DE102008000981B4 - Belt reel unit and method for rolling up at least one webbing and belt system for an occupant protection system in a vehicle with at least one such belt reel unit - Google Patents
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Abstract
Gurtaufrolleinheit (10) mit mindestens einem Gurtband (12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) und mindestens einem in einer Befestigungseinheit (14) gelagerten, korrespondierenden Aufrollmodul (16) mit einer drehbar gelagerten Spindel (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f), auf der das Gurtband (12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband (12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) wirkende Kraft (F) begrenzbar ist, wobei mindestens ein Aktuator (20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f) den wirksamen Außendurchmesser der Spindel (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f) einstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (20, 20a, 20b, 20c) als eine von mindestens einer Membran (30a, 30b, 30c) begrenzte Innendruckkammereinheit (32a, 32b, 32c), welche in Abhängigkeit von mindestens einem einstellbaren Innendruck auf eine Gurtführung (34a, 34b, 34c) des korrespondierenden Gurtbandes (12, 12a, 12b, 12c) wirkt, oder als eine mechanische und/oder pneumatische und/oder hydraulische Federeinheit (36d, 36e, 36f) ausgeführt ist, welche in Abhängigkeit von mindestens einer einstellbaren Federkraft auf eine Gurtführung (34d, 34e, 34f) des korrespondierenden Gurtbandes (12, 12d, 12e, 12f) wirkt. Belt reel unit (10) with at least one belt (12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) and at least one in a fixing unit (14) mounted, corresponding Aufrollmodul (16) with a rotatably mounted spindle (18a, 18b, 18c , 18d, 18e, 18f), on which the webbing (12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f) is rollable, wherein in the event of a crash in the at least one webbing (12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f), wherein at least one actuator (20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f) adjusts the effective outer diameter of the spindle (18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 18f) , characterized in that the actuator (20, 20a, 20b, 20c) as a of at least one membrane (30a, 30b, 30c) limited internal pressure chamber unit (32a, 32b, 32c), which in response to at least one adjustable internal pressure on a belt guide (34a, 34b, 34c) of the corresponding webbing (12, 12a, 12b, 12c) acts, or as a mechanical and / or pneumatic and / or or hydraulic spring unit (36d, 36e, 36f) is executed, which in response to at least one adjustable spring force on a belt guide (34d, 34e, 34f) of the corresponding webbing (12, 12d, 12e, 12f) acts.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einer Gurtaufrolleinheit sowie einem Verfahren zum Aufrollen von mindestens einem Gurtband sowie einem Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit mindestens einer Gurtaufrolleinheit nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to a belt retractor and a method for rolling up at least one webbing and a belt system for an occupant protection system in a vehicle with at least one belt retractor according to the preamble of the independent claims.
Bei einem Gurtsystem unterscheidet man je nach Anordnung unterschiedliche Arten, wie beispielsweise einen Beckengurt, einen Schräg-Schultergurt, einen Dreipunktgurt, einen 4- oder 6-Punkt Hosenträgergurt, einen Beltbag, einen Bag-in-Belt oder Kombinationen dieser Gurtsysteme.In a belt system, a distinction is made depending on the arrangement of different types, such as a lap belt, a diagonal shoulder strap, a three-point belt, a 4- or 6-point harness belt, a belt bag, a bag-in-belt or combinations of these belt systems.
Der Dreipunktgurt, der einen auch als Retraktor bezeichneten Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer und je nach Ausführungsform auch mit einem Gurtkraftbegrenzer umfasst, ist heute das am meisten verbaute Gurtsystem. Im Gegensatz hierzu ist der reine Beckengurt, wie man ihn heutzutage z.B. in Verkehrsflugzeugen findet, aus nahezu allen Fahrzeuganwendungen verschwunden und ist in der Regel durch den Dreipunktgurt ersetzt worden.The three-point belt, which also includes a belt retractor, also referred to as a retractor, with a belt tensioner and, depending on the embodiment, a belt force limiter, is today the most widely used belt system. In contrast, the pure lap belt, as it is today, for example, in commercial aircraft, has disappeared from almost all vehicle applications and has usually been replaced by the three-point belt.
