DE102008043019A1 - Belt retractor unit for e.g. belt system utilized for occupant protection system in commercial aircraft, has torsional bar limiting force acting on belt strap during accident, where torsion characteristics of bar are changeable - Google Patents

Abstract

The unit (10) has a belt strap (12) and a retractor module (14) with a spindle (18) that is rotatably supported at an axis (16). The belt strap is wound on the spindle. Force acting on the belt strap during accident is limited by a torsional bar (22) that is coupled with the spindle, where torsion characteristics of the torsional bar are changeable in multiple stages. The torsion bar has two torsion bar elements for changing the torsion bar characteristics. The torsion bar elements are coupled and decoupled with each other over an actuating unit (24). An independent claim is also included for a method for operating a belt retractor unit.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Gurtaufrolleinheit sowie einem Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit mindestens einer Gurtaufrolleinheit nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The The invention is based on a belt retracting unit and a belt system for an occupant protection system in a vehicle having at least a belt retractor according to the type of 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.at A belt system differs depending on the arrangement different Types, such as a lap belt, an oblique shoulder strap, a three-point belt, a 4 or 6-point harness, 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.Of the Three-point belt, the one also called retractor belt retractor with a belt tensioner and depending on the embodiment also with a belt force limiter is the most used today Belt system. In contrast, the pure lap belt, how to him today z. B. in commercial aircraft, from almost all Vehicle applications disappeared and is usually due to the Three-point belt has been replaced.

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 Schulter gurt 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.At the Three-point belt runs the webbing from an attachment point on the seat frame or mostly from the vehicle floor starting over the pelvis of the occupant. In the lock tongue is in today typical embodiments an eyelet in the the webbing is deflected and from there diagonally across the chest of the occupant is led upwards. Through a Deflection fitting, which is usually on the B-pillar is located, the webbing down to the belt retractor or automatic belt guided. Alternatively, one finds seat-integrated belt systems integrated this deflection fitting in the seat itself. Farther are alternative belt systems with separate pelvic and shoulder belt used, d. H. these two strap segments are in height the Gurtschlosszunge sewn and each of a separate Retractor controlled. These systems are called dual-spool retractors designated.

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 in the ECE Regulation No. 16 established. 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 beziehungsweise 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.Of the integrated retractor or belt retractor To give the occupant a high level of driving To offer comfort. The wound on a spool webbing is with a forward movement of the occupant, against a slight Return spring force released. This is the force is typically 5 to 10 N and is passed through one in the retractor built-in, preloaded spring provided. The Locking the webbing may be based on the two following ones Principles are controlled.

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 at one of ECE rule 16 corresponding vehicle deceleration of at least 0.45 g or at a vehicle lean for activation of the locking mechanism. Here, a steel ball is deflected in a defined trough and ensures a mechanical lock. In a second principle, a locking mechanism is also activated with an extension of 50 mm and a simultaneous pull-out acceleration of more than 0.8 g. This is a spring-mass system as a sensor, which is realized for example as centrifugal governor and installed in the belt retractor.

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.There the occupant in an accident as early as possible is to be coupled to the vehicle deceleration is typically the excess slack, the for example due to thick clothes or comfort created, eliminated by a pyrotechnic tightening after the crash. Recently, reversible electromechanical actuators (EMA) used as a reversible belt tensioner, which in a critical Driving situation can be activated and thus more surplus slack eliminate as they are used before the crash. Will it come anyway? to a collision, in addition, the pyrotechnic Belt tightening activated. Compared to the previously known pyrotechnic Belt tightening is the electromotive tightening in another time range. This is how the pyrotechnic belt tightening works for example, within about 10 ms and the electromechanical belt tightening within about 200 ms. Generally speaking belt tightening uses different principles, such as B. mechanical belt tensioners, which have an energy storage activated, pyrotechnic tensioner, retractor, long tube tightener and short tube tensioners, ball tensioners, belt tensioners with Wankel principle and retractor with rack, as well as lock tightener and end tightener.

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.By The targeted coupling can lead to very heavy loads for The occupants come mainly in the head and thorax area. These stress peaks can lead to partially serious injuries and are to be reduced for example by belt force limiter. Here, the principle of Gurtkraftbegrenzung based on a release of the webbing from a certain acting webbing force F of for example, more than 3.0 to 4.5 kN. Generally, the force limit by mechanical energy conversion principles, such as by destruction, z. B. by tear seams on Webbing or tear sheets, or by deformation, for. B. by torsion bars in the retractor, or by friction, z. B. by multi-disc brakes, sometimes also in several stages. By the measures described should be guaranteed be that the energy intake at constant belt force means increasing forward displacement of the occupant, d. H. that the Front airbag at a certain time, for example after a Time span 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 as possible favorable to the components of the occupant protection system and the Interior to be distributed.

Die heute eingesetzten Systeme reduzieren die Gurtkraft beispielsweise über eine Mechanik auf Basis eines gekoppelten Torsionsstabs oder über eine Keilbremse. Beispielsweise sieht ein in der DE 296 22 181 U1 beschriebenes Verfahren eine Parallelschaltung von verschiedenen Torsionselementen vor. Dabei sind beispielsweise drei ineinander angeordnete Torsionsstäbe vorgesehen, welche über eine Sperrscheibe kraftschlüssig verbunden sind. Die Kopplung geschieht dabei vom äußeren Ende her, wobei die axiale Verschiebung über eine Stellvorrichtung erfolgt, die stirnseitig am Gurtaufroller angekoppelt ist. Die Kopplung erfolgt unabhängig voneinander durch zündbare pyrotechnische Ladungen.The systems used today reduce the belt force, for example, via a mechanism based on a coupled torsion bar or via a wedge brake. For example, one looks in the DE 296 22 181 U1 described method before a parallel connection of different torsion elements. In this example, three mutually arranged torsion bars are provided, which are non-positively connected via a locking disc. The coupling takes place from the outer end, wherein the axial displacement takes place via an adjusting device which is coupled to the end face of the belt retractor. The coupling takes place independently of each other by ignitable pyrotechnic charges.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2004 053 305 A1 wird beispielsweise eine Gurtaufrolleinheit für ein Fahrzeugsicherheitssystem vorgestellt, welche eine im Rahmen drehbar gelagerte Gurtspindel und eine Bremsvorrichtung aufweist. Diese Bremsvorrichtung wird durch eine drehbar angeordnete Bremsscheibe abgebildet, welche gegenüber dem eigentlichen Bremselement eine verdrehbare Stellscheibe aufweist. Die Bremsvorrichtung ist dabei so ausgelegt, dass eine Verdrehung der Stellscheibe eine Verschiebung des ersten Bremselements bewirkt, so dass das Bremselement innerhalb der Anlage an die Bremsscheibe kommt.In the published patent application DE 10 2004 053 305 A1 For example, a belt retractor for a vehicle safety system is presented, which has a belt spindle rotatably mounted in the frame and a braking device. This brake device is represented by a rotatably arranged brake disc, which has a rotatable adjusting disc relative to the actual brake element. The braking device is designed so that a rotation of the adjusting disc causes a displacement of the first brake element, so that the brake element comes within the system to the brake disc.

