem Abplatzen des Kunststoffes kommen. Die hierbei entstehenden Splitter können das Gurtband verletzen und zu seinem Zerreißen führen.

Aus der gattungsbildenden DE 199 40 852 A1 ist ein Umlenker bekannt, bei dem auf einen ebenen, plattenartigen Metallkern ein Gleitteil aus Metall aufgesteckt ist, dessen Oberfläche wiederum mit einem Kunststoff niedriger Reibung beschichtet ist. Dieser Umlenker hat unter anderem den Nachteil, dass das Gleitteil relativ kompliziert geformt die Montage des Gleitteils auf dem Metallkern aufwendig ist. Ein solcher Umlenker ist auch in der DE 100 20 246 A1 beschrieben, in der vorgeschlagen wird, das Gleitteil auf den Metallkern aufzuclipsen.

Auch die WO 81/00213 A1 zeigt einen Umlenker mit einem Metallkern und einem den Walkholm zumindest teilweise umgebenden Gleitelement aus Kunststoff, welches sich zu den den Walkholm tragenden Armen erstreckt. Das Gleitelement weist hierbei mehrere Segmente auf.

Ein weiteres Problem, das beim Einleiten sehr hoher Kräfte in den Umlenker durch das Gurtband entsteht, ist das sogenannte "Bunching", das Umschlagen des Umlenkers, welches auftreten kann, wenn das Gurtband auf der Umlenkkante verrutscht und in einer Ecke der Öse des Umlenkers verklemmt.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Umlenker dahingehend weiterzubilden, dass seine Eigenschaften bei hoher Belastung durch das Gurtband verbessert wird.

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

Erfindungsgemäß ist das Gleitteil bezüglich des Metallkerns des Walkholms so angeordnet, dass es sich unter Last verformen kann. Dies hat mehrere Vorteile: Zum einen wird die Verformung des Gleitteils von der Verformung des Metallkerns entkoppelt, so dass ein Absplittern des Gleitteils verhindert wird. Weiterhin wird die Möglichkeit eröffnet, eine gezielte Verformung unter Last zu erreichen, um so im normalen Betriebszustand und im Lastfall zu unterschiedlichen Geometrien zu kommen. Insbesondere ist es möglich, dass sich unter Last der Abstand der Umlenkoberfläche vom Befestigungspunkt vergrößert und/oder dass die Umlenkoberffläche eine konkave Form annimmt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 ist eine dritte Komponente, nämlich ein verformbarer Kunststoff, vorgesehen. Dies ist in der Regel notwendig, um die erforderliche mechanische Stabilität zu erreichen, ohne die gewünsche Deformierbarkeit des Gleitelements bezüglich des Walkholms zu verlieren. Dadurch, dass der verformbare Kunststoff um die beiden anderen Elemente herumgespritzt wird, ist ein hoher Automatisierungsgrad bei der Fertigung möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 7 besteht das Gleitteil aus mehreren Segmenten, die über Stege miteinander verbunden sind. Auf diese Weise lässt sich eine kontrollierte Verformbarkeit erreichen, insbesondere eine solche, die dazu führt, dass sich das im unbelasteten Zustand gerade verlaufende Gleitteil im Lastfall in der Mitte stärker durchbiegt, also eine – aus Sicht des Befestigungspunktes – konkave Form annimmt. In den Zwischenräumen zwischen den Segmenten befindet sich vorzugsweise verformbarer Kunststoff. Durch Menge und Art des verformbaren Kunststoffs kann das Verformungsverhalten beeinflusst werden.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigen:

1 den Metallkern eines Umlenkers,

2 ein Gleitteil,

3 den Metallkern aus 1, auf den das Gleitteil aus 2 aufgesteckt ist,

4 einen fertigen Umlenker,

5 einen Längsschnitt durch das in 3 gezeigte.

Die 1 zeigt einen Metallkern 10 eines Umlenkers. Der Metallkern ist als flaches Stanzteil einstückig hergestellt und weist folgende Abschnitte auf: Die Befestigungsplatte 12, in der sich die den Befestigungspunkt bildende Bohrung 12A befindet, den Holm 14 und die den Holm 14 mit der Befestigungsplatte 12 verbindenden Arme 16A und 16B. Diese vier Abschnitte umschließen die Öse O. Der Holm 14 bildet den Kern des Walkholms des fertigen Umlenkers. Der Metallkern besteht vorzugsweise aus Stahl.

Oberhalb des Holmes 14 wird das nun mit Bezug auf die 2 beschriebene Gleitteil 20 angeordnet. Dieses Gleitteil besteht aus einem Kunststoff, dessen Oberfläche einen geringen Reibungskoeffizienten bezüglich des Gurtbandes hat, beispielsweise aus Polyoximethylen (POM). An den Stirnseiten des Gleitteils befinden sich Klemmabschnitte 26A, 26B, mittels denen das Gleitteil an den Armen des Metallkerns festgeklemmt wird, siehe hierzu unten 3. Das Gleitteil weist mehrere hintereinander angeordnete Segmente 22 auf, die über zwei Stege 24 miteinander verbunden sind. Zwischen den Segmenten 22 befinden sich Zwischenräume Z. Das Gleitteil ist vorzugsweise ein einstückiges Kunststoff-Spritzteil.