Beim Dreipunktgurt verläuft das Gurtband von einem Befestigungspunkt am Sitzgestell oder meistens vom Fahrzeugboden ausgehend, über das Becken des Insassen. In der Schlosszunge befindet sich in heute typischen Ausführungsvarianten eine Öse in der das Gurtband umgelenkt wird und von da ab diagonal über die Brust des Insassen nach oben geführt wird. Durch einen Umlenkbeschlag, welcher sich in der Regel an der B-Säule befindet, wird das Gurtband nach unten zum Gurtaufroller oder auch Gurtautomat geführt. Alternativ findet man bei sitzintegrierten Gurtsystemen diesen Umlenkbeschlag auch im Sitz selbst integriert. Weiterhin werden alternative Gurtsysteme mit getrenntem Becken- und Schultergurt eingesetzt, d.h. diese beiden Gurtsegmente werden in Höhe der Gurtschlosszunge vernäht und jeweils von einem separaten Aufroller angesteuert. Diese Systeme werden als Dual-Spool-Retraktoren bezeichnet.In the three-point belt, the webbing runs from an attachment point on the seat frame or usually from the vehicle floor, over the pelvis of the occupant. In today's typical variant of the tongue in the tongue is an eyelet in which the webbing is deflected and from then on diagonally over the chest of the occupant is guided upwards. Through a deflection fitting, which is usually located on the B-pillar, the webbing is guided down to the belt retractor or belt machine. Alternatively you will find integrated in seat integrated seat belt systems this deflection fitting. Furthermore, alternative harness systems with separate pelvic and shoulder straps are used, i. These two belt segments are sewn at the level of Gurtschlosszunge and each driven by a separate reel. These systems are referred to as dual-spool retractors.
Für das Gurtband fordert man allgemein eine breite Form, um im Falle einer Kollision eine für den Insassen erträgliche Flächenpressung zu erhalten. Typischerweise besitzen die Gurtbänder eine Querschnittsbreite von ca. 50 mm. Darüber hinaus werden eine gute Bruch- und Rutschsicherheit und eine gute Umweltbeständigkeit gefordert. Diese Parameter sind in der ECE-Regelung Nr. 16 festgelegt. Der Sicherheitsgurt selbst besteht aus einem geflochtenen Garn, meistens aus Polyester. Alternative Entwicklungen verfolgen ein Bag-in-Belt bzw. Beltbag-Prinzip, bei dem ein gurtintegrierter Airbag enthalten ist, der nach Entfaltung beispielsweise eine Rollenform einnimmt und damit für eine noch idealere Flächenpressung auf den Körper des Insassen sorgen kann. Die Bruchfestigkeit eines Standardgurtes beträgt ungefähr 14.7 kN, dieser wird jedoch in der Praxis meist für Kräfte zwischen 25 kN und 30 kN ausgelegt.For the webbing generally requires a broad shape, in order to obtain in the event of a collision for the occupant tolerable surface pressure. Typically, the straps have a cross-sectional width of about 50 mm. In addition, good breakage and slip resistance and good environmental resistance are required. These parameters are defined in ECE Regulation No. 16. The seatbelt itself is made of a braided yarn, mostly of polyester. Alternative developments follow a bag-in-belt or belt bag principle, in which a belt-integrated airbag is included, which occupies, for example, a roll shape after deployment, and thus provide an even more ideal surface pressure on the body of the occupant. The breaking strength of a standard belt is approximately 14.7 kN, but this is usually designed in practice for forces between 25 kN and 30 kN.
Der im System integrierte Retraktor bzw. Gurtaufroller hat zur Aufgabe dem Insassen im Fahrbetrieb ein hohes Maß an Komfort zu bieten. Das auf einer Spule aufgewickelte Gurtband wird bei einer Vorwärtsbewegung des Insassen, gegen eine geringe Rückzugsfederkraft freigegeben. Hierbei beträgt die Kraft typischerweise 5 bis 10 N und wird durch eine im Retraktor verbaute, vorgespannte Feder zur Verfügung gestellt. Die Sperrung des Gurtbandes kann basierend auf den zwei nachfolgenden Prinzipien gesteuert werden.The integrated retractor or belt retractor has the task of providing the occupant with a high level of comfort while driving. The wound on a spool webbing is released during a forward movement of the occupant, against a low return spring force. Here, the force is typically 5 to 10 N and is provided by a built-in retractor, preloaded spring available. The locking of the webbing may be controlled based on the following two principles.