In der Patentschrift EP 1 544 062 A1 wird ein System beschrieben, bei dem eine Gurtkraftbegrenzung auf Basis eines Reibprinzips umgesetzt wird. Dazu wird ein bolzenförmiger Körper motorgesteuert und senkrecht in Richtung des parallel zur B-Säule auslaufenden Gurtbandes geschoben, um so durch den Kontakt zwischen Bolzen und Gurtband auf der einen Seite und Gurtband beziehungsweise Gurtautomatenrahmen auf der anderen Seite die Reibungskräfte anzupassen. Letztendlich wird durch die Steuerung der Reibungskräfte das Kraftbegrenzerniveau festgelegt.In the patent EP 1 544 062 A1 describes a system in which a belt force limit is implemented on the basis of a friction principle. For this purpose, a bolt-shaped body is motor-controlled and pushed vertically in the direction of the parallel to the B-pillar expiring webbing, so as to adapt by the contact between the bolt and webbing on one side and webbing or Gurtautomatenrahmen on the other side, the frictional forces. Ultimately, the force limiting level is determined by the control of the friction forces.

Ein weiterer Sicherheitsgurtaufroller ist in der DE 44 36 810 A1 vorgeschlagen, bei dem ein energieabsorbierendes Element als Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Dabei ist das Element in der Gurtspule angeordnet und mit einem Wellenstück der Gurtspule verbunden, derart, dass dies eine Drehung der Gurtspule aufgrund eines Gurtbandauszuges zulässt. Dabei nimmt das Absorptionselement die durch das Gurtband eingeleitete Energie auf und wirkt somit als Lastbegrenzer, da er die auf den Körper einwirkende Rückhaltekraft aufgrund seiner Energieabsorptionsfähigkeit begrenzt.Another seat belt retractor is in the DE 44 36 810 A1 proposed, in which an energy absorbing element is provided as a force limiting device. In this case, the element is arranged in the belt reel and connected to a shaft portion of the belt reel, such that this allows rotation of the belt reel due to a Gurtbandauszuges. In this case, the absorption element absorbs the energy introduced by the webbing and thus acts as a load limiter because it limits the restraining force acting on the body due to its energy absorption capacity.

Aus der DE 10 2005 041 101 A1 ist ein Sicherheitsgurtsystem mit einer Gurtrolle und einem auf die Gurtrolle aufgewickeltem Gurtband für ein Kraftfahrzeug bekannt. Um ein adaptives Sicherheitsgurtsystem bereitzustellen, das eine individuelle Steuerung der im Crashfall von dem Gurtband auf einen Fahrzeuginsassen aufgebrachten Krafteinwirkung ermöglicht, umfasst das Sicherheitsgurtsystem eine durch einen Aktuator betätigbare Bremsanordnung zur Abbremsung einer Bewegung des Gurtbandes, wobei die Bremsanordnung mit einer Anordnung zur Selbstverstärkung einer von dem Aktuator erzeugten Betätigungskraft ausgestattet ist.From the DE 10 2005 041 101 A1 is known a safety belt system with a belt reel and a wound on the belt reel belt for a motor vehicle. To provide an adaptive safety belt system that allows for individual control of the force applied to the vehicle occupant in the event of a crash force application, the safety belt system comprises an actuatable by an actuator brake assembly for braking a movement of the webbing, wherein the brake assembly with a self-energizing arrangement of the Actuator generated operating force is equipped.

In der Offenlegungsschrift WO 2007/025958 A1 wird beispielsweise ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, welches eine Gurtrolle mit Gurtband und einen Aktuator umfasst, der eine betätigbare Bremsanordnung zur Abbremsung einer Bewegung aufweist.In the published patent application WO 2007/025958 A1 For example, a safety belt system for a motor vehicle is presented, which comprises a belt reel with webbing and an actuator having an actuatable brake assembly for braking a movement.

In der Patentschrift KR 2007030053 wird ein Kraftbegrenzersystem vorgestellt, welches auch ohne die heute noch in solchen Systemen weit verbreiteten Torsionselemente auskommt. Dabei wird ähnlich den torsionselement-basierten Systemen das Kraftbegrenzerniveau auf Basis der Verformungscharakteristik einer verformbaren Gurtspindel umgesetzt.In the patent KR 2007030053 a force limiting system is presented which does not require the torsion elements which are still widely used today in such systems. Similar to the torsion element-based systems, the force limiter level is implemented on the basis of the deformation characteristics of a deformable belt spindle.

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 die damit verbundene 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 in the development accordingly implemented constructive and material-related, ie, the systems allow only slight variations in their limit level and have very low tolerances in terms of 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. The background is the relatively complex combination of different torsion elements and the associated adaptation of the torsional rigidity in order 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 System design is typically for people with averages in body size and body mass as well as their seating position relative to the airbag module. Furthermore is the top load limiting level is usually to the biomechanical Adjusted and motivated limit values of older inmates clearly the individualization potential of the entire belt force limit. typically, define just these sizes of an older one People this limit, as they affect the bone structure of a 60-year-old person, which usually no greater strength levels in the shoulder and thorax area he wears. Depending on the crash situation and inmate could However, an increased level of strength to be quite allowed because younger people a much higher level of strength can break down.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine variable Lastbegrenzung erreichbar ist. Dabei sieht die Erfindung eine Gurtaufrolleinheit vor, umfassend mindestens ein Gurtband und mindestens ein korrespondierendes Aufrollmodul mit einer auf einer Achse drehbar gelagerten Spindel, auf der das Gurtband aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband wirkende Kraft durch einen Torsionsstab begrenzbar ist, welcher mit der Spindel koppelbar ist. Hierzu sind die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes veränderbar, wodurch eine variable Lastbegrenzung ermöglicht wird. Durch eine geeignete Ausführung des Torsionsstabes können unterschiedliche Stufen der Torsionskraft realisiert werden, welche eine kontrollierte Adaption des Gurtkraftniveaus erlauben.The Belt retracting unit according to the invention with the features of the independent claim 1 has in contrast the advantage that a variable load limitation is achievable. there the invention provides a belt retractor comprising at least a webbing and at least one corresponding Aufrollmodul with a rotatably mounted on an axis spindle on which the Webbing is rolled up, one in the event of a crash in the at least a webbing force can be limited by a torsion bar is, which can be coupled to the spindle. These are the torsion properties the torsion bar changeable, creating a variable load limitation is possible. By a suitable execution The torsion bar can have different levels of torsional force be realized, which is a controlled adaptation of the belt force level allow.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Gurtaufrolleinheit für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug möglich.By those listed in the dependent claims Measures and developments are advantageous improvements the specified in the independent claim 1 belt retractor for an occupant protection system in a vehicle possible.

Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit stellt über die mehrstufig veränderbaren Torsionseigenschaften des Torsionsstabes 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 die 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 dem 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 schwere Personen angepasst werden, um eine verfrühte Lösung der Kraftbegrenzung zu verhindern. Dies bewirkt, dass ein sehr schwerer Insasse nicht zu früh an den Airbag übergeben wird und kein Durchschlagen des Insassen erfolgt.The Belt retractor according to the invention turns over the multilevel changeable torsion properties of the Torsionsstabes advantageously an ideal field for the individualization of occupant protection available. Overall, a corresponding control of the invention Belt retractor and its power limitation in an advantageous manner depending on the collision situation and thus of the predicted crash severity occur. By the possible Individualization of the belt retracting unit according to the invention Regarding age, height, weight, gender can the Gurtkraftniveaus in an advantageous manner individually to the occupants be adjusted. So can the belt force level at lightweight Inmates are lowered, for example, to a sufficient extent in the event of a crash Belt force level for activating the belt force limit and the associated extended extension of the webbing too cause. This can force peaks in the chest and head area and thus the risk of injury even for lightweight Inmates are reduced. In turn, the inventive Belt reel unit by increasing the belt force level too to be adapted to very heavy persons, to a premature one To prevent solution of the force limitation. This causes, that a very serious inmate did not pass to the airbag too early and no penetration of the occupant takes place.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Torsionseigenschaften des Torsionsstabes zumindest um das Torsionsträgheitsmoment T_TM und/oder das Torsionsmoment T_M und/oder die Torsionssteifigkeit T_S. In vorteilhafter Weise kann hierdurch eine exakte Anpassung der Gurtaufrolleinheit an die von der Sensoreinheit erfassten Daten erfolgen, so dass eine Fehleinstellung erfolgreich verhindert wird. Durch die mögliche Individualisierung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in Bezug auf Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden.The torsion properties of the torsion bar are preferably at least the torsional moment of inertia T _TM and / or the torsional moment T _M and / or the torsional rigidity T _S. In this way, an exact adaptation of the belt retracting unit to the data detected by the sensor unit can advantageously take place, so that a misadjustment is successfully prevented. Due to the 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.

In vorteilhafter Weise umfasst der Torsionsstab zur Veränderung seiner Torsionsstabeigenschaften mindestens zwei Torsionsstabelemente, die über mindes tens eine Betätigungseinheit mindestens teilweise miteinander entkoppelbar und mindestens teilweise miteinander koppelbar sind. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine bauraumsparende Möglichkeit zur Gurtkraftbegrenzung, indem die Gurtkraftbegrenzung innerhalb der Spindel des Aufrollmoduls erfolgt.Advantageously, the torsion bar for changing its Torsionsstabigenschaften comprises at least two Torsionsstab members, which are at least partially decoupled by at least one operating unit with each other and at least partially coupled to each other. This results in an advantageous manner save space en Possibility of belt force limitation by the belt force limitation within the spindle of the reeling module.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Entkoppelung der Torsionsstabelemente eine Reduzierung des Torsionsträgheitsmoments T_TM und/oder des Torsionsmoments T_M und/oder der Torsionssteifigkeit T_S des Torsionsstabes und die Koppelung der Torsionsstabelemente eine Erhöhung des Torsionsträgheitsmoments T_TM und/oder des Torsionsmoments T_M und/oder der Torsionssteifigkeit T_S des Torsionsstabes bewirkt. Das Resultat der Kopplung bzw. Entkopplung der Torsionsstäbe ist eine entsprechende Lastbegrenzung, wodurch letztendlich eine kontrollierte Vorverlagerung des Insassen zugelassen und eine Optimierung des gesamten, beispielsweise aus Airbag, Gurt, Sitz bestehenden Rückhaltesystems unterstützt wird.Furthermore, it is proposed that the decoupling of the torsion bar elements reduce the torsional moment of inertia T _TM and / or the torsional moment T _M and / or the torsional rigidity T _{S of} the torsion bar and the coupling of the torsion bar elements increase the torsional moment of inertia T _TM and / or the torsional moment T _M and / or the torsional stiffness T _{S of} the torsion bar causes. The result of the coupling or decoupling of the torsion bars is a corresponding load limitation, which ultimately allowed a controlled forward displacement of the occupant and an optimization of the entire, for example, airbag, seat belt, restraint system is supported.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Betätigungseinheit dazu vorgesehen ist, zur Entkoppelung die Torsionsstabelemente voneinander weg oder zur Koppelung die Torsionsstabelemente zueinander hin zu bewegen. In vorteilhafter Weise wird hierdurch der vorgegebene Bauraum der Gurtaufrolleinheit genutzt, indem die Betätigungseinheit vorzugsweise koaxial zu der Achse der Spindel des Aufrollmoduls bewegt wird.Further It is proposed that the operating unit be provided for this purpose is, for decoupling the Torsionsstabelemente away from each other or to couple the torsion bar to each other to move. Advantageously, thereby the predetermined space of Belt reel unit used by the operating unit preferably coaxial with the axis of the spindle of the Aufrollmoduls is moved.

In einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Torsionsstab ein erstes, rohrförmiges Torsionsstabelement, in welchem zwei weitere, stabförmige Torsionsstabelemente angeordnet sind. Die derart angeordneten Torsionsstabelemente benötigen nur mehr einen geringen Verstellweg um die gewünschte Koppelung bzw. Entkoppelung zu bewerkstelligen. Des Weiteren lässt die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Torsionsstabes die Möglichkeit einer kontinuierlichen Einstellung des Gurtkraftniveaus zu.In According to one embodiment of the invention, the torsion bar comprises a first, tubular torsion bar element, in which two further, rod-shaped torsion bar elements are arranged. The thus arranged Torsion rods require only a small amount Adjustment to the desired coupling or decoupling to accomplish. Furthermore, the inventive Design of the torsion bar the possibility of continuous adjustment of the belt force level.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Torsionsstab mehrere, konzentrisch angeordnete Torsionsstabelemente. In vorteilhafter Weise ermöglicht der Torsionsstab in gekoppeltem Zustand der Torsionsstabelemente eine hohe Torsionssteifigkeit, welche sich durch Entkoppelung der Torsionsstabelemente gezielt im Wesentlichen stufenlos reduzieren lässt.In A further embodiment of the invention comprises the torsion bar several concentrically arranged torsion bar elements. In an advantageous manner Way allows the torsion bar in the coupled state the Torsionsstabelemente a high torsional stiffness, which is by decoupling the Torsionsstabelemente targeted substantially continuously can be reduced.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Koppelung über einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss erfolgt. Hierdurch können die Torsionsstabelemente in vorteilhafter Weise ohne zusätzliche Bauteile sicher miteinander gekoppelt werden.Especially It is advantageous that the coupling via a positive connection and / or a traction occurs. This allows the Torsionsstab members in an advantageous manner without additional Components are securely coupled together.

