DE102011114515B4

DE102011114515B4 - seatbelt device

Info

Publication number: DE102011114515B4
Application number: DE102011114515.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Lucht; Patrick Tuscher; Matthias Borgward; Frank Matzen; Geert Helge Wittenberg; Erik Ziel
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2018-04-19
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: DE102011114515A1

Abstract

Sicherheitsgurt-Vorrichtung, mit einer drehbaren Welle (1), zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes, wobei im Betrieb mittels mindestens zweier Sensoren (2) eine mit der Welle (1) funktional zusammenhängende Drehbewegung und/oder Drehposition eines mindestens zwei magnetische Segmente (3) aufweisenden Magnetelementes (4) erfasst wird, wobei das Magnetelement (4) hinsichtlich einer Drehbewegung und/oder Drehposition, ein Drehmoment erzeugend aktuiert wird mittels mindestens eines Elektromagnet-Aktuationselementes (5), dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Magnetelement (4) um ein Elektromagnet-Element handelt, wobei zwischen zwei Sensoren (2) jeweils exakt ein Elektromagnet-Aktuationselement (5) angeordnet ist.Seat belt device, with a rotatable shaft (1), for winding and unwinding a safety belt, wherein in operation by means of at least two sensors (2) with the shaft (1) functionally related rotational movement and / or rotational position of at least two magnetic segments ( 3) having magnetic element (4) is detected, wherein the magnetic element (4) with respect to a rotational movement and / or rotational position, a torque generating actuated by means of at least one electromagnet Aktuationselementes (5), characterized in that it is the magnetic element (4) is an electromagnet element, wherein between two sensors (2) each exactly one electromagnet actuator element (5) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsgurt-Vorrichtung. Diese weist auf eine drehbare Welle zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes, wobei im Betrieb mittels mindestens eines Sensors eine mit der Welle funktional zusammenhängende Drehbewegung und/oder Drehposition eines mindestens zwei magnetische Segmente aufweisenden Magnetelementes erfasst wird. Beispielsweise und insbesondere ist der funktionale Zusammenhang der Drehbewegung und/oder der Drehposition der Welle zum Magnetelement dadurch realisiert, dass diese miteinander starr verbunden sind, so dass eine Drehbewegung der Welle um einen bestimmten Winkel eine identische Drehbewegung des Magnetelementes verursacht.The invention relates to a safety belt device. This points to a rotatable shaft for winding and unwinding a safety belt, wherein in operation by means of at least one sensor with the shaft functionally connected rotational movement and / or rotational position of at least two magnetic segments having magnetic element is detected. For example, and in particular, the functional relationship of the rotational movement and / or the rotational position of the shaft to the magnetic element is realized in that they are rigidly connected to each other, so that a rotational movement of the shaft causes by a certain angle an identical rotational movement of the magnetic element.

Das Magnetelement wird mittels mindestens eines Elektromagnetaktuationselementes hinsichtlich einer Drehbewegung und/oder Drehposition, ein Drehmoment erzeugend aktuiert.The magnetic element is actuated by means of at least one Elektromagnetaktuationselementes with respect to a rotational movement and / or rotational position, generating a torque.

DE 600 10 417 T2 offenbart insbesondere einen Sicherheitsgurtaufroller mit einer an einem Aufrollerrahmen um eine Spulenachse drehbar angebrachten und von einer Triebfeder vorgespannten Gurtspule für einen Sicherheitsgurt, mit einem drehbaren Spulenteil der Gurtspule drehfest verbundenen Lastbegrenzer und einem Rotor, der an die Gurtspule oder den Lastbegrenzer mittels einer Kupplung gekuppelt werden kann, wobei die Kupplung einen mit der Gurtspule oder dem Lastbegrenzer drehfest verbundenen ringförmigen Träger zur Führung von Kupplungselementen zwischen einer entkuppelten und einer eingerückten Position aufweist, und bei dem der ringförmige Träger koaxial um einen am Rotor bereitgestellten Lagerbund angeordnet wird und an einem Adapterflansch eine axiale Verschiebung abgestützt wird. DE 600 10 417 T2 discloses, in particular, a seat belt retractor with a belt reel seat belt rotatably mounted on a retractor frame about a spool axis biased by a power spring, load limiter rotatably connected to a rotatable spool portion of the belt spool, and a rotor coupleable to the belt spool or load limiter by means of a clutch wherein the clutch comprises an annular support rotatably connected to the belt spool or the load limiter for guiding coupling elements between a decoupled and an engaged position, and wherein the annular support is arranged coaxially about a bearing collar provided on the rotor and an axial displacement on an adapter flange is supported.