Bei einem ersten Prinzip sorgt ein Kugelsensor bei einer der ECE-Regel 16 entsprechenden Fahrzeugverzögerung von mindestens 0.45 g oder bei einer Fahrzeugschräglage für eine Aktivierung des Sperrmechanismus. Dabei wird eine Stahlkugel in einer definierten Mulde ausgelenkt und sorgt für eine mechanische Sperrung. Bei einem zweiten Prinzip wird bei einem Auszug von 50 mm und einer gleichzeitigen Auszugsbeschleunigung von mehr als 0.8 g ebenfalls ein Sperrmechanismus aktiviert. Hierbei dient ein Feder-Masse-System als Sensorik, welches beispielsweise als Fliehkraftregler realisiert und im Gurtaufroller verbaut ist.In a first principle, a ball sensor ensures a vehicle deceleration of at least 0.45 g in accordance with
Da der Insasse bei einem Unfall möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt werden soll, wird typischerweise die überschüssige Gurtlose, die beispielsweise aufgrund von dicker Kleidung bzw. komfortbedingt entsteht, durch eine pyrotechnische Straffung nach Crashbeginn beseitigt. Neuerdings werden reversible elektromechanische Aktuatoren (EMA) als reversible Gurtstraffer eingesetzt, die in einer kritischen Fahrsituation aktiviert werden und somit ein Mehr an überflüssiger Gurtlose beseitigen, da sie vor dem Crash zum Einsatz kommen. Kommt es dennoch zu einer Kollision, wird zusätzlich die pyrotechnische Gurtstraffung aktiviert. Im Vergleich zur bisher bekannten pyrotechnischen Gurtstraffung läuft die elektromotorische Straffung in einem anderen Zeitbereich ab. So laufen die pyrotechnische Gurtstraffung beispielsweise innerhalb von ungefähr 10 ms und die elektromechanische Gurtstraffung innerhalb von ungefähr 200 ms ab. Generell können bei Gurtstraffung unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz kommen, wie z.B. mechanische Gurtstraffer, die über einen Energiespeicher aktiviert werden, pyrotechnische Straffer, Aufrollerstraffer, Langrohrstraffer und Kurzrohrstraffer, Kugelstraffer, Gurtstraffer mit Wankelprinzip und Aufrollerstraffer mit Zahnstange sowie Schlossstraffer und Endbeschlagsstraffer.Since the occupant is to be coupled as early as possible to the vehicle deceleration in the event of an accident, the excess belt slack, which arises, for example, due to thick clothing or comfort, is eliminated by a pyrotechnic tightening after the crash. Recently reversible electromechanical actuators (EMA) are used as reversible belt tensioners, which are activated in a critical driving situation and thus eliminate more excess slack, as they are used before the crash. If a collision nevertheless occurs, the pyrotechnic belt tightening is additionally activated. Compared to the previously known pyrotechnic belt tightening, the electromotive tightening takes place in a different time range. For example, the pyrotechnic belt tightening takes place within approximately 10 ms and the electromechanical belt tightening takes approximately 200 ms. Generally, belt tensioning may employ different principles, such as: mechanical belt tensioners, which are activated by an energy storage, pyrotechnical tensioner, retractor, long tube tightener and short tube tightener, ball tensioner, belt tensioner with Wankel principle and retractor with rack and lock tightener and Endbeschlagstraffer.