Wie man anhand 3 sieht, werden in einem Montageschritt die Klemmabschnitte das Gleitteils 20 auf die Arme 16A, 16B des Metallkerns geklemmt, so dass sich die Segmente 22 oberhalb des Holms befinden. Hierbei befindet sich – wie man anhand der Schnittdarstellung der 5 sieht, zumindest zwischen den mittleren Segmenten des Gleitteils und Holm Hohlräume H, das Gleitteil ist also vom Holm 14 beabstandet. Die beiden Stege 24 umgreifen den Metallkern seitlich, so dass das Gleitteil 20 auch vor dem Umspritzen mit dem verformbaren Kunststoff in seiner Lage fixiert ist.

Im nächsten Schritt werden Metallkern und Gleitteil abschnittsweise mit einem verformbaren Kunststoff 30 umspritzt. Hierdurch entsteht der in 4 dargestellte fertige Umlenker mit einer Befestigungsplatte, zwei Armen und dem Walkholm W. Beim Umspritzen bleiben die oberen Abschnitte der Segmente frei, diese Abschnitte bilden die Umlenkoberfläche des Walkholmes W. Die Zwischenräume Z zwischen den Segmenten sind bis zu einer bestimmten Höhe mit dem verformbaren Kunststoff ausgefüllt, so dass das Gleitteil eine definierte Steifigkeit erhält.

Wie man anhand 5 sieht, und wie bereits erwähnt, befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel außer am Rand des Walkholmes zwischen dem Holm und dem Gleitteil ein Hohlraum H. Das heißt, dass der Hohlraum H beim Umspritzen nicht mit dem verformbaren Kunststoff gefüllt wird. Wenn eine sehr leicht verformbarer Kunststoff – insbesondere ein Schaum – zum Umspritzen verwendet wird, ist es auch möglich, den Hohlraum mit diesem Kunststoff zu füllen, wodurch eine Zwischenlage zwischen Gleitteil und Holm entsteht.

Durch die Beabstandung des Gleitteils vom Holm wird erreicht, dass bei Überschreiten einer bestimmten vom Gurtband auf den Walkholm ausgeübten Kraft das Gleitteil in Richtung des Holmes gedrückt und, da das Gleitteil starr mit den Armen 16A, 16B verbunden ist, konkav verformt wird, bis das Gleitteil auf dem Holm aufliegt. Im Lastfall folgt das Gleitteil also der konkaven Form des Holmes. Diese konkave Verformung zentriert das Gurtband und wirkt dem Umschlagen des Umlenkers entgegen.

Da aufgrund der gewählten Konstruktion keine Gefahr besteht, dass das Gleitteil vom Metallkern abspringt, kann auch der Metallkern so gestaltet sein, dass er in einem typischen Vollastfall eine relativ starke Dehnung erfährt. Durch diese Dehnung wird der Holm und vom Befestigungspunkt weggebogen, wodurch auch der Abstand der Umlenkoberläche vom Befestigungspunkt vergrößert wird. Diese Abstandsvegrößerung trägt ebenfalls dazu bei, die Gefahr eines Lenkerumschlags zu vermindern.

Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Gleitteil als Einlegeelement ausgebildet. Es ist jedoch auch möglich, das Gleitteil an den Metallkern anzuspritzen.

10
Metallkern
12
Befestigungsplatte
12A
Bohrung
14
Holm
16A, 16B
Arm
20
Gleitteil
22
Segment
24
Steg
26A, 26B
Klemmabschnitt
30
verformbarer Kunststoff
H
Hohlraum
O
Öse
W
Walkholm
Z
Zwischenraum


Anspruch[de]
Umlenker für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs mit einer Befestigungsplatte (12) mit einem Befestigungspunkt zur Befestigung des Umlenkers an der Innenstruktur eines Kraftfahrzeugs und einem mittels Armen (16A, 16B) mit der Befestigungsplatte (12) verbundenen Walkholm (W) mit einer Umlenkoberfläche zur Umlenkung eines Gurtbandes, wobei der Umlenker einen einstückigen Metallkern (10) und ein Gleitteil (20), an welchem sich die Umlenkoberfläche befindet, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitteil (20) vom Metallkern des Walkholmes zumindest abschnittsweise nachgiebig beabstandet ist. Umlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Metallkern (10) und Gleitteil (20) zumindest abschnittsweise mit einem verformbaren Kunststoff (30) umspritzt sind. Umlenker nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Gleitteil (20) und Metallkern (10) zumindest abschnittsweise eine Zwischenlage aus dem verformbaren Kunststoff befindet. Umlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitteil (20) aus einem Kunststoff mit geringer Oberflächenreibung besteht. Umlenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitteil (10) aus Polyoximethylen (POM) besteht. Umlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitteil (10) aus einem Metall mit geringer Oberflächenreibung besteht. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitteil (20) mehrere Segmente (22) aufweist, die über wenigstens einen Steg (24) miteinander verbunden sind, so dass Zwischenräume (Z) zwischen den Segmenten (22) gebildet sind. Umlenker nach Anspruch 2 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume (Z) zwischen den Segmenten (22) mit dem verformbaren Kunststoff aufgefüllt sind, ohne dass die dem Gurtband zugewandte Oberfläche der Segmente (22) abgedeckt ist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitteil (20) Befestigungsabschnitte aufweist, die unmittelbar an den Armen (16A, 16B) befestigt sind. Umlenker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungsabschnitte als Klemmabschnitte (26A, 26B) ausgebildet sind. Umlenker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenlage Teil einer Kunststoffumspritzung, die zumindest den Walkholm (W) umgibt, ist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkern des Walkholms (W) eine Verformbarkeit zwischen 2 mm und 7 mm aufweist. Umlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkern (10) als flaches Stanzteil ausgebildet ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

  Patente PDF

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com