DE60008269T2

DE60008269T2 - Sicherheitsgurt- retraktor

Info

Publication number: DE60008269T2
Application number: DE60008269T
Authority: DE
Inventors: Martin Specht; Thomas Kilian
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2004-07-01
Anticipated expiration: 2020-10-17
Also published as: KR100447704B1; EP1222097B1; JP2003512233A; US6409115B1; MXPA02003212A; KR20020037775A; DE19950855B4; WO2001028823A1; DE60008269D1; AU754098B2; AU1207701A; DE19950855A1; EP1222097A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einer Gurtspule, auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, und einem aus einem verformbaren Material bestehenden Kraftbegrenzer, der zwischen wenigstens einem von einer Blockiereinrichtung gegen Drehung blockierbaren ersten Spulenteil, und wenigstens einem bei Energieverbrauch, z.B. Materialverformung oder Abrieb des Krafbegrenzers drehbaren zweiten Spulenteil angeordnet ist.
Ein Gurtaufroller ist aus der DE-A-4426479 bekannt. Durch den Kraftbegrenzer wird der bei einem Unfall auf den vorverlagerten Körper des angegurteten Fahrzeuginsassen wirkende Anpreßdruck des Sicherheitsgurtes vermindert, da unter Energieverbrauch ein begrenzter Gurtbandauszug ermöglicht wird.
Aus der DE-A-1940867 ist ein Kraftbegrenzer in Form von Bremsscheiben bekannt, wobei mittels einer Einstellvorrichtung die Bremskraft in Abhängigkeit vom Körpergewicht des angegurteten Fahrzeuginsassen eingestellt werden kann.
Aus der DE-A-19940034 ist ein Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 bekannt, außer daß es einen angetriebenen Elektromotor an statt eine Trägheitsmasse umfasst.
Ein erfindungsgemäßer Gurtaufroller bei dem mit geringem Aufwand eine selbsttätige Einstellung der Kraftbegrenzerwirkung in Abhängigkeit von den Daten des Fahrzeuginsassen und der jeweiligen Unfallschwere erzielt wird. Eine Trägheitsmasse kann mittels einer Kupplung, welche bei Blockierung des ersten Spulenteils und Drehung des zweiten Spulenteils eingerückt wird, an den zweiten Spulenteil für eine Mitbewegung gekoppelt sein. Für die Mitbewegung kann die Trägheitsmasse linear oder drehbar beweglich gelagert sein.
In bevorzugter Weise kann zwischen dem zweiten bei Energieverbrauch des Kraftbegrenzers drehbaren Spulenteil und der Trägheitsmasse ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe vorgesehen sein. Hierdurch läßt sich die Wirkung der Trägheitsmasse auf die Gurtspule erhöhen. In bevorzugter Weise ist der Kraftbegrenzer ein Torsionsstab. Der Torsionsstab kann sich hierzu in bekannter Weise in der Achse der innen hohl ausgebildeten Gurtspule erstrecken. Der Kraftbegrenzer kann auch in Form von Reibbelägen (DE-A-19640842 oder DE-A-19731689) vorliegen.
In bevorzugter Weise ist die vom Kraftbegrenzer vermittelte Kraftbegrenzerfunktion für eine 5%-Frau ausgelegt. In dem in der Praxis vorkommenden Unfallschwere-Spektrum wird von einer derartigen angegurteten Person bei der Vorverlagerung bezogen auf die jeweilige Unfallschwere die niedrigste Drehgeschwindigkeit des drehbaren Gurtspulenteils bewirkt. Falls die angegurtete Person bezogen auf Körpergewicht und -größe größer dimensioniert ist, beispielsweise der Norm etwa eines 50%-Mannes oder mehr (bis zu 95%-Mann) entspricht, wird bei der Vorverlagerung die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Spulenteils bei der entsprechenden Unfallschwere größer sein. Dementsprechend wirkt sich die über die Kupplung angekoppelte Trägheitsmasse mit sich erhöhender Trägheitskraft als Reaktionskraft auf das sich drehende Spulenteil oder den mit diesen Spulenteil verbundenen Torsionsstab im Sinne einer variablen sich hinzuaddierenden Bremskraft aus.
Durch die Erfindung wird mithin eine sich aus den Körperdaten der angegurteten Person und der Unfallschwere sich selbst einstellende Beeinflussung der Wirkung des Kraftbegrenzers erreicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel; und