Durch die gezielte Ankopplung kann es zu sehr starken Belastungen für den Insassen vorwiegend im Kopf- und Thoraxbereich kommen. Diese Belastungsspitzen können zu teilweise schweren Verletzungen führen und sollen beispielsweise durch Gurtkraftbegrenzer reduziert werden. Hierbei basiert das Prinzip der Gurtkraftbegrenzung auf einer Freigabe des Gurtbandes ab einer bestimmten wirkenden Gurtbandkraft F von beispielsweise mehr als 3.0 bis 4.5 kN. Generell kann die Kraftbegrenzung durch mechanische Energiewandlungsprinzipien, wie beispielsweise durch Zerstörung, z.B. durch Reißnähte am Gurtband oder Reißbleche, oder durch Verformung, z.B. durch Torsionsstäbe im Aufroller, oder durch Reibung, z.B. durch Lamellenbremsen, teilweise auch mehrstufig erfolgen. Durch die beschriebenen Maßnahmen soll gewährleistet werden, dass die Energieaufnahme bei gleichbleibender Gurtkraft mittels zunehmender Vorverlagerung des Insassen erfolgt, d.h. dass der Frontairbag ab einem bestimmten Zeitpunkt beispielsweise nach einer Zeitspanne von ungefähr 40 bis 60 ms den Insassen vom Gurtsystem „übernimmt“. Dabei soll die kinetische Energie des Insassen beim Crash möglichst günstig auf die Komponenten des Insassenschutzsystems und des Innenraums verteilt werden. The targeted coupling can lead to very heavy loads for the occupants, mainly in the head and thorax area. These peak loads can sometimes lead to serious injuries and should be reduced, for example by belt force limiters. Here, the principle of Gurtkraftbegrenzung based on a release of the webbing from a certain acting Gurtbandkraft F, for example, more than 3.0 to 4.5 kN. In general, the force limitation by mechanical energy conversion principles, such as destruction, eg by tear seams on the webbing or tear sheets, or by deformation, eg by torsion bars in the retractor, or by friction, eg by multi-disc brakes, sometimes also in several stages. The measures described are intended to ensure that the energy absorption takes place with constant belt force by means of increasing forward displacement of the occupant, ie that the front airbag at a certain time, for example, after a period of about 40 to 60 ms "takes over" the occupants of the belt system. The kinetic energy of the occupant in the crash should be distributed as cheaply as possible to the components of the occupant protection system and the interior.
Die heute eingesetzten Systeme reduzieren die Gurtkraft beispielsweise über eine Mechanik auf Basis eines gekoppelten Torsionsstabs oder über eine Keilbremse. Beispielsweise wird in der Offenlegungsschrift
In der Offenlegungsschrift
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Die Lastbegrenzungssysteme auf Basis von Torsionselementen sind heutzutage die am weitest verbreiteten und eingesetzten Systeme. Die Gurtkraftbegrenzung erfolgt hierbei auf mechanische Art, indem das Torsionselement bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes eine Sollverformung durchführt. Die Kraftbegrenzung durch Torsionsstäbe wird jedoch bereits bei der Entwicklung entsprechend konstruktiv und materialbehaftet umgesetzt, d.h. die Systeme erlauben nur geringe Variationen in ihrem Begrenzungsniveau und weisen in Bezug auf das Material sehr geringe Toleranzen auf. Die Einstellungen der Charakteristik werden in Abstimmung mit dem Automobilhersteller und anderen Systemlieferanten ausgeführt und sind oft sehr aufwändig. Des Weiteren ist eine variable Gurtkraftbegrenzung in dem Sinne, dass sie an einen bestimmten Insassen anpassbar ist und damit eine Individualisierung des Systems erlaubt, nicht möglich. Dies liegt vornehmlich daran, dass bedingt durch die konstruktive Ausbildung die Kraftbegrenzung mehr oder weniger keine Abstufung und damit Variabilität erlaubt, sondern meist nur 1- oder 2-stufig ausgebildet werden kann. Hintergrund ist die relativ komplexe Kombination unterschiedlicher Torsionselemente und der damit verbundenen Anpassung der Torsionssteifigkeit um ein bestimmtes Kraftniveau zu erreichen. Die Kombination der unterschiedlichen Elemente erfordert entsprechende Stellelemente oder Kupplungen, welche die Konstruktion insgesamt aufwändig gestalten.The load limiting systems based on torsion elements are today the most widespread and used systems. The belt force limitation takes place in this case in a mechanical manner in that the torsion element performs a set deformation upon reaching a certain threshold value. However, the force limitation by torsion bars is already implemented in accordance with design and material-related, ie. the systems allow only slight variations in their limiting level and have very small tolerances with respect to the material. The settings of the characteristic are carried out in coordination with the automobile manufacturer and other system suppliers and are often very expensive. Furthermore, a variable Gurtkraftbegrenzung in the sense that it is adaptable to a particular occupant and thus allows an individualization of the system, not possible. This is primarily due to the fact that due to the structural design, the force limitation allows more or less no gradation and thus variability, but usually only 1- or 2-stage can be formed. Background is the relatively complex combination of different torsion elements and the associated adaptation of the torsional stiffness to achieve a certain level of force. The combination of the different elements requires appropriate control elements or couplings, which make the construction a total of consuming.
