DE10156825B4

DE10156825B4 - Sicherheitsgurtaufroller

Info

Publication number: DE10156825B4
Application number: DE10156825A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht; Thomas Heckmayr
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Breed Automotive Technology Inc
Priority date: 2001-11-20
Filing date: 2001-11-20
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2021-11-21
Also published as: US20030094533A1; DE10156825A1; US6719233B2; DE60202928T2; EP1314623A1; EP1314623B1; KR20030041815A; KR100504575B1; DE60202928D1

Abstract

Gurtaufroller mit einer Gurtspule (1) für ein Sicherheitsgurtband (2) und einem Lastbegrenzer (3), der ein fließfähiges Lastbegrenzermedium (16) aufweist, welches mittels einer Verdrängereinrichtung (4) die von der Gurtspule (1) antreibbar ist, mit einem unfallbezogenen Energieverbrauch durch einen Strömungskanal transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des transportierten Lastbegrenzermediums durch einen gegen eine Rückstellkraft im Strömungskanal (30) gelagerten und vom Massefluss des transportierten Kraftbegrenzermedium (16) umströmten Körper (5; 6; 7) einstellbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einem derartigen aus der DE 199 02 483 A1 bekannten Gurtaufroller ist ein Lastbegrenzer vorgesehen, der ein fließfähiges Medium aufweist, das mittels einer Verdrängereinrichtung (Hydropumpe), die von dem von der Gurtspule abgezogenen Gurtband angetrieben wird, mit einem unfallbezogenen Energieverbrauch, der in Abhängigkeit von unfallbezogenen Daten eingestellt wird, transportiert wird. Hierzu kann mittels eines steuerbaren Ventils der Strömungsquerschnitt des verdrängten bzw. transportierten Fluids eingestellt werden.

Aus der DE 299 00 233 U1 ist ebenfalls ein Sicherheitsgurtaufroller mit einem Lastbegrenzer bekannt, der ein fließfähiges Lastbegrenzermedium aufweist. Beim kraftbegrenzten Gurtbandauszug wird das fließfähige Kraftbegrenzermedium durch einen Strömungsquerschnitt transportiert, welcher mittels eines quer zur Strömungsrichtung verschobenen Schiebers verringert wird.

Aus DE 199 48 020 A1 ist ebenfalls ein durch einen Strömungsquerschnitt transportiertes fließfähiges Kraftbegrenzermedium bekannt, dessen Viskosität aufgrund seiner elektro- oder magnetorheologische Eigenschaften einstellbar ist.

[Aufgabe der Erfindung]

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Sicherheitsgurtaufroller der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Lastbegrenzer innerhalb kurzer Zeit auf die unfallbezogenen Daten einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

Dabei wird der Massefluss des transportierten Lastbegrenzermediums als Regelgröße für die vom Gurtband ausgeübte Rückhaltekraft bzw. Auszugsgeschwindigkeit verwendet. Bei einem derartigen Massefluss-sensitiven System wird ein im Strömungsweg gegen eine Rückstellkraft beispielsweise Federkraft gelagerter vom Lastbegrenzermedium umströmter Körper angeordnet. Dieser umströmte Körper wird durch den Massefluss des transportierten Mediums gegen die Rückstellkraft bewegt und stellt dabei in Abhängigkeit vom Massefluss den Strömungsquerschnitt ein.

Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt
1 in schematischer Darstellung einen Gurtaufroller mit Lastbegrenzer als Ausführungsbeispiel;
2–4 Ausführungsbeispiele für Massefluss-sensitive Einstelleinrichtungen für den Strömungsquerschnitt des im Ausführungsbeispiel der 1 verwendeten flüssigen Kraftbegrenzermediums.
Die 1 zeigt schematisch von einem Sicherheitsgurtaufroller einen Rahmen 20, an welchem eine Gurtspule 1 drehbar gelagert ist. Auf die Gurtspule 1 kann ein Sicherheitsgurtband 2 aufgewickelt werden und von ihr abgewickelt werden. Zur Bildung eines Lastbegrenzers 3 ist die Gurtspule 1 in Antriebsverbindung mit einer Verdrängereinrichtung 4, welche in einem druckdicht abgeschlossenen Raum, beispielsweise einem Zylinder 21 beweglich angeordnet ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verdrängereinrichtung 4 als im Zylinder 21 linear beweglicher Kolben ausgebildet. Die Antriebsverbindung mit der Gurtspule 1 erfolgt über eine fest mit der Verdrängereinrichtung 4 verbundene Zahnstange 14. Die Zahnstange 14 kämmt mit einem Ritzel 15, welches drehfest mit der Gurtspule 1 verbunden ist. Zwischen Zahnstange und Ritzel kaum noch ein Getriebe vorgesehen sein. Anstelle der linear beweglichen Verdrängereinrichtung 4 kann auch ein Umlaufverdränger, beispielsweise Drehkolben vorgesehen sein, der direkt oder über ein Getriebe mit der Gurtspule 1 in Antriebsverbindung steht. Die Antriebsverbindung zwischen der Gurtspule 1 und dem Kraftbegrenzer 3 wird beispielsweise bei einem Unfall hergestellt, um bei einer Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeuginsassen einen kraftbegrenzten Auszug des Sicherheitsgurtbandes 2 von der Gurtspule 1 zu gewährleisten. Der kraftbegrenzende Gurtbandauszug erfolgt nach Überschreiten einer bestimmten Kraftschwelle. Diese Kraftschwelle wird durch eine Halteeinrichtung, beispielsweise einem Scherstift 39 gewährleistet. Wenn die auf die Zahnstange 14 oder die Verdrängereinrichtung 4 von der Halteeinrichtung (Scherstift 39) bewirkte Rückhaltekraft durch die vom Gurtband in Auszugsrichtung ausgeübte Kraft überwunden wird, löst sich die Halteeinrichtung, d.h. der Scherstift 39 wird abgeschert und es erfolgt ein Gurtbandauszug mit Kraftbegrenzung. Bei diesem kraftbegrenzenden Gurtband auszug wird die Verdrängereinrichtung 4 durch das ausgezogene Sicherheitsgurtband 2 über die Gurtspule 1 angetrieben und im Verdrängerraum, beispielsweise dem Zylinder 21 bewegt. Diese Bewegung erfolgt in der 1 von rechts nach links. Dabei wird das fließfähige Kraftbegrenzermedium 16, beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit, von einem Vorratsraum 38 über einen Transportweg 17 und eine Einstelleinrichtung 10 zur Einstellung des pro Zeiteinheit transportierten Volumens des Lastbegrenzermediums 16 bewegt.
Das Kraftbegrenzermedium 16 wird dabei in einen Sammelraum 18 transportiert. Das Volumen des Sammelraums 18 kann durch einen in einem Zylinder 22 verschiebbaren Kolben 12 in Abhängigkeit vom transportierten Volumen des Kraftbegrenzermediums 16 sich verändern.
Eine elektronische Auswerteeinheit 24 wertet unfallbezogene Daten, welche beispielsweise Informationen zur Unfallschwere, zur Sitzposition und zum Gewicht des Fahrzeuginsassen beinhalten, aus. Messdaten zur Unfallschwere können beispielsweise abgeleitet werden aus der Drehbewegung der Gurtspule 1, wie es beispielsweise aus der DE 199 02 483 A1 bekannt ist.
Durch die elektronische Auswerteeinrichtung 24 kann ein Aktuator 23, z. B. Hubmagnet oder Stellmotor angesteuert werden, mit welchem über ein Stellelement 19 die Kraft einer Gegendruckfeder 13 eingestellt wird. Die Gegendruckfeder 13 kann als mechanische Feder oder Gasfeder ausgebildet sein. Die Gegendruckfeder 13 wirkt auf einen Gegendruckkolben 12, welcher den Sammelraum 18 begrenzt. Hierdurch kann der Strömungswiderstand des im Lastbegrenzer 3 transportierten Medium 16 eingestellt werden. Der Sammelraum 18 wirkt dann als Gegendruckraum im Zylinder 22. Der Aktuator 23 wirkt auf das Stellelement 19, mit welchem die Gegenkraft der Feder 13 eingestellt wird.