3 eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie A-A in 2.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die in den Figuren dargestellten Gurtaufroller besitzten eine Gurtspule 1, auf welche ein Sicherheitsgurt 19 auf- und abwickelbar ist. Die Gurtspule 1 besitzt an ihren beiden seitlichen Enden Blockierscheiben mit am Umfang umlaufenden Blockierverzahnungen B. Diese Blockierscheiben bilden ein erstes blockierbares Spulenteil 3. Die Blockierung kann in bekannter Weise fahrzeugsensitiv oder gurtbandsensitiv ausgelöst werden und gegebenenfalls nach Straffung des Sicherheitsgurtes 19 mittels einer nicht näher dargestellten Straffereinrichtung wirken.
Ferner besitzt die Gurtspule 1 einen drehbaren Spulenkörper. Der Spulenkörper 4 ist hohl ausgebildet und durch den Hohlraum erstreckt sich in Form eines Torsionsstabes ein Kraftbegrenzer 2. Der Kraftbegrenzer 2 ist mit seinem linken Ende drehfest mit der linken Blockierscheibe, welches eines der beiden blockierbaren Spulenteile 3 bildet, in einem Festläger 9 verbunden. An der rechten Seite ist der als Torsionsstab ausgebildete Kraftbegrenzer 2 beispielsweise über eine Kerbverzahnung 10 oder dergleichen drehfest mit dem drehbaren Spulenkörper 4 verbunden. Im Normalbetrieb ist die Gurtspule 1 um eine Spulenachse 11 drehbar gegenüber einem Gurtaufrollerrahmen 12 gelagert.
Der Kraftbegrenzer 2 besitzt an seinem rechten Ende einen zur Spulenachse 11 koaxialen Lagerbolzen 13. Der Lagerbolzen 13 ist in bevorzugter Weise einstückig mit dem Kraftbegrenzer 2 verbunden und bildet eine axiale Verlängerung des Stabstückes des Kraftbegrenzers 2. Auf dem Lagerbolzen 13 ist beim Ausführungsbeispiel der 1 drehbar eine Trägheitsmasse 5 gelagert. Die Trägheitsmasse 5 besitzt Haubenform und im Innern der Haube der Trägheitsmasse 5 befindet sich ein Getriebe 7, welches bevorzugt ein Planetengetriebe ist. Das Planetengetriebe besitzt einen Planetenradträger 14, welcher drehbar am Lagerbolzen 13 gelagert ist. Am Planetenradträger 14 ist wenigstens ein Planetenrad 15 drehbar gelagert. Das Planetenrad 15 kämmt mit einem ortsfest am Gurtaufrollerrahmen 12 befestigten Hohlrad 16. Zur Befestigung des Hohlrades 16 kann ein Adapterflansch 18 vorgesehen sein, wie er in der DE 19940034 A1 beschrieben ist. An die haubenförmige Trägheitsmasse 5 ist eine Lagerbuchse angeformt, welche ein Sonnenrad 17 des Planetengetriebes bildet. Das Sonnenrad 17 ist drehbar am Lagerbolzen 13 gelagert. Das Planetenrad 15 kämmt sowohl mit dem drehfest am Gurtaufrollerrahmen 12 gelagerten Hohlrad 16 und mit dem Sonnenrad 17. Am Planetenrad 15, am Hohlrad 16 und am Sonnenrad 17 sind entsprechende Verzahnungen hierzu vorgesehen.
Über eine Kupplung 6 kann, wie im einzelnen noch erläutert wird, der Spulenkörper 4 über das Getriebe 7 an die Trägheitsmasse 5 angekoppelt werden. Die Kupplung kann in der Weise ausgebildet sein, wie es in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist. Im normalen Gurtaufrollerbetrieb befindet sich die Kupplung 6 im ausgerückten Zustand. Im Falle der Blockierung der Blockierscheiben (blockierbares Spulenteil 3) werden die Blockierscheiben, beispielsweise bei einem Unfall, gegen Drehung festgehalten.
Bei einer Vorverlagerung des Körpers des angegurteten Fahrzeuginsassen kann sich der Spulenkörper 4 gegen die Rückhaltekraft des Kraftbegrenzers 2, welcher drehfest im Festlager 9 mit der linken Blockierscheibe am Gurtaufrollerrahmen 12 festgehalten wird, drehen. Bei dieser Drehung wird, wie es in der DE 199 40 034 A1 beschrieben ist, die Kupplung 6 eingerückt. Hierdurch wird der Spulenkörper (drehbares Spulenteil 4) über das Getriebe 7 mit der Trägheitsmasse 5 in Drehantriebsverbindung gebracht.