Die Auslegung des Systems erfolgt typischerweise auf Personen mit Durchschnittswerten in Körpergröße und Körpermasse sowie deren Sitzposition relativ zum Airbagmodul. Weiterhin ist das oberste Lastbegrenzungsniveau normalerweise an die biomechanischen Grenzwerte älterer Insassen angepasst und motiviert damit deutlich das Individualisierungspotenzial der gesamten Gurtkraftbegrenzung. Typischerweise definieren eben diese Größen eines älteren Menschen diesen Grenzwert, da sie sich an der Knochenstruktur einer 60-jährigen Person ausrichten, welche in der Regel keine größeren Kraftniveaus im Schulter- und Thoraxbereich erträgt. Je nach Crashsituation und Insasse könnte jedoch ein erhöhtes Kraftniveau durchaus zugelassen werden, da jüngere Personen ein deutlich höheres Kraftniveau abbauen können.The design of the system is typically performed on individuals with body height and body mass averages and their seating position relative to the airbag module. Furthermore, the upper load limit level is usually adjusted to the biomechanical limits of older occupants and thus clearly motivates the individualisation potential of the entire belt force limit. Typically, these same sizes of an elderly person define this threshold because they align with the bone structure of a 60-year-old person, who typically can not tolerate major shoulder and thorax strength levels. Depending on the crash situation and the occupant, however, an increased level of strength could definitely be allowed, since younger persons can reduce a significantly higher level of force.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, dem Insassen im Fahrbetrieb ein hohes Maß an Komfort zu bieten.The object of the invention is to provide the occupant with a high degree of comfort while driving.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch eine Gurtaufrolleinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch ein Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 6 sowie durch ein Verfahren zum Aufrollen von mindestens einem Gurtband mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 7 gelöst.This object is achieved by a belt retractor unit having the features of independent claim 1 and by a belt system for an occupant protection system in a vehicle having the features of independent patent claim 6 and by a method for rolling up at least one belt web having the features of independent claim 7.
Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass ein wirksamer Außendurchmesser der Spindel zur Begrenzung einer ermittelten in dem mindestens einen Gurtband aktuell wirkenden Kraft in dem mindestens einen Gurtband reduzierbar ist, wodurch ein verlängerter Auszug des Gurtbandes erzeugbar ist. Diese steuerbare Verlängerung des Gurtbandes ermöglicht in vorteilhafter Weise eine gezielte Begrenzung der Gurtkraft und insbesondere eine variable Gurtkraftbegrenzung. Die steuerbare Verlängerung des Auszugs des Gurtbandes bewirkt eine gleichbleibende bzw. absinkende Gurtkraft. Damit wird letztendlich eine kontrollierte Vorverlagerung des Insassen zugelassen und eine Optimierung des gesamten Rückhaltesystems, welches beispielsweise den Airbag, den Gurt, den Sitz usw. umfasst, unterstützt. Ein wesentlicher Vorteil ist daher die einstellbare Gurtkraftbegrenzung, die in einfacher und kostengünstiger Weise in Abhängigkeit von der ermittelten Gurtkraft eine vorbestimmbare Reduzierung des wirksamen Außendurchmessers der Spindel durchführt und dadurch variable Gurtkraftniveaus definiert. In vorteilhafter Weise kann die adaptive Anpassung der Gurtkraftbegrenzung auf Basis eingehender Informationen, die beispielsweise Crashschwere, Insassen, Innenraum, Umgebung usw. betreffen, erfolgen. Das bedeutet, dass beispielsweise junge Insassen besser durch Vorgeben eines höheren Kraftbegrenzungsniveaus und einer zugehörigen Charakteristik geschützt werden können. Ein weiterer Vorteil besteht in der möglichen Umsetzung von verschiedenen Variationsmöglichkeiten, wie beispielsweise eines variablen Kraftbegrenzungseingangslevels, eines variablen Startzeitpunkts für die weiteren Kraftbegrenzungsniveaus usw., und eine damit verbundene Variabilität der gesamten degressiven Begrenzungscharakteristik in Abhängigkeit von den individuellen Vorgaben eines zu schützenden Insassen, wie Alter, Größe, Gewicht usw.The belt reel unit according to the invention with the features of independent claim 1 has the advantage that an effective outer diameter of the spindle for limiting a determined in the at least one belt currently acting force in the at least one webbing is reduced, whereby an extended extension of the webbing can be generated. This controllable extension of the strap advantageously allows a targeted limitation of the belt force and in particular a variable belt force limit. The controllable extension of the extension of the webbing