GB 2 213 653 A offenbart einen DC-Motor mit Permanentmagneten und Magnetflusskonzentrator, wobei der Motor eine Motorwicklung und einen Permanentmagneten aufweist, der für eine relative Drehung um eine Achse des Motors angebracht ist und einen axialen Luftspalt aufweist, wobei das Mittel für die Konzentrierung des geringen Magnetwiderstandes angeordnet wird an der Seite der Wicklung, die abgewandt ist vom Permanentmagneten, um den magnetischen Fluss in den effektiven Teilen der Wicklung zu konzentrieren. GB 2 213 653 A discloses a DC motor with permanent magnet and magnetic flux concentrator, the motor having a motor winding and a permanent magnet mounted for relative rotation about an axis of the motor and having an axial air gap with the means for concentrating the low magnetoresistance being disposed the side of the winding that faces away from the permanent magnet to concentrate the magnetic flux in the effective parts of the winding.

US 4 668 884 A offenbart insbesondere einen bürstenlosen Motor, mit einer Statorjochplatte aus magnetischem Material, wobei erste und zweite Schaltkreise zusammengeführt werden auf die beiden Hauptoberflächen der Statorjochplatte, mit Antriebsspulen, die angeordnet sind auf dem ersten Schaltkreis, einem Rotor, und einem Motormagnet, der angeordnet ist auf dem Rotor und gegenüber den Antriebsspulen liegt über einen vorbestimmten Spalt, und in kreisförmmiger Richtung aufgeteilt ist in eine Vielzahl von Abschnitten, wobei jeder der Bereiche in alternierender Polarität magnetisiert ist, und mit Verbindungsmitteln für die elektrische Verbindung der ersten und zweiten Schaltkreise. US 4,668,884 A. discloses in particular a brushless motor having a stator yoke plate of magnetic material, wherein first and second circuits are brought together on the two main surfaces of the stator yoke plate, with drive coils arranged on the first circuit, a rotor, and a motor magnet disposed on the stator core Rotor and opposite to the drive coil is over a predetermined gap, and is divided in a circular direction in a plurality of sections, each of the areas is magnetized in alternating polarity, and with connection means for the electrical connection of the first and second circuits.