Der Kraftbegrenzer 2 ist in seiner Kraftbegrenzerwirkung auf die standardisierte Größe einer 5%-Frau ausgelegt. Falls die verunfallte Person Körperdaten aufweist, welche etwa dieser Standardgröße entsprechen, wird beim durch den Kraftbegrenzer 2 gebremsten Gurtbandauszug in Abhängigkeit von der jeweiligen Unfallschwere eine relativ niedrige Drehgeschwindigkeit haben. Die von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 ausgehende zusätzliche Bremswirkung wird daher nur gering sein. Falls die Körperdaten der verunfallten Person etwa der eines 50%-Mannes oder mehr (95%-Mannes) entsprechen, erhöht sich bei der Vorverlagerung die Drehgeschwindigkeit des drehbaren Spulenteils 4 in Abhängigkeit davon. Die von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 aus der Trägheitskraft resultierende bremsende Wirkung auf das drehbare Spulenteil 4 (Spulenkörper) erhöht sich damit entsprechend. Diese verzögernde bzw. bremsende Wirkung addiert sich zu der vom Kraftbegrenzer 2 ausgeübten Bremswirkung. Diese Bremswirkung, welche aus de von der angekoppelten Trägheitsmasse 5 erzeugten Trägheitskraft resultiert, ist proportional den Körperdaten der verunfallten angegurteten Person und der Unfallschwere. Diese zusätzliche Bremswirkung addiert sich zu der vom Kraftbegrenzer 2 erzeugten Bremswirkung. Es entsteht damit ein Kraftbegrenzersystem, das selbsttätig proportional den Körperdaten der verunfallten Person und der Unfallschwere wirkt Zur Erhöhung der aus der angekoppelten Trägheitsmasse 5 resultierenden Trägheitskraft auf das drehbare Spulenteil 4 bzw. den Kraftbegrenzer 2 kann das Getriebe 7 ausgehend vom drehbaren Spulenteil 4 zur Trägheitsmasse 5 hin als ins Schnelle übersetzendes Getriebe ausgebildet sein.
Bei der Erfindung erreicht man somit im dynamischen Kurzzeitbereich des Unfallgeschehens in einem großen Spektrum der Unfallschwere und der Körperdaten der angegurteten Personen eine im wesentlichen jeweils gleiche Gurtbandauszugslänge und entsprechend selbsttätig abgestimmte Kraftbegrenzung, Beim Ausführungsbeispiel der 1 ist die Trägheitsmasse 5 drehbar gelagert. Es ist jedoch auch möglich, die Trägheitsmasse linear beweglich zu lagern, wie es das Ausführungsbeispiel der 2 und 3 zeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Massekörper vorgesehen, welche eine Trägheitsmasse 5' bilden. Die beiden Massekörper 5' besitzen gegebenenfalls einstückig Zahnstangen 20, welche mit dem Sonnenrad 17, das drehbar auf dem Lagerbolzen 13 gelagert ist, kämmen. Bei eingerückter Kupplung 6 überträgt sich die Drehbewegung des Sonnenrades 17 auf die beiden Massekörper 5', so daß diese linear in entgegengesetzten Richtungen zueinander bewegt werden. An Stelle von zwei Massekörpern 5 kann auch nur ein Massekörper zur Bildung der Trägheitsmasse 5' verwendet werden.

Claims

Sicherheitsgurtaufroller mit einer Gurtspule, auf welche der Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, und einem aus einem Energie verbrauchenden Material umfassenden Kraftbegrenzer, der zwischen wenigstens einem von einer Blockiereinrichtung gegen Drehung blockierbaren ersten Spulenteil und wenigstens einem bei Energieverbrauch des Kraftbegrenzers drehbaren zweiten Spulenteil angeordnet ist, worin eine Trägheitsmasse (5; 5') mittels einer Kupplung (6), welche bei Blockierung des ersten Spulenteils (3) und Drehung des zweiten Spulenteils (4) eingerückt ist, an den zweiten Spulenteil (4) für eine Mitbewegung koppelbar ist.
Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (5; 5') für die Mitbewegung drehbar oder linear beweglich gelagert ist.
Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten Spulenteil (4) und der Trägheitsmasse (5, 5') ein ins Schnelle übersetzendes Getriebe (7) vorgesehen ist.
Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitsmasse (5, 5') mittels der Kupplung (6) an den Kraftbegrenzer (2) koppelbar ist.
Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Kraftbegrenzer (2) erzeugte Kraftbegrenzerwirkung für eine 5%-Frau ausgelegt ist.
Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftbegrenzer (2) ein Torsionsstab ist.