causes a constant or sinking belt force. This ultimately allows a controlled forward displacement of the occupant and an optimization of the entire restraint system, which includes, for example, the airbag, the seat belt, etc., supported. A significant advantage is therefore the adjustable belt force limit, which carries out a predeterminable reduction of the effective outer diameter of the spindle and thereby defines variable Gurtkraftniveaus in a simple and cost-effective manner depending on the determined belt force. Advantageously, the adaptive adjustment of the belt force limitation based on incoming information, for example, crash severity, Occupants, interior, environment, etc., take place. This means that, for example, young inmates can be better protected by providing a higher level of force limitation and associated characteristics. A further advantage is the possible implementation of various possible variations, such as a variable force limiting input level, a variable starting time for the further force limiting levels, etc., and associated variability of the overall degressive limiting characteristic depending on the individual specifications of an occupant to be protected, such as age , Size, weight, etc.
Mindestens ein Aktuator stellt den wirksamen Außendurchmesser der Spindel ein. Dies ermöglicht eine rasche und kontrollierte Reduktion des Außendurchmessers der Spindel, wodurch sehr schnell ein verlängerter Auszug des Gurtbandes und insbesondere eine große Gurtbandlänge zur Verfügung gestellt werden kann. Hieraus folgt in vorteilhafter Weise eine optimale individuelle Anpassung des Gurtbandes an den Insassen während eines real auftretenden Crash. Hierbei ist der Aktuator als eine von mindestens einer Membran begrenzte Innendruckkammereinheit ausgeführt, welche in Abhängigkeit von mindestens einem einstellbaren Innendruck auf eine Gurtführung des korrespondierenden Gurtbandes wirkt. In vorteilhafter Weise ist hierdurch eine kontrollierte Reduktion des Außendurchmessers der Spindel möglich, wobei die Reduktion vorzugsweise stufenlos erfolgen kann. Die Ausgestaltung der Erfindung ist durch einfache und kostengünstige Bauteile realisierbar, welche einen geringen Bauraumbedarf aufweisen und vorzugsweise in den vorhandenen Bauraum integrierbar sind. Alternativ ist vorgesehen, dass der Aktuator als eine Federeinheit ausgeführt ist, welche in Abhängigkeit von mindestens einer einstellbaren Federkraft auf eine Gurtführung des korrespondierenden Gurtbandes wirkt. Auch hierdurch ist in vorteilhafter Weise eine kontrollierte Reduktion des Außendurchmessers der Spindel möglich, wobei die Reduktion auch hier vorzugsweise stufenlos erfolgen kann. Die Umsetzung dieser alternativen Ausgestaltung ist bevorzugt mit kostengünstigen Normteilen möglich, die mit geringem Aufwand in übliche Gurtaufrolleinheiten eingepasst werden können. Hierbei ist die Federeinheit mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch ausgebildet, wodurch der Einsatz von handelsüblichen Normteilen möglich ist.At least one actuator adjusts the effective outer diameter of the spindle. This allows a rapid and controlled reduction of the outer diameter of the spindle, which can be provided very quickly a prolonged excerpt of the webbing and in particular a large strap length available. It follows advantageously an optimal individual adjustment of the webbing to the occupant during a real occurring crash. Here, the actuator is designed as a limited of at least one membrane internal pressure chamber unit which acts in response to at least one adjustable internal pressure on a belt guide of the corresponding webbing. Advantageously, a controlled reduction of the outer diameter of the spindle is thereby possible, wherein the reduction can preferably be made steplessly. The embodiment of the invention can be realized by simple and inexpensive components, which have a low space requirement and preferably can be integrated into the existing space. Alternatively, it is provided that the actuator is designed as a spring unit which acts in response to at least one adjustable spring force on a belt guide of the corresponding belt. This also makes it possible in an advantageous manner, a controlled reduction of the outer diameter of the spindle, wherein the reduction can also be made preferably steplessly here. The implementation of this alternative embodiment is preferably possible with low-cost standard parts, which can be fitted with little effort in usual Gurtaufrolleinheiten. Here, the spring unit is mechanically and / or pneumatically and / or hydraulically formed, whereby the use of standard commercial parts is possible.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Gurtaufrolleinheit möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the independent claim 1 belt retractor are possible.