Aus EP 2 130 725 A1 ist eine Sicherheitsgurt-Vorrichtung bekannt mit einer Spindel, die einen Sicherheitsgurt aufwickelt, einem Rahmen, der drehbar die Spindel trägt und magnetisches Material beinhaltet, einer reversiblen Straffeinrichtung, die die Spindel zum Aufwickeln und Abwickeln des Sicherheitsgurtes drehen kann und magnetisches Material aufweist, einer Drehdetektionseinheit, die die Drehung der Spindel detektiert, wobei die Rotationsdetektionseinheit verwendet wird zum magnetischen Detektieren der Drehung der Spindel, wobei die Rotationsdetektionseinheit angeordnet ist zwischen dem Rahmen und der Straffeinheit. Diese Sicherheitsgurtvorrichtung nach dem Stand der Technik ist jedoch nur solange ausreichend, wenn keine weiteren Daten wie Radarinformationen bezüglich Aktivierung des Sicherheitsgurtbandes etc. vonnöten ist. Da jedoch die Leistungsanforderungen an eine Sicherheitsgurtvorrichtung weiter ansteigen, insbesondere durch die Einführung der Aktivierung anhand der Berücksichtigung von Radarinformationen, die letztlich schon einen eventuellen Unfall vorher erkennt und nunmehr vorverlagerte Insassen wieder in eine Ist-Position gezogen werden müssen, auch gegen eine Bremsbeschleunigung von ca. 1 g, ist diese Anforderung unter Berücksichtigung von ebenfalls erhöhter Komfortfunktionalität dahingehend, dass während eines normalen Betriebes die Rückzugskraft am Gurt selbst gering sein soll, mit der oben genannten aus dem Stand der Technik bekannten Sicherheitsgurtvorrichtung nicht zu realisieren.Out EP 2 130 725 A1 For example, a seatbelt apparatus is known comprising a spindle winding a seatbelt, a frame rotatably supporting the spindle and including magnetic material, a reversible tensioning device that can rotate the spindle for winding and unwinding the seatbelt and includes magnetic material, a rotation detection unit detecting the rotation of the spindle, the rotation detecting unit being used for magnetically detecting the rotation of the spindle, the rotation detecting unit being disposed between the frame and the tensioning unit. However, this safety belt device according to the prior art is only sufficient as long as no further data such as radar information regarding activation of the seat belt webbing, etc., is required. However, since the performance requirements for a safety belt device continue to increase, in particular by the introduction of activation based on the consideration of radar information, which ultimately already detects a possible accident and now vorverlagerte occupants must be pulled back into an actual position, even against a deceleration of approx 1g, this requirement, taking into account also increased comfort functionality, is that during normal operation the retraction force on the belt itself should be low, not to be realized with the above-mentioned safety belt device known from the prior art.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die oben genannten Nachteile zumindest teilweise zu minimieren bzw. zu beseitigen, insbesondere eine Sicherheitsgurtvorrichtung bereitzustellen, die die oben genannten Anforderungen erfüllt, nämlich situationsbedingt schnell, einstellbare Rückzugskräfte für den Sicherheitsgurt bereitzustellen, um komfortbedingt relativ geringe Kräfte auf den Insassen in einer Nicht-Unfall-Situation als auch höhere Kräfte zur Korrektur der Sitzposition von Insassen bereitzustellen.Object of the present invention is therefore to at least partially minimize or eliminate the above-mentioned disadvantages, in particular to provide a seatbelt device that meets the above requirements, namely situationally fast, provide adjustable retraction forces for the seat belt, comfort due to relatively low forces To provide the occupants in a non-accident situation as well as higher forces to correct the seating position of occupants.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach Anspruch 1.This object is achieved by a seat belt device according to claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurtvorrichtung handelt es sich um eine solche, die eine drehbare Welle zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes aufweist, wobei im Betrieb mittels mindestens eines Sensors, beispielsweise und insbesondere eines Hall-Sensors, eine mit der Welle funktional zusammenhängende Drehbewegung und/oder Drehposition eines mindestens zwei magnetische Segmente aufweisenden Magnetelementes, beispielsweise und insbesondere Magnetrades, d. h. ein radförmig ausgestaltetes und mindestens zwei magnetische Kreissegmente aufweisendes Magnetelement, erfasst wird. Das Magnetelement wird hinsichtlich einer Drehbewegung und/oder Drehposition, ein Drehmoment erzeugend aktuiert, d. h. mit dem erzeugten Drehmoment beaufschlagt, mittels mindestens eines Elektromagnet-Aktuationselementes, beispielsweise und insbesondere in Form einer bestromten Spule.The safety belt device according to the invention is one which has a rotatable shaft for winding and unwinding a safety belt, wherein in operation by means of at least one sensor, for example, and in particular a Hall sensor, a rotationally and / or rotational position of a magnet element having at least two magnetic segments, for example and in particular magnetic wheel, ie a wheel-shaped magnetic element having at least two magnetic circular segments, is detected , With regard to a rotational movement and / or rotational position, the magnet element is actuated to generate a torque, ie to act upon the generated torque, by means of at least one electromagnet actuation element, for example, and in particular in the form of an energized coil.