Ein bevorzugtes Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 umfasst mindestens eine Gurtaufrolleinheit mit mindestens einem Gurtband und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul mit einer auf einer Achse drehbar gelagerten Spindel, auf der das Gurtband aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband wirkende Kraft durch einen Torsionsstab begrenzbar ist, welcher mit der Spindel koppelbar ist, wobei die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes veränderbar sind. Das Gurtsystem ermöglicht in vorteilhafter Weise ein an Unfallsituation und Insassen bestmöglichst angepasstes Schutzsystem.One preferred belt system for an occupant protection system in a vehicle having the features of the independent claim 10 comprises at least one belt retractor unit with at least one Webbing and at least one corresponding Aufrollmodul with a rotatably mounted on an axis spindle, on which the webbing roll up is, wherein acting in the event of a crash in the at least one webbing Force can be limited by a torsion bar, which can be coupled to the spindle is, wherein the torsion properties of the torsion bar changeable are. The belt system allows in an advantageous manner a best suited to the accident situation and inmates Protection system.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

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 vereinfachte schematische Darstellung eines Längsschnitts einer Gurtaufrolleinheit mit einem Torsionsstab. 2 shows a simplified schematic representation of a longitudinal section of a belt retractor with a torsion bar.

3a zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Längsschnitts eines erfindungsgemäßen Torsionsstabs gemäß einer ersten Ausführungsform mit gekoppelten Torsionsstabelementen. 3a shows a simplified schematic representation of a longitudinal section of a torsion bar according to the invention according to a first embodiment with coupled torsion bar elements.

3b zeigt den Torsionsstab aus 3a mit entkoppelten Torsionsstabelementen. 3b shows the torsion bar 3a with decoupled torsion bar elements.

4a zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Draufsicht auf einen Torsionsstab gemäß der ersten Ausführungsform mit gekoppelten Torsionsstabelementen. 4a shows a simplified schematic representation of a top view of a torsion bar according to the first embodiment with coupled torsion bar elements.

4b zeigt den Torsionsstab aus 4a mit entkoppelten Torsionsstabelementen. 4b shows the torsion bar 4a with decoupled torsion bar elements.

5a zeigt eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Torsionsstabs gemäß einer zweiten Ausführungsform mit gekoppelten Torsionsstabelementen. 5a shows a simplified perspective view of a torsion bar according to a second embodiment with coupled torsion bar elements.

5b zeigt den Torsionsstab aus 5a mit entkoppelten Torsionsstabelementen. 5b shows the torsion bar 5a with decoupled torsion bar elements.

6 zeigt zwei entkoppelte Torsionsstabelemente in einer schematischen Darstellung, deren Kopplung über einen Formschluss erfolgen kann. 6 shows two decoupled torsion bar elements in a schematic representation, the coupling can be done via a positive connection.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug 26 ein Sensorsystem 28, eine Messeinrichtung 30, eine Auswerte- und Steuereinheit 32, ein Steuersystem 34 und mindestens ein Rückhaltemittel, das eine Gurtaufrolleinheit 10 mit einem Aufrollmodul 14 und einem korrespondierenden Gurtband 12 umfasst. Über die im Bereich der Gurtaufrolleinheit 10 angeordnete Messeinrichtung 30 und die Auswerte- und Steuereinheit 32 ermittelt das Steuersystem 34 die in dem mindestens einen Gurtband 12 wirkende Kraft F. Zusätzlich sensiert das Sensorsystem 28 Informationen über einen Fahrzeuginnenraum, ein Fahrzeugumfeld, einen Aufprall und/oder Fahrzeugdynamikgrößen. Das Steuersystem 34 empfängt die erfassten Informationen vom Sensorsystem 28 und wertet die empfangenen Informationen zur Ermittlung einer aktuellen Fahrsituation aus, wobei das Steuersystem 34 die ermittelte aktuelle Fahrsituation dahingehend auswertet, ob eine Aktivierung des mindestens einen Rückhaltemittels erforderlich ist oder nicht. Die empfangenen Informationen über Fahrdynamikgrößen in Verbindung mit den Informationen aus dem Fahrzeugumfeld ermöglichen dem Steuersystem 34 eine vorausschauende Ansteuerung von reversiblen Rückhaltemitteln, wenn die Wahrscheinlichkeit für eine mögliche Kollision, wie beispielsweise einen Aufprall auf ein Hindernis, einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.How out 1 includes a harness system for an occupant protection system in a vehicle 26 a sensor system 28 , a trade fair tung 30 , an evaluation and control unit 32 , a tax system 34 and at least one retaining means comprising a belt retracting unit 10 with a roll-up module 14 and a corresponding webbing 12 includes. About in the area of the belt reel unit 10 arranged measuring device 30 and the evaluation and control unit 32 determines the tax system 34 in the at least one webbing 12 acting force F. In addition, the sensor system senses 28 Information about a vehicle interior, a vehicle environment, an impact and / or vehicle dynamics quantities. The tax system 34 receives the collected information from the sensor system 28 and evaluates the received information to determine a current driving situation, the control system 34 evaluates the determined current driving situation to the extent that an activation of the at least one restraint means is required or not. The received information about driving dynamics variables in conjunction with the information from the vehicle environment enable the control system 34 a predictive control of reversible restraint means when the probability of a possible collision, such as an impact on an obstacle, exceeds a predetermined threshold.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist das mindestens eine Rückhaltemittel als Gurtaufrolleinheit 10 mit mindestens einem Gurtband 12 und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul 14 ausgeführt, das in einer als Rahmen ausgebildeten Befestigungseinheit 36 gelagert ist, wobei natürlich auch weitere Rückhaltemittel wie beispielsweise Airbags und/oder eine Sitzaktuatorik vorhanden sein können. Bei dem Gurtband 12 kann es sich sowohl um ein Schultergurtband als auch um ein Beckengurtband handeln.In the illustrated embodiments, this is at least one retaining means as a belt retracting unit 10 with at least one webbing 12 and at least one corresponding roll-up module 14 carried out in a frame formed as a fastening unit 36 is stored, of course, further retaining means such as airbags and / or Sitzaktuatorik can be present. At the webbing 12 it can be either a shoulder strap or a lap belt.