In den 2 bis 4 sind Ausführungsbeispiele zur selbsttätigen Einstellung des Strömungsquerschnitts im Transportweg 17 des verdrängten Kraftbegrenzermediums 16 dargestellt. Bei den Ausführungsbeispielen der 2 bis 4 handelt es sich um Massefluss-sensitiv eingestellte Strömungsquerschnitte.
Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt ein umströmter Körper 5 an seiner Rückseite eine konische Form, welche gegen die Kraft der Rückstellfeder 9 in den konisch sich verengenden Teil des Kanals 30 bewegt werden kann. Diese Bewegung wird dann erzeugt, wenn die Druckdifferenz an der Anströmseite und der Rückseite des umströmten Körpers 5 die Rückstellkraft der Feder 9 übersteigt. Diese Druckdifferenz ist im wesentlichen proportional dem Quadrat der Strömungsgeschwindigkeit des transportierten Kraftbegrenzermediums 16. Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der umströmte Körper 6 als Kugel ausgebildet, welche gegen die Rückstellkraft der Feder 9 in den konisch sich verengenden Teil des Kanals 30 bewegbar ist. Bei dem in der 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der umströmte Körper 7 als Klappe ausgebildet, welche gegen die Rückstellkraft der Feder 9 in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Kraftbegrenzermediums 16 bis in die strichpunktierte Position im Kanal 30 verschwenkt werden kann.
Ferner kann zur Einstellung der Kraftbegrenzerwirkung eine Viskositätseinstelleinrichtung 25 vorgesehen sein, welche von der elektronischen Auswerteeinheit 24 angesteuert wird, wie es in 1 dargestellt ist. Die Viskositätseinstell einrichtung 25 wirkt von außen auf das Kraftbegrenzermedium 16. Diese Einwirkung kann im Vorratsraum 38 geschehen, in welchem die Verdrängereinrichtung 4 unmittelbar auf das Kraftbegrenzermedium 16 wirkt. Die Viskositätseinstelleinrichtung 25 kann jedoch an jeder anderen Stelle entlang dem Transportweg 17 zwischen dem Vorratsraum 38 und dem Sammelraum 18 angeordnet sein.
Ein hierfür geeignetes Kraftbegrenzermedium 16 wird von einem elektro- und/oder magnetorheologischen Fluid gebildet. Durch Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes mit Hilfe der Viskositätseinstelleinrichtung 25 wird die Viskosität des Kraftbegrenzermediums 16 in Abhängigkeit von den Unfall-bezogenen Messdaten, welche in der elektronischen Auswerteeinheit 24 ausgewertet wurden, eingestellt. Hierdurch kann ohne zusätzliche Ventile und Ventilsteuerungen der Strömungswiderstand und die Strömungsgeschwindigkeit des Kraftbegrenzermediums 16 beim Verdrängen durch die Verdrängereinrichtung 4 auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

Claims

Gurtaufroller mit einer Gurtspule (1) für ein Sicherheitsgurtband (2) und einem Lastbegrenzer (3), der ein fließfähiges Lastbegrenzermedium (16) aufweist, welches mittels einer Verdrängereinrichtung (4) die von der Gurtspule (1) antreibbar ist, mit einem unfallbezogenen Energieverbrauch durch einen Strömungskanal transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsquerschnitt des transportierten Lastbegrenzermediums durch einen gegen eine Rückstellkraft im Strömungskanal (30) gelagerten und vom Massefluss des transportierten Kraftbegrenzermedium (16) umströmten Körper (5; 6; 7) einstellbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftbegrenzermedium (16) aus einem Vorratsraum (38) in einen Sammelraum (18) des Hydrauliksystems des Lastbegrenzers (3) durch die Verdrängereinrichtung (4) transportierbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft durch eine Feder (8; 9) gebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskosität des Kraftbegrenzermediums (16) einstellbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftbegrenzermedium (16) als elektro- und/oder magnetorheologisches Fluid ausgebildet ist, dessen Viskosität durch ein elektrisches und/oder magnetisches Feld einstellbar ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrängereinheit (4) als linear beweglicher Kolben oder als Rotor ausgebildet ist.