Es ist insbesondere erfindungswesentlich, dass ihr das Magnetelement, das durch die Wechselwirkung der magnetischen Segmente mit den Sensoren die Drehposition bzw. eine entsprechende Drehbewegung des Magnetelementes erfasst wird, gleichzeitig mit einem Drehmoment beaufschlagt und somit aktuiert wird mittels des Elektromagnet-Aktuationselementes, das je nach Bestromungsstärke ein unterschiedlich starkes Magnetfeld erzeugt und wiederum wechselwirkt mit dem Magnetelement. So gesehen wird das Prinzip, dass sich gegensinnige Pole anziehen und gleichsinnige Pole abstoßen, angewendet (Nordpol/Nordpol - Südpol/Südpol führt zur Abstoßung; Nordpol/Südpol - Südpol/Nordpol führt zur Anziehung), je nach räumlicher und zeitlicher Ausrichtung der Magnetfelder zueinander. Bei einer Ausgestaltung des Magnetelementes als eines aus kreissegmentartigen magnetischen Segmenten bestehenden Magnetrades sind diese alternierend im Sinne von Südpol und Nordpol zueinander angeordnet. Bei einer radialförmigen Anordnung der Elektromagnet-Aktuationselemente um die Welle herum und räumlich und zeitlich nacheinander in einer Kreisrichtung strömenden Beaufschlagung der Elektromagnet-Aktuationselemente wechselwirken die elektromagnetischen Felder in einer Kreisrichtung mit den alternierenden magnetischen Segmenten des Mägnetelementes und applizieren somit ein Drehmoment auf das Magnetelement und die Welle.In particular, it is essential to the invention that the magnetic element, which is detected by the interaction of the magnetic segments with the sensors, the rotational position or a corresponding rotational movement of the magnetic element, at the same time applied with a torque and thus actuated by means of the electromagnet Aktuationselementes, depending on Current intensity generates a different strong magnetic field and in turn interacts with the magnetic element. Seen in this way, the principle that opposing poles attract and repel poles of the same sense is applied (North Pole / North Pole - South Pole / South Pole leads to repulsion, North Pole / South Pole - South Pole / North Pole leads to attraction), depending on the spatial and temporal orientation of the magnetic fields , In one embodiment of the magnetic element as consisting of a circular segment-like magnetic segments magnetic wheel these are arranged alternately to each other in the sense of South Pole and North Pole. In a radial arrangement of the electromagnet actuation elements around the shaft and spatially and temporally successively in a circular direction acting on the solenoid actuation elements interact the electromagnetic fields in a circular direction with the alternating magnetic segments of the Mägnetelementes and thus apply a torque to the magnetic element and the Wave.

Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff „Aktuationselement“ ein Element verstanden, dass eine Aktuierung, also eine Beeinflussung, und in diesem Fall ein Drehmoment erzeugend, auf ein weiteres Element verursacht.According to the invention, the term "actuation element" is understood to mean an element that causes an actuation, that is to say influencing, and in this case generating a torque, to a further element.

In der Praxis haben sich Hallsensoren, insbesondere und beispielsweise Hall-ICs, bewährt und stellen somit eine vorteilhafte Ausgestaltung dar.In practice, Hall sensors, in particular and, for example, Hall ICs, have proven successful and thus represent an advantageous embodiment.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn es sich beim Magnetelement um eines aus der Gruppe Magnetrad, Mehrpolement handelt. Erfindungsgemäß wird unter dem Begriff „Magnetrad“ ein radähnliches Magnetelement verstanden, das mindestens zwei magnetische Segmente, beispielsweise und vorteilhafterweise in Form von kreisabschnittsförmigen Segmenten aufweist, wobei erfindungsgemäß unter dem Begriff „Mehrpolelement“ ein solches verstanden wird, das eben mindestens zwei - also mehrere - Polelemente aufweist, beispielsweise und insbesondere zwei, drei, vier und mehr beispielsweise und insbesondere stäbchenförmige Magnetelemente, die einzelne magnetische Pole bzw. Polelemente darstellen, so dass beispielsweise bei einer Vierpolelementanordnung eine Art kreuzförmige Anordnung der einzelnen Polelemente möglich ist oder aber bei einer Zweipolelement-Ausgestaltung die zwei magnetischen Segmente, die beispielsweise und insbesondere stäbchenförmig ausgestaltet sind, gegenüberliegend angeordnet sind. Denkbar sind selbstverständlich auch nicht symmetrische Anordnungen der magnetischen Segmente zueinander, um für jeweilige spezifische Anforderungen optimale Ergebnisse hinsichtlich Detektierbarkeit und/oder Aktuierbarkeit zu bewerkstelligen.Moreover, it is advantageous if the magnetic element is one of the group of magnetic wheel, Mehrpolement. According to the invention, the term "magnetic wheel" is understood to mean a wheel-like magnetic element which has at least two magnetic segments, for example and advantageously in the form of circular segment-shaped segments. According to the invention, the term "multi-pole element" is understood to mean at least two - ie several - Pole elements, for example, and in particular two, three, four and more example, and in particular rod-shaped magnetic elements that represent individual magnetic poles or pole elements, so that, for example, in a four-pole element arrangement a kind of cross-shaped arrangement of the individual pole elements is possible or in a two-pole element design the two magnetic segments, which are designed, for example and in particular rod-shaped, are arranged opposite one another. Of course, non-symmetrical arrangements of the magnetic segments with respect to one another are also conceivable in order to achieve optimum results with regard to detectability and / or actuability for specific requirements.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß, wenn es sich beim Magnetelement um ein Elektromagnet-Element, beispielsweise und insbesondere in Form einer bestrombaren Spule, handelt, so dass über die unterschiedliche Bestrombarkeit auch verschiedene Größenordnungen der Wechselwirkung und auch modulationsartige Bestromungen verwendet werden können.Furthermore, it is according to the invention if the magnetic element is an electromagnet element, for example and in particular in the form of a currentable coil, so that different orders of magnitude of the interaction and also modulation-like energizations can be used via the different currentability.

Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäße Sicherheitsgurt-Vorrichtung 2 bis 60 Sensoren, beispielsweise und insbesondere in Form von Hall-Sensoren, beispielsweise und insbesondere in Form von Hall-ICs, auf, wobei diese darüber hinaus vorteilhafterweise radialartig angeordnet sind, um auf diese Weise eine bewährte und somit vorteilhafte Ausgestaltung zu realisieren, insbesondere im Hinblick auf die Erfassung des Drehwinkels des Magnetelementes, das in der Regel mit der Welle verbunden ist.Advantageously, the safety belt device according to the invention 2 to 60 sensors, for example, and in particular in the form of Hall sensors, for example, and in particular in the form of Hall ICs, which are also advantageously arranged radially, in order to a proven and thus to realize advantageous embodiment, in particular with regard to the detection of the angle of rotation of the magnetic element, which is usually connected to the shaft.

Hinsichtlich einer möglichst gleichmäßigen Aktuierung des Magnetelementes ist es von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße Sicherheitsgurt-Vorrichtung 2 bis 60 Elektro-Aktuationselemente, beispielsweise und insbesondere in Form von bestrombaren Spulen, aufweist, wobei es darüber hinaus auch vorteilhaft ist, wenn die Elektromagnet-Aktuationselemente radialartig angeordnet sind.With regard to the most uniform possible actuation of the magnetic element, it is advantageous if the safety belt device according to the invention 2 to 60 electro-actuation elements, for example, and in particular in the form of energized coils having, and it is also advantageous if the electromagnet actuation elements radially are arranged.

Weiterhin ist es in diesem Kontext erfindungsgemäß, wenn zwischen zwei Sensoren mindestens ein Elektromagnetaktuationselement angeordnet ist, insbesondere, wenn zwischen den Sensoren jeweils ein Elektromagnetaktuationselement angeordnet ist, im Extremfall somit zwischen sämtlichen Sensoren jeweils ein Elektromagnetaktuationselement, da somit besonders genau und gleichmäßig eine Aktuierung des Magnetelementes realisiert wird.Furthermore, it is in this context according to the invention, if between two sensors at least one Elektromagnetaktuationselement is arranged, in particular, if between the sensors each a Elektromagnetaktuationselement is arranged, in extreme cases, thus between all the sensors in each case a Elektromagnetaktuationselement since thus particularly accurate and uniform actuation of the magnetic element is realized.