In 1 und 2 ist beispielhaft jeweils eine Gurtaufrolleinheit 10 dargestellt, wobei im Fahrzeug 26 in der Regel mehrere Gurtaufrolleinheiten 10 angeordnet sind, da für jeden Gurt im Fahrzeug 26 eine solche erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit 10 vorgesehen wird. Die Funktionsweise der Gurtaufrolleinheit 10 passt sich ohne Probleme in ein bestehendes Rückhaltesystemkonzept bestehend aus Sensorsystem 28, Auswerte- und Steuereinheit 32, Steuersystem 34 und Rückhaltemittel 10, 12, 14 ein.In 1 and 2 is an example of a belt retractor 10 shown in the vehicle 26 usually several belt retracting units 10 are arranged there for each belt in the vehicle 26 Such a belt retracting unit according to the invention 10 is provided. The operation of the belt retractor 10 adapts without problems in an existing restraint system concept consisting of sensor system 28 , Evaluation and control unit 32 , Control system 34 and retention means 10 . 12 . 14 one.

Das in der Befestigungseinheit 36 gelagerte Aufrollmodul 14 besitzt eine auf einer Achse 16 drehbar gelagerte Spindel 18 auf der das Gurtband 12 aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband 12 wirkende Kraft F durch einen Torsionsstab 20, 22 begrenzt wird. Das Aufrollmodul 14 wirkt auf das korrespondierende Gurtband 12 ein, welches bei einer Kollision, wie beispielsweise einem Front-, Seiten- oder Heckcrash, einem Überschlag usw. eine entsprechende Rückhaltewirkung auf den Insassen ausübt. Für die Messung der Gurtkraft F wird die Messeinrichtung 30 verwendet, welche die aktive Gurtkraft F vorzugsweise kontinuierlich erfasst. Eine nicht dargestellte Federeinheit treibt das Aufrollmodul 14 in Aufwickelrichtung an. Die Federeinheit ist mit der fahrzeugfesten Befestigungseinheit 36 fest verbunden. Die Federeinheit wirkt vorzugsweise über Lagerbolzen auf das Aufrollmodul 14 und/oder den Torsionsstab 20, 22. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen ist jeweils ein Torsionsstab 20, 22 vorgesehen, welcher vorzugsweise in der hohlen Spindel 18 angeordnet ist. Der Torsionsstab 20, 22 ist an einem Ende drehfest mit dem Aufrollmodul 14 verbunden, d. h. der Torsionsstab 20, 22 bildet mit dem Aufrollmodul 14 ein Festlager 38. An einem dem Festlager 38 gegenüberliegenden Ende bildet der Torsi onsstab 20, 22 mit dem Aufrollmodul 14 ein Loslager 40, welches eine Drehung des Aufrollmoduls 14 gegenüber dem von dem Torsionsstab 20, 22 gebildeten Loslagerteil ermöglicht. Die Begrenzung der Gurtkraft F kann nun durch Verformung beziehungsweise Torsion des Torsionsstabes 20, 22 in der Gurtaufrolleinheit erfolgen. Als Torsion ist die Verdrehung θ_T des Torsionsstabes 20, 22 zu verstehen, die durch die Wirkung eines Torsionsmoments T_M entsteht. Die entstehende Verdrehung θ_T des Torsionsstabs 20, 22 ergibt sich aus dem Torsionsmoment T_M geteilt durch das Torsionsträgheitsmoment T_TM. Die Torsionssteifigkeit T_S ist hierbei eine Größe, die den Zusammenhang zwischen der auf den Torsionsstab 20, 22 einwirkenden Verdrehung θ_T und dessen elastischer Verformung beschreibt.That in the attachment unit 36 mounted reeling module 14 has one on an axis 16 rotatably mounted spindle 18 on the webbing 12 can be rolled up, one in the event of a crash in the at least one webbing 12 acting force F through a torsion bar 20 . 22 is limited. The roll-up module 14 acts on the corresponding webbing 12 a, which in a collision, such as a front, side or rear crash, a rollover, etc. exerts a corresponding retention effect on the occupant. For the measurement of the belt force F, the measuring device 30 used, which preferably detects the active belt force F continuously. A spring unit, not shown, drives the reeling module 14 in the winding direction. The spring unit is with the vehicle-fixed mounting unit 36 firmly connected. The spring unit preferably acts on the roll-up module via bearing bolts 14 and / or the torsion bar 20 . 22 , In the present embodiments, each is a torsion bar 20 . 22 provided, which preferably in the hollow spindle 18 is arranged. The torsion bar 20 . 22 is at one end against rotation with the roll-up module 14 connected, ie the torsion bar 20 . 22 forms with the roll-up module 14 a camp 38 , At one of the camp 38 opposite end forms the Torsi onsstab 20 . 22 with the roll-up module 14 a floating bearing 40 which is a rotation of the reeling module 14 opposite to that of the torsion bar 20 . 22 formed Loslagerteil allows. The limitation of the belt force F can now be achieved by deformation or torsion of the torsion bar 20 . 22 take place in the belt retractor unit. As torsion is the twist θ _{T of} the torsion bar 20 . 22 to understand, which arises through the action of a torsional moment T _M. The resulting twist θ _{T of} the torsion bar 20 . 22 results from the torsional moment T _M divided by the torsional moment of inertia T _TM . The torsional stiffness T _S is here a size that the relationship between the on the torsion bar 20 . 22 acting torsion θ _T and describes its elastic deformation.

Um eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband 12 wirkende Kraft F zu begrenzen beziehungsweise um eine kontrollierte Adaption des Gurtkraftniveaus zu erreichen, sind die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes 20, 22 veränderbar. In vorteilhafter Weise sind die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes 20, 22 mehrstufig, vorzugsweise stufenlos veränderbar. Bei den Torsionseigenschaften des Torsionsstabes 20, 22 handelt es sich zumindest um das Torsionsträgheitsmoment TTM und/oder das Torsionsmoment TM und/oder die Torsionssteifigkeit TS.In the event of a crash in the at least one webbing 12 To limit acting force F or to achieve a controlled adaptation of the belt force level, are the torsional properties of the torsion bar 20 . 22 variable. Advantageously, the torsion properties of the torsion bar 20 . 22 multi-level, preferably infinitely variable. In the torsion properties of the torsion bar 20 . 22 this is at least the torsional moment of inertia TTM and / or the torsional moment TM and / or the torsional rigidity TS.