In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit ist die Spindel einteilig oder mehrteilig ausführbar. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise der Einsatz unterschiedlicher Lösungen zur Einstellung des wirksamen Außendurchmessers der Spindel möglich.In an embodiment of the belt retracting unit according to the invention, the spindle can be made in one or more parts. As a result, the use of different solutions for adjusting the effective outer diameter of the spindle is possible in an advantageous manner.
Besonders vorteilhaft ist, dass eine im Bereich der Gurtaufrolleinheit angeordnete Sensoreinheit die in dem mindestens einen Gurtband wirkende Kraft ermittelt und an ein Steuersystem überträgt, welches den mindestens einen Aktuator in Abhängigkeit von der ermittelten Kraft vorzugsweise über einen Steller ansteuert. Zur adaptiven Anpassung der Gurtkraftbegrenzung kann das Steuersystem zusätzliche Daten eines Sensorsystems auswerten, welche Informationen über Crashschwere und/oder Insassen und/oder Innenraum und/oder Fahrzeugumgebung und/oder Fahrzeugzustand umfassen.It is particularly advantageous that a sensor unit arranged in the region of the belt retracting unit determines the force acting in the at least one belt and transmits it to a control system which preferably activates the at least one actuator as a function of the determined force via a controller. For adaptive adjustment of the belt force limitation, the control system can evaluate additional data of a sensor system, which includes information about crash severity and / or occupants and / or interior and / or vehicle environment and / or vehicle condition.
In weiterer Ausgestaltung sind die Umfangskontur des Aktuators und/oder mindestens ein Führungselement als Gurtführung vorgesehen. Hierdurch ergibt sich eine bauraumsparende und damit kostengünstige Bauweise der Gurtaufrolleinheit.In a further embodiment, the peripheral contour of the actuator and / or at least one guide element are provided as a belt guide. This results in a space-saving and thus inexpensive construction of the belt retractor unit.
Ein bevorzugtes Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 6 weist mindestens eine Gurtaufrolleinheit mit mindestens einem Gurtband und mindestens einem in einer Befestigungseinheit gelagerten, korrespondierenden Aufrollmodul mit einer drehbar gelagerten Spindel auf, auf der das Gurtband aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband wirkende Kraft begrenzbar ist, und wobei ein wirksamer Außendurchmesser der Spindel zur Begrenzung einer ermittelten in dem mindestens einen Gurtband aktuell wirkenden Kraft in dem mindestens einen Gurtband reduzierbar ist, wodurch ein verlängerter Auszug des Gurtbandes erzeugbar ist. Das Gurtsystem ermöglicht in vorteilhafter Weise ein an Crashsituation und Insassen bestmöglichst angepasstes Schutzsystem.A preferred belt system for an occupant protection system in a vehicle with the features of independent claim 6 comprises at least one belt retractor with at least one webbing and at least one mounted in a mounting unit, corresponding Aufrollmodul with a rotatably mounted spindle on which the webbing is rollable, wherein a in the event of a crash in the force acting at least one webbing force can be limited, and wherein an effective outer diameter of the spindle for limiting a determined in the at least one webbing currently acting force in the at least one webbing is reduced, whereby an extended extension of the webbing is generated. The belt system advantageously enables a best possible adapted to a crash situation and occupants protection system.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Gurtsystems für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit.1 shows a schematic block diagram of a belt system for an occupant protection system in a vehicle with a belt retractor according to the invention. -
2 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung eines Aktuators der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer ersten Ausführungsform.2 shows a schematic cross-sectional view of an actuator of the belt retracting unit according to the invention in a first embodiment. -
3 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des Aktuators der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer zweiten Ausführungsform.3 shows a schematic cross-sectional view of the actuator of the belt retracting unit according to the invention in a second embodiment. -
4 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des Aktuators der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer dritten Ausführungsform.4 shows a schematic cross-sectional view of the actuator of the belt retracting unit according to the invention in a third embodiment. -
5 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des Aktuators der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer vierten Ausführungsform.5 shows a schematic cross-sectional view of the actuator of the belt retractor according to the invention in a fourth embodiment. -
6 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des Aktuators der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer fünften Ausführungsform.6 shows a schematic cross-sectional view of the actuator of the belt retractor according to the invention in a fifth embodiment. -
7 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung des Aktuators der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer sechsten Ausführungsform.7 shows a schematic cross-sectional view of the actuator of the belt retracting unit according to the invention in a sixth embodiment.