In diesem Kontext ist es weiterhin vorteilhaft, wenn es sich bei dem mindestens einen Elektromagnet-aktuationselement um eine Spule, also bestrombare Spule, handelt, um auf diese Art und Weise über den Bestromungsgrad eine sensible Aktuierung in Bezug auf das Magnetelement zu bewerkstelligen.In this context, it is furthermore advantageous if the at least one electromagnet actuation element is a coil, that is to say a coil that can be energized, in order in this way to effect a sensitive actuation with respect to the magnet element via the degree of current flow.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn im Betrieb bei mehreren Elektromagnetaktuationselementen diese räumlich und zeitlich nacheinander derart bestromt werden, dass ein Drehmoment über das Magnetelement auf die Welle ausgeübt wird, um auf diese Art und Weise eine besonders gleichmäßige Aktuierung des Magnetelementes zu bewerkstelligen.Furthermore, it is advantageous if, in operation, in the case of a plurality of electromagnet actuation elements, these are energized in succession in such a way that a torque is exerted on the shaft via the magnet element in order to effect a particularly uniform actuation of the magnet element in this manner.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn das auf das Magnetelement applizierte Drehmoment mittels einer Übersetzungseinrichtung, insbesondere mittels einer Planetenrad-/Sonnenrad-Übersetzungseinrichtung, übersetzt auf die Welle übertragen wird, um bei einer entsprechenden Übersetzung eine höhere sensorische Auflösung und somit ein noch feinfühligeres Einstellen zu ermöglichen. Wird beispielsweise auf das als beispielsweise Magnetrad ausgestaltete Magnetelement - als Aktuator fungierend - ein Drehmoment appliziert, so ist das an der Welle wirkende Moment um den Faktor der Übersetzung größer. Dies wiederum kann es ermöglichen, kleinere Bauteile wie Spulen oder Magnete oder auch geringere Betriebsströme zu realisieren.Moreover, it is advantageous if the applied to the magnetic element torque is transmitted by means of a translation device, in particular by means of a Planetenrad- / sun gear translation device, translated to the shaft to a higher sensory resolution and thus an even more sensitive adjustment to a corresponding translation enable. If, for example, a torque is applied to the magnetic element designed as a magnetic wheel, for example-acting as an actuator-then the moment acting on the shaft is greater by the factor of the ratio. This in turn can make it possible to realize smaller components such as coils or magnets or even lower operating currents.

In diesem Kontext ist es schließlich von Vorteil, wenn das Magnetelement zumindest ein Teil des Sonnenrades oder das Sonnenrad selbst ist, um auf diese Art und Weise eine kompakte Bauweise der Übersetzungseinrichtung zu realisieren. In einem solchen Fall läuft das Magnetelement als Sonnenrad mit den Planeten, wobei diese fest verbunden sind mit der Welle über einen Planetenträger und in einem Hohlrad des Planetenträgers abwälzen.In this context, it is finally advantageous if the magnetic element is at least a part of the sun gear or the sun gear itself, in order to realize in this way a compact design of the translation device. In such a case, the magnetic element runs as a sun gear with the planets, which are firmly connected to the shaft via a planet carrier and roll in a ring gear of the planet carrier.

In der Regel wird für die Aufbringung der Kräfte zum Auf- bzw. Abwickeln ein Elektromotor verwendet, der häufig über ein Getriebe und eine Kupplung auf die Welle wirkt, wobei dann die erfindungsgemäß aktuierten Kräfte die elektromotorischen Kräfte überlagern.In general, an electric motor is used for the application of the forces for winding and unwinding, which often acts on the shaft via a gear and a clutch, in which case the inventively actuated forces superimpose the electromotive forces.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei

1 eine perspektivische, skizzenhafte Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt-Vorrichtung darstellt; und
2 eine perspektivische, skizzenhafte Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.

The invention will now be explained in more detail with reference to a non-limiting embodiment, wherein

1 a perspective, sketchy representation of an embodiment of the safety belt device according to the invention represents; and
2 a perspective, sketchy representation of another embodiment of the device according to the invention.

In 1 ist schematisch ein Teil einer erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt-Vorrichtung zu erkennen, mit einer drehbaren Welle 1 zum Auf- und Abwickeln eines (nicht gezeigten) Sicherheitsgurtes, wobei im Betrieb mittels mindestens eines Sensors 2 in Form eines Hall-ICs eine mit der Welle 1 funktional zusammenhängende Drehbewegung und/oder Drehposition eines mehrere magnetische Segmente 3 aufweisenden Magnetelementes 4 erfasst wird - Welle 1 und Magnetelement 4 sind starr miteinander verbunden -, wobei das Magnetelement 4 in Form eines Magnetrades ausgestaltet ist und hinsichtlich einer Drehbewegung und/oder Drehposition, ein Drehmoment erzeugend aktuiert wird mittels mehrerer Elektromagnet-Aktuationselemente 5, die als bestrombare Spulen ausgestaltet und zueinander radialartig angeordnet sind.In 1 schematically shows a part of a safety belt device according to the invention, with a rotatable shaft 1 for winding and unwinding a safety belt (not shown), wherein in operation by means of at least one sensor 2 in the form of a Hall IC one with the wave 1 functionally coherent rotational movement and / or rotational position of a plurality of magnetic segments 3 having magnetic element 4 is detected - wave 1 and magnetic element 4 are rigidly interconnected -, where the magnetic element 4 is configured in the form of a magnetic wheel and with respect to a rotational movement and / or rotational position, a torque is actuated generating actuated by means of a plurality of electromagnet actuation elements 5 , Which are designed as energizable coils and arranged radially to each other.