Gemäß 3 bis 6 umfasst der Torsionsstab 20, 22 zur Veränderung seiner Torsionsstabeigenschaften mindestens zwei Torsionsstabelemente 20a, 20b oder 22a, die über mindestens eine Betätigungseinheit 24 mindestens teilweise miteinander entkoppelbar und mindestens teilweise miteinander koppelbar sind. Die Betätigungseinheit 24 wird von einer Antriebseinheit 42 angesteuert. Zusätzlich kann ein Positionssensor vorgesehen sein, der eine Information darüber liefert, in welcher Position sich die Betätigungseinheit 24 befindet. Die Betätigung der Antriebseinheit 42 wird von dem Steuersystem 34 gesteuert. Vorzugsweise ist die Antriebseinheit 42 pyrotechnisch oder elektromagnetisch ausgeführt. Die Entkoppelung der Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a bewirkt eine Reduzierung des Torsionsträgheitsmoments T_TM und/oder des Torsionsmoments T_M und/oder der Torsionssteifigkeit T_S des Torsionsstabes 20 oder 22. Die Koppelung der Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a bewirkt eine Erhöhung des Torsionsträgheitsmoments T_TM und/oder des Torsionsmoments T_M und/oder der Torsionssteifigkeit T_S des Torsionsstabes 20, 22.According to 3 to 6 includes the torsion bar 20 . 22 To change its Torsionsstabigenschaften at least two torsion bar elements 20a . 20b or 22a that have at least one operating unit 24 at least partially decoupled with each other and at least partially coupled to each other. The operating unit 24 is from a drive unit 42 driven. In addition, a position sensor may be provided which provides information about which position the actuator unit is in 24 located. The actuation of the drive unit 42 is from the tax system 34 controlled. Preferably, the drive unit 42 pyrotechnic or electromagnetically designed. The Decoupling of the torsion bar elements 20a . 20b . 22a causes a reduction of the torsional moment of inertia T _TM and / or the torsional moment T _M and / or the torsional stiffness T _{S of} the torsion bar 20 or 22 , The coupling of the torsion bar elements 20a . 20b . 22a causes an increase in the torsional moment of inertia T _TM and / or the torsional moment T _M and / or the torsional stiffness T _{S of} the torsion bar 20 . 22 ,

Die Betätigungseinheit 24 ist vorgesehen, um die Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a zur Entkoppelung voneinander weg oder um die Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a zur Koppelung zueinander hin zu bewegen. Die Koppelung der Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a kann über einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss erfolgen. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen handelt es sich bei der Betätigungseinheit 24 um ein Spreizungselement, welches durch Hinzufügen oder Entfernen die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes 20, 22 verändern kann. Vorzugsweise ist das Spreizungselement 24 keilförmig ausgebildet, wobei die Spitze des Keils den Torsionsstabelementen 20a, 20b, 22a zugewandt ist.The operating unit 24 is provided to the torsion bar elements 20a . 20b . 22a for decoupling away from each other or around the Torsionsstabelemente 20a . 20b . 22a to move towards each other to couple. The coupling of the torsion bar elements 20a . 20b . 22a can be done via a positive connection and / or a frictional connection. In the present embodiments, the actuating unit is 24 around a spreading element, which by adding or removing the torsion properties of the torsion bar 20 . 22 can change. Preferably, the spreading element 24 wedge-shaped, wherein the tip of the wedge the torsion bar elements 20a . 20b . 22a is facing.

In einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 3a, 3b, 4a und 4b umfasst der Torsionsstab 20 ein erstes, rohrförmiges Torsionsstabelement 20a, in welchem zwei weitere, stabförmige Torsionsstabelemente 20b angeordnet sind, wobei die 3a und 4a den gekoppelten Zustand und die 3b und 4b den entkoppelten Zustand der Torsionsstabelemente 20a, 20b zeigen.In a first embodiment according to 3a . 3b . 4a and 4b includes the torsion bar 20 a first tubular torsion bar element 20a , in which two further, rod-shaped Torsionsstabelemente 20b are arranged, wherein the 3a and 4a the coupled state and the 3b and 4b the decoupled state of Torsionsstabelemente 20a . 20b demonstrate.

Die stabförmigen Torsionsstabelemente 20b weisen vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt auf, so dass sich diese mit ihrem äußeren Umfang an die Innenwandung des rohrförmigen Torsionsstabelementes 20a anlegen können. Die inneren, stabförmigen Torsionsstabelemente 20b sind derart unter Spannung gehalten, dass sich diese im entkoppelten Zustand automatisch von dem äußeren, rohrförmigen Torsionsstabelement 20a wegbewegen. Im gekoppelten Zustand der Torsionsstabelemente 20a, 20b befindet sich das Spreizungselement 24 in einem mindestens teilweise in das rohrförmige Torsionsstabelement 20a eingeschobenen Zustand, so dass die inneren stabförmigen Torsionsstabelemente 20b an das rohrförmige Torsionsstabelement 20a gepresst werden. Zur kompletten oder teilweisen Entkoppelung der Torsionsstabelemente 20a, 20b wird das Spreizungselement 24 mindestens teilweise entfernt bzw. aus dem rohrförmigen Torsionsstabelement 20a herausgezogen. Über den Koppelungsgrad der Torsionsstabelemente 20a, 20b können unterschiedliche Stufen der Torsionskraft realisiert werden, welche eine kontrollierte Adaption des Gurtkraftniveaus erlauben. Das erste Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das rohrförmige Torsionsstabelement 20a eine Basislastbegrenzung darstellt, wenn es einen im Wesentlichen entkoppelten Zustand aufweist. Durch eine geeignete Oberflächengestaltung der Innenwandung des rohrförmigen Torsionstabelementes 20a und/oder des äußeren Umfangs der stabförmigen Torsionsstabelemente 20b ist die Anpressung der stabförmigen Torsionsstabelemente 20b an das rohrförmige Torsionsstabelement 20a zusätzlich beeinflussbar.The rod-shaped torsion bar elements 20b preferably have a semicircular cross-section, so that this with its outer circumference to the inner wall of the tubular Torsionsstabelementes 20a can create. The inner rod-shaped torsion bar elements 20b are held under tension so that they are in the decoupled state automatically from the outer tubular Torsionsstabelement 20a move away. In the coupled state of Torsionsstabelemente 20a . 20b is the spreading element 24 in an at least partially in the tubular Torsionsstabelement 20a pushed in state, so that the inner rod-shaped Torsionsstabelemente 20b to the tubular torsion bar 20a be pressed. For complete or partial decoupling of the torsion bar elements 20a . 20b becomes the spreading element 24 at least partially removed or from the tubular Torsionsstabelement 20a pulled out. About the degree of coupling of the torsion bar elements 20a . 20b Different levels of torsional force can be realized, which allow a controlled adaptation of the belt force level. The first embodiment provides that the tubular torsion bar 20a represents a base load limit when it has a substantially decoupled state. By a suitable surface design of the inner wall of the tubular Torsionstabelementes 20a and / or the outer periphery of the rod-shaped torsion bar elements 20b is the contact pressure of the rod-shaped torsion bar elements 20b to the tubular torsion bar 20a additionally influenced.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 5a und 5b umfasst der Torsionsstab 22 mehrere, konzentrisch angeordnete Torsionsstabelemente 22a, wobei 5a den gekoppelten Zustand und 5b den entkoppelten Zustand der Torsionsstabelemente 22a zeigt. Vorzugsweise weisen die Torsionsstabelemente 22a einen dreieckigen Querschnitt auf und bilden im Verbund ein Prisma. Die Torsionsstabelemente 22a sind durch eine geeignete Oberflächengestaltung miteinander verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um Erhebungen 44 oder Stifte eines ersten Torsionsstabelementes 22a, welche mit korrespondierenden Vertiefungen 46 oder Ausnehmungen eines benachbarten zweiten Torsionsstabelementes 22a zusammenwirken. Durch Einführen des hier nicht dargestellten Spreizungselementes in den Verbund der Torsionsstabelemente 22a werden die einzelnen Elemente 22a bzw. Segmente auseinandergedrückt und somit entkoppelt. Ist die Verbindung der Torsionsstabelemente 22a durch Stifte in verschiedenen Längen realisiert, kann durch die Spreizung die Koppelung bzw. die Entkoppelung der verschiedenen Segmente 22a gesteuert werden, wobei diese Methode auch für das erste Ausführungsbeispiel anwendbar ist. Das zweite Ausführungsbeispiel sieht vor, dass die Torsionsstabelemente 22a eine Basislastbegrenzung darstellen, wenn sie im Wesentlichen einen entkoppelten Zustand aufweisen.In a second embodiment according to 5a and 5b includes the torsion bar 22 several concentrically arranged torsion bar elements 22a , in which 5a the coupled state and 5b the decoupled state of Torsionsstabelemente 22a shows. Preferably, the Torsionsstabelemente 22a a triangular cross-section and together form a prism. The torsion bar elements 22a are connected by a suitable surface design. In the present embodiment, these are surveys 44 or pins of a first torsion bar element 22a , which with corresponding depressions 46 or recesses of an adjacent second torsion bar element 22a interact. By introducing the spreading element, not shown here in the composite torsion bar elements 22a become the individual elements 22a or segments pressed apart and thus decoupled. Is the connection of the torsion bar elements 22a realized by pins in different lengths, by the spreading the coupling or the decoupling of the various segments 22a be controlled, this method is also applicable to the first embodiment. The second embodiment provides that the Torsionsstabelemente 22a represent a base load limit when they are essentially in a decoupled state.