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Rückhaltemittel als Gurtaufrolleinheit 10 mit mindestens einem Gurtband
Das in der Befestigungseinheit
Um eine Begrenzung der im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband
Vorzugsweise stellt mindestens ein Aktuator
Eine erste mögliche Umsetzung einer Begrenzung der Kraft F sieht das Steuersystem
Vor und während der Kollision wird die Gurtkraft F kontinuierlich, beispielsweise mit einer Abtastrate von mindestens 1 bis 2 kHz gemessen und zur Einstellung eines bestimmten Gurtkraftniveaus ein entsprechendes Steuersignal an den Aktuator
In den ersten drei Ausführungsbeispielen gemäß
Im ersten Ausführungsbeispiel gemäß
In den folgenden drei Ausführungsbeispielen gemäß
Im vierten Ausführungsbeispiel gemäß
Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit stellt über die kontinuierlich einstellbare Gurtkraftbegrenzung bzw. die einstellbaren/schaltbaren Gurtkräfte in vorteilhafter Weise ein ideales Feld für die Individualisierung des Insassenschutzes zur Verfügung. Insgesamt können eine entsprechende Ansteuerung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit und deren Kraftbegrenzung in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Kollisionssituation und damit von der prognostizierten Crashschwere erfolgen. Durch mögliche Individualisierung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in Bezug auf Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden. So kann das Gurtkraftniveau bei leichtgewichtigen Insassen beispielsweise abgesenkt werden, um im Crashfall ein ausreichendes Gurtkraftniveau zur Aktivierung der Gurtkraftbegrenzung und den damit verbundenen verlängerten Auszug des Gurtbandes zu bewirken. Dadurch können Kraftspitzen im Brust- und Kopfbereich und damit das Verletzungsrisiko auch für leichtgewichtige Insassen reduziert werden. Im Gegenzug kann die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit durch Erhöhen des Gurtkraftniveaus auch an sehr schweren Personen angepasst werden, um eine verfrühte Lösung der Kraftbegrenzung zu verhindern. Dies bewirkt, dass der sehr schwere Insasse nicht zu früh an den Airbag übergeben wird und kein Durchschlagen des Insassen erfolgt.The belt reel unit according to the invention provides an ideal field for the individualization of occupant protection via the continuously adjustable belt force limitation or the adjustable / switchable belt forces. Overall, a corresponding activation of the belt retracting unit according to the invention and its force limitation can advantageously take place as a function of the collision situation and thus on the predicted crash severity. By possible individualization of the belt retracting unit according to the invention in terms of age, height, weight, gender, the belt force levels can advantageously be adapted individually to the occupants. Thus, the belt force level can be lowered in lightweight occupants, for example, to effect a sufficient level of belt force to activate the Gurtkraftbegrenzung and the associated extended extension of the webbing in the event of a crash. As a result, force peaks in the chest and head area and thus the risk of injury can also be reduced for lightweight occupants. In turn, the belt retracting unit according to the invention can be adapted by increasing the Gurtkraftniveaus even on very heavy people to prevent a premature solution of the force limit. This causes the very heavy occupant is not passed too early to the airbag and no penetration of the occupant takes place.
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