Aufgrund der fein dosierbaren Bestromung der Elektromagnet-Aktuationselemente 5 in Form von Spulen kann über die Wechselwirkung der zeitlich und räumlich sich ändernden Magnetfelder der Spulen mit den Magnetfeldern der einzelnen Magnetsegmente 3 des Magnetelementes 4 beispielsweise eine Gegenkraft zu einer an der Welle 1 angreifenden (nicht gezeigten) Wickelfeder, das als Rückstellelement fungiert zum Aufwickeln eines (nicht gezeigten) Sicherheitsgurtes, damit insbesondere im laufenden Betrieb eine geringere Kraft über den Gurt an die zu sichernden Insassen eines Fahrzeuges appliziert werden. Umgekehrt können jedoch auch vorverlagerte Insassen wieder in ihre Normalposition gezogen werden durch zusätzliche Beaufschlagung eines Drehmomentes, das die Kraft der Wickelfeder unterstützt, so dass auch vor Unfällen eine erhöhte Sicherheit der Insassen durch die Vorverlagerung dieser realisiert werden kann.Due to the finely metered energization of the electromagnet actuator elements 5 In the form of coils, the interaction of the time and space-changing magnetic fields of the coils with the magnetic fields of the individual magnetic segments 3 of the magnetic element 4 for example, a counterforce to one on the shaft 1 engaging (not shown) clock spring, which acts as a restoring element for winding a (not shown) seat belt, so that in particular during operation, a lower force on the belt to be secured to the occupants of a vehicle. Conversely, however, vorverlagerte occupants can be pulled back to their normal position by additional application of torque that supports the force of the coil spring, so that even before accidents increased safety of the occupants can be realized by the forward displacement of this.

Somit steht eine hohe Variabilität hinsichtlich des zu applizierenden Drehmomentes und seiner Richtung erfindungsgemäß zur Verfügung.Thus, a high variability in terms of the applied torque and its direction according to the invention is available.

In 2 ist skizzenhaft und ausschnittsweise eine weitere Ausgestaltung der in 1 gezeigten Ausführungsform zu erkennen, wobei es sich hierbei um eine solche Ausführungsform handelt, die eine Übersetzungseinrichtung 6 in Form einer Planetenrad 7-/Sonnenrad 8-Übersetzungseinrichtung aufweist. In diesem Beispiel fungiert das Magnetelement 4 als Sonnenrad 8, wobei mittels dreier Planetenräder 7 - sowohl Sonnenrad 8 als auch Planetenräder 7 sind als Zahnräder ausgestaltet - eine Übersetzung im Verhältnis 1 zu 4 realisiert ist im Verhältnis von Magnetelement 4 zur Welle 1, so dass das Magnetelement 4 in Form eines Magnetrades und als Sonnenrad 8 immer schneller dreht als die Welle 1, so dass die Auflösung der Hall-Sensoren 5 (siehe 1), ca. um den Faktor vier höher ist und ein noch feinfühligeres Einstellen ermöglicht wird. Wird auf das Magnetelement 4 aktuierend ein Drehmoment appliziert, so ist das an der Welle wirkende Moment um den Faktor 4 höher. Dies wiederum ermöglicht kleinere Bauteile (Spulen, Magnete) oder auch geringere Betriebsströme.In 2 is sketchy and fragmentary another embodiment of in 1 shown embodiment, which is one such embodiment, the translation device 6 in the form of a planetary gear 7 - / Sun 8-translation device has. In this example, the magnetic element acts 4 as a sun wheel 8th , wherein by means of three planet gears 7 - both sun gear 8th as well as planet wheels 7 are designed as gears - a translation in proportion 1 to 4 is realized in the ratio of magnetic element 4 to the wave 1 , so that the magnetic element 4 in the form of a magnetic wheel and as a sun wheel 8th always faster than the shaft turns 1 , so that the resolution of the Hall sensors 5 (please refer 1 ), is about four times higher and an even more sensitive setting is possible. Is on the magnetic element 4 Actuating applied a torque, so the moment acting on the shaft is by the factor 4 higher. This in turn allows smaller components (coils, magnets) or lower operating currents.