6 zeigt eine Prinzipskizze einer mehrstufigen Entkoppelung. Hierbei sind zwei Torsionsstabelemente 20a, 20b oder 22a gezeigt, welche über eine geeignete Oberflächengestaltung miteinander koppelbar sind. Die Oberflächengestaltung ist derart ausgeführt, dass der Grad der Entkoppelung durch eine Spreizung der Torsionsstabelemente 20a, 20b oder 22a steuerbar ist, wodurch eine mehrstufige Entkoppelung realisierbar ist. 6 shows a schematic diagram of a multi-stage decoupling. Here are two Torsionsstabelemente 20a . 20b or 22a shown, which can be coupled together via a suitable surface design. The surface design is carried out such that the degree of decoupling by a spread of Torsionsstabelemente 20a . 20b or 22a is controllable, whereby a multi-stage decoupling is feasible.

Erfolgt eine Ansteuerung der Antriebseinheit 42 durch das Steuersystem 34, so wird das Spreizungselement 24 axial, vorzugsweise koaxial zu der Achse 16 der Spindel 18 bewegt. Zur Entkoppelung wird das Spreizungselement 24 vom Torsionsstab 20, 22 weg bewegt bzw. aus dem Torsionsstab 20, 22 heraus bewegt.If an activation of the drive unit 42 through the tax system 34 , so is the spreading element 24 axially, preferably coaxially with the axis 16 the spindle 18 emotional. For decoupling the spreading element 24 from the torsion bar 20 . 22 moved away or from the torsion bar 20 . 22 moved out.

D. h. je weiter das Spreizungselement 24 vom Torsionsstab 20, 22 weg bewegt wird, umso geringer wird die stufenweise Lastbegrenzung, da der Koppelungsgrad der Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a zunehmend aufgehoben wird und somit ein geringeres Lastniveau erreichbar ist. Zur Koppelung wird das Spreizungselement 24 zum Torsionsstab 20, 22 hin bewegt bzw. in den Torsionsstab 20, 22 hinein bewegt. D. h. je weiter das Spreizungselement 24 zum Torsionsstab 20, 22 hin bewegt wird, umso höher wird die stufenweise Lastbegrenzung, da der Koppelungsgrad der Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a zunimmt und somit ein höheres Lastniveau erreichbar ist.Ie. the farther the spreading element 24 from the torsion bar 20 . 22 is moved away, so ge ringer becomes the gradual load limitation, since the degree of coupling of the Torsionsstabelemente 20a . 20b . 22a is increasingly being lifted and thus a lower load level can be achieved. For coupling, the spreading element 24 to the torsion bar 20 . 22 moved or in the torsion bar 20 . 22 moved into it. Ie. the farther the spreading element 24 to the torsion bar 20 . 22 is moved, the higher the gradual load limitation, since the degree of coupling of the Torsionsstab 20a . 20b . 22a increases and thus a higher load level can be achieved.

Bei einem Unfall kann bei blockiertem Aufrollmodul 14 bei Vorverlagerung des Fahrzeugsinsassen die Wirkung des als Lastbegrenzer ausgebildeten Torsionsstabes 20, 22 durch veränderbare Abkopplung bzw. Entkopplung oder Ankopplung bzw. Kopplung der Torsionsstabelemente 20a, 20b, 22a eingestellt werden. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit der Unfallschwere, dem Alter und dem Gewicht sowie der Körpergröße und/oder des Geschlechts des Insassen eine adaptive Lastbegrenzung erreicht werden.In the event of an accident, when the roll-up module is blocked 14 when advancing the vehicle occupant, the effect of designed as a load limiter torsion bar 20 . 22 by variable decoupling or decoupling or coupling or coupling of the torsion bar elements 20a . 20b . 22a be set. In this way, depending on the severity of the accident, the age and weight and the height and / or sex of the occupant, an adaptive load limitation can be achieved.

Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit stellt über die mehrstufig vorzugsweise stufenlos 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 die 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 dem 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 Kraftbe grenzung 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 retractor according to the invention turns over the multi-stage preferably continuously adjustable belt force limit or the adjustable / switchable belt forces in an advantageous Way an ideal field for the individualization of occupant protection to disposal. Overall, a corresponding Control of the belt retracting unit according to the invention and their power limitation in an advantageous manner depending from the collision situation and thus from the predicted crash severity respectively. By the possible individualization of the invention Belt reel unit in terms of age, size, Weight, sex can make the belt force levels more favorable Be adapted individually to the occupants. So can the belt force level be lowered for example in light-weight occupants, in the event of a crash sufficient belt force level for activation the belt force limit and the associated extended Extract the webbing to effect. This can force peaks in the chest and head area and thus the risk of injury also for lightweight occupants are reduced. In return, the Belt retractor according to the invention by increasing of the belt force level can also be adapted to very heavy persons, a premature solution to the power limitation prevent. This causes the very heavy inmate not to is passed to the airbag early and no breakthrough of the Inmates take place.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• - DE 29622181 U1 [0010] - DE 29622181 U1 [0010]
• - DE 102004053305 A1 [0011] DE 102004053305 A1 [0011]
• - EP 1544062 A1 [0012] - EP 1544062 A1 [0012]
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• - WO 2007/025958 A1 [0015] WO 2007/025958 A1 [0015]
• - KR 2007030053 [0016] - KR 2007030053 [0016]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

• - ECE-Regelung Nr. 16 [0005] - ECE Regulation No. 16 [0005]
• - ECE-Regel 16 [0007] - ECE Rule 16 [0007]

Claims (11)

Gurtaufrolleinheit (10) mit mindestens einem Gurtband (12) und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul (14) mit einer auf einer Achse (16) drehbar gelagerten Spindel (18), auf der das Gurtband (12) aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband (12) wirkende Kraft (F) durch einen Torsionsstab (20, 22) begrenzbar ist, welcher mit der Spindel (18) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes (20, 22) veränderbar sind.Belt roller unit ( 10 ) with at least one webbing ( 12 ) and at least one corresponding roll-up module ( 14 ) with one on an axis ( 16 ) rotatably mounted spindle ( 18 ) on which the webbing ( 12 ) is rolled up, wherein in the event of a crash in the at least one webbing ( 12 ) acting force (F) by a torsion bar ( 20 . 22 ) is limited, which with the spindle ( 18 ), characterized in that the torsion properties of the torsion bar ( 20 . 22 ) are changeable. Gurtaufrolleinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes (20, 22) mehrstufig veränderbar sind.Belt reel unit according to claim 1, characterized in that the torsion properties of the torsion bar ( 20 . 22 ) are multi-level changeable. Gurtaufrolleinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Torsionseigenschaften des Torsionsstabes (20, 22) zumindest um das Torsionsträgheitsmoment (TTM) und/oder das Torsionsmoment (TM) und/oder die Torsionssteifigkeit (TS) handelt.A belt retractor according to claim 1 or 2, characterized in that it is in the torsional properties of the torsion bar ( 20 . 22 ) is at least the torsional moment of inertia (TTM) and / or the torsional moment (TM) and / or the torsional rigidity (TS). Gurtaufrolleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (20, 22) zur Veränderung seiner Torsionsstabeigenschaften mindestens zwei Torsionsstabelemente (20a, 20b, 22a) umfasst, die über mindestens eine Betätigungseinheit (24) mindestens teilweise miteinander entkoppelbar und mindestens teilweise miteinander koppelbar sind.Belt reel unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the torsion bar ( 20 . 22 ) for changing its Torsionsstabigenschaften at least two torsion bars ( 20a . 20b . 22a ), which via at least one operating unit ( 24 ) are at least partially decoupled with each other and at least partially coupled to each other. Gurtaufrolleinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Entkoppelung der Torsionsstabelemente (20a, 20b, 22a) eine Reduzierung des Torsionsträgheitsmoments (TTM) und/oder des Torsionsmoments (TM) und/oder der Torsionssteifigkeit (TS) des Torsionsstabes (20, 22) und die Koppelung der Torsionsstabelemente (20a, 20b, 22a) eine Erhöhung des Torsionsträgheitsmoments (TTM) und/oder des Torsionsmoments (TM) und/oder der Torsionssteifigkeit (TS) des Torsionsstabes (20, 22) bewirkt.A belt retractor according to claim 4, characterized in that the decoupling of the Torsionsstabelemente ( 20a . 20b . 22a ) a reduction of the torsional moment of inertia (TTM) and / or the torsional moment (TM) and / or the torsional rigidity (TS) of the torsion bar ( 20 . 22 ) and the coupling of the torsion bar elements ( 20a . 20b . 22a ) an increase in the torsional moment of inertia (TTM) and / or the torsional moment (TM) and / or the torsional rigidity (TS) of the torsion bar ( 20 . 22 ) causes. Gurtaufrolleinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (24) dazu vorgesehen ist, zur Entkoppelung die Torsionsstabelemente (20a, 20b, 22a) voneinander weg oder zur Koppelung die Torsionsstabelemente (20a, 20b, 22a) zueinander hin zu bewegen.Belt reel unit according to claim 4 or 5, characterized in that the actuating unit ( 24 ) is provided for decoupling the Torsionsstabelemente ( 20a . 20b . 22a ) away from each other or for coupling the Torsionsstabelemente ( 20a . 20b . 22a ) to move towards each other. Gurtaufrolleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (20) ein erstes, rohrförmiges Torsionsstabelement (20a) umfasst, in welchem zwei weitere, stabförmige Torsionsstabelemente (20b) angeordnet sind.Belt reel unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the torsion bar ( 20 ) a first, tubular torsion bar element ( 20a ), in which two further rod-shaped torsion bar elements ( 20b ) are arranged. Gurtaufrolleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (22) mehrere, konzentrisch angeordnete Torsionsstabelemente (22a) umfasst.Belt reel unit according to one of claims 1 to 6, characterized in that the torsion bar ( 22 ) a plurality of concentrically arranged torsion bar elements ( 22a ). Gurtaufrolleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelung über einen Formschluss und/oder einen Kraftschluss erfolgt.Belt reel unit according to one of the claims 1 to 8, characterized in that the coupling via a positive connection and / or a frictional connection takes place. Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug, gekennzeichnet durch mindestens eine Gurtaufrolleinheit (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Belt system for an occupant protection system in a vehicle, characterized by at least one belt retracting unit ( 10 ) according to one of claims 1 to 9. Verfahren zum Betrieb einer Gurtaufrolleinheit (10) mit mindestens einem Gurtband (12) und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul (14) mit einer auf einer Achse (16) drehbar gelagerten Spindel (18), auf der das Gurtband (12) aufgerollt wird, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband (12) wirkende Kraft (F) durch einen Torsionsstab (20, 22) begrenzt wird, welcher mit der Spindel (18) gekoppelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionseigenschaften des Torsionsstabes (20, 22) verändert werden.Method for operating a belt retracting unit ( 10 ) with at least one webbing ( 12 ) and at least one corresponding roll-up module ( 14 ) with one on an axis ( 16 ) rotatably mounted spindle ( 18 ) on which the webbing ( 12 ) is rolled up, wherein in the event of a crash in the at least one webbing ( 12 ) acting force (F) by a torsion bar ( 20 . 22 ) which is connected to the spindle ( 18 ), characterized in that the torsion properties of the torsion bar ( 20 . 22 ) to be changed.