Claims

Sicherheitsgurt-Vorrichtung, mit einer drehbaren Welle (1), zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtes, wobei im Betrieb mittels mindestens zweier Sensoren (2) eine mit der Welle (1) funktional zusammenhängende Drehbewegung und/oder Drehposition eines mindestens zwei magnetische Segmente (3) aufweisenden Magnetelementes (4) erfasst wird, wobei das Magnetelement (4) hinsichtlich einer Drehbewegung und/oder Drehposition, ein Drehmoment erzeugend aktuiert wird mittels mindestens eines Elektromagnet-Aktuationselementes (5), dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Magnetelement (4) um ein Elektromagnet-Element handelt, wobei zwischen zwei Sensoren (2) jeweils exakt ein Elektromagnet-Aktuationselement (5) angeordnet ist.Seat belt device, with a rotatable shaft (1), for winding and unwinding a safety belt, wherein in operation by means of at least two sensors (2) with the shaft (1) functionally related rotational movement and / or rotational position of at least two magnetic segments ( 3) having magnetic element (4) is detected, wherein the magnetic element (4) with respect to a rotational movement and / or rotational position, a torque is actuated generating by means of at least one electromagnet Aktuationselementes (5), characterized in that it is the magnetic element (4) is an electromagnet element, wherein between two sensors (2) each exactly one electromagnet actuator element (5) is arranged.

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Sensoren (2) um Hallsensoren handelt.Seat belt device after Claim 1 , characterized in that the sensors (2) are Hall sensors.

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim Magnetelement (4) um eines aus der Gruppe Magnetrad, Mehrpolelement handelt.Seat belt device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that the magnetic element (4) is one of the group magnetic wheel, multipole element.

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese zwei bis sechzig Sensoren (2) aufweist.Seat belt device according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that it comprises two to sixty sensors (2).

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (2) radialartig angeordnet sind.Seat belt device after Claim 4 , characterized in that the sensors (2) are arranged radially.

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese zwei bis sechzig Elektromagnet-Aktuationselemente (5) aufweist.Seat belt device according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that it comprises two to sixty electromagnet actuation elements (5).

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eletromagnet-Aktuationselemente (5) radialartig angeordnet sind.Seat belt device after Claim 6 , characterized in that the eletromagnet actuator elements (5) are arranged radially.

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim mindestens einen Elektromagnet-Aktuationselement (5) um eine Spule handelt.Seat belt device according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that it is a coil at least one electromagnet actuator element (5).

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb bei mehreren Elektromagnet-Aktuationselementen (5) diese räumlich und zeitlich nacheinander derart bestromt werden, dass ein Drehmoment über das Magnetelement (4) auf die Welle (1) ausgeübt wird.Seat belt device according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that in operation with a plurality of electromagnet actuation elements (5), these are spatially and temporally successively energized such that a torque on the magnetic element (4) on the shaft (1) is applied.

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das auf das Magnetelement (4) applizierte Drehmoment mittels einer Übersetzungseinrichtung (6) übersetzt auf die Welle (1) übertragen wird.Seat belt device according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the torque applied to the magnetic element (4) is translated to the shaft (1) by means of a translation device (6).

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungseinrichtung (6) eine Planetenrad(7)-/Sonnenrad(8)-Übersetzungseinrichtung ist.Seat belt device after Claim 10 characterized in that the translation means (6) is a planetary gear (7) / sun gear (8) translator.

Sicherheitsgurt-Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetelement (4) zumindest ein Teil des Sonnenrades (8) oder das Sonnenrad (8) selbst ist.Seat belt device after Claim 11 , characterized in that the magnetic element (4) is at least a part of the sun gear (8) or the sun gear (8) itself.