DE29814729U1

DE29814729U1 - Kraftbegrenzer mit variabler Kennlinie

Info

Publication number: DE29814729U1
Application number: DE29814729U
Authority: DE
Original assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Current assignee: TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1998-08-17
Publication date: 1998-12-17
Anticipated expiration: 2008-08-18

Description

PRINZ &

PATENTANWÄLTE Manzingerweg 7

EUROPEAN patent attorneys D-81241 München

EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

17. August 1998

TRW Occupant Restraint Systems GmbH
& Co. KG
Industriestraße 20
D-73551 Alfdorf
5

Unser Zeichen: T 8455 DE
HD/Hc

Kraftbegrenzer mit variabler Kennlinie
15

Die Erfindung betrifft einen Kraftbegrenzer für ein Rückhaltesystem in Fahrzeugen, mit einem im Kraftfluß eines lasttragenden Elements des Rückhaltesystems liegenden verformbaren Medium.

Kraftbegrenzer für solche Anwendungen sind in zahlreichen Ausführungen bekannt. Im einfachsten Fall ist der Kraftbegrenzer durch einen Befestigungs- oder Endbeschlag eines Sicherheitsgurtes gebildet.

Der Beschlag ist mit Streckgliedern versehen, die unter einer vorbestimmten Zugbeanspruchung nachgeben, so daß durch plastische Materialverformung Energie abgebaut und so die Rückhaltekraft begrenzt wird. Ebenfalls bekannt sind in Gurtaufroller integrierte Torsionsstäbe, die an einem Ende mit der Gurtspule gekoppelt sind und am anderen Ende im Rückhaltefall mit dem Rahmen des Gurtaufrollers durch einen Sperrmechanismus gekoppelt werden. Bei Überschreitung einer vorbestimmten Blockierlast wird der Torsionsstab um seine Achse tordiert.

Bei derartigen Kraftbegrenzern ist die Kennlinie der Kraft über den Vorverlagerungsweg des Insassen konstruktiv und durch die verwendeten Materialien fest vorgegeben. Je nach Körpergröße und/oder -gewicht des Fahrzeuginsassen und je nach den Umständen des Rückhaltefalles wäre aber für ein minimales Verletzungsrisiko ein unterschiedlicher Verlauf der Kennlinie erwünscht. Deshalb wurde in der DE 195 11 457 Al bereits vorgeschlagen, die Kennlinie variabel zu gestalten. Dazu muß das Maß der plastischen Verformung aktiv beeinflußt werden, beispielsweise durch mehr oder weniger tiefes Eindringen in ein plastisch deformierbares Material. Die Eindringtiefe kann beispielsweise vom Gewicht des Fahrzeuginsassen abhängig gemacht werden. Alternativ kann auf den Verformungshub eingewirkt werden, beispielsweise durch Verstellen der Umlenkelemente einer Schikane, durch die ein Stahlband gezogen wird. All diese Maßnahmen sind aber sehr aufwendig und konnten daher in der Praxis keine Verbreitung finden.

Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, die gewünschte Kennlinienbeeinflussung ohne aktive Steuermaßnahmen zu erreichen. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, ein verformbares Medium zu verwenden, das einer Verformung einen Widerstand entgegensetzt, der um so größer ist, je schneller die Einwirkung der die Verformung verursachenden Kräfte erfolgt. Durch die Abhängigkeit der Verformung des Mediums von der Einwirkgeschwindigkeit der die Verformung verursachenden Kräfte wird eine selbsttätige Beeinflussung der Kennlinie im gewünschten Sinne erzielt. Bei schneller Krafteinwirkung, die auf eine große Masse des Fahrzeuginsassen und/oder auf einen heftigen Fahrzeugaufprall hindeutet, erfolgt die Kraftbegrenzung auf einem höheren Niveau als unter normalen Verhältnissen.

Geeignete Medien sind verfügbar. Besonders zu nennen sind Verbindungen und Materialkombinationen sowie viskoelastische Stoffe. Letztere können in einer aus Kolben und Zylinder bestehenden Dämpfungseinrichtung verwendet werden. Da lediglich ein geeignetes Material auszuwählen ist, kann der Kraftbegrenzer prinzipiell in vielen bekannten Bauformen verwirklicht werden. Besonders zu nennen sind plastisch verformbare End- oder Befestigungsbeschläge für

Gurtsysterne, Bänder die unter Krafteinwirkung durch eine Schikane gezogen werden, und Drehstäbe für die Integration in Gurtaufrollern.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 ein Diagramm mit zwei verschiedenen Kennlinien der Kraft über dem Verformungsweg;

Figur 2 schematisch eine erste Ausführungsform des Kraftbegrenzers;

Figur 3 schematisch eine zweite Ausführungsform des Kraftbegrenzers; und

Figur 4 schematisch eine dritte Ausführungsform des Kraftbegrenzers.
20

In dem Diagramm der Figur 1 ist auf der Ordinate die Kraft F und auf der Abszisse der Weg s aufgetragen. Die Kraft F ist die auf den Insassen einwirkenden Rückhaltekraft, und der Weg s ist der Verformungsweg des Kraftbegrenzers. Bei der Kennlinie a erfolgt die Kraftbegrenzung auf einem niedrigeren Niveau als bei der Kennlinie b.

Bei der ersten, in Figur 2 gezeigten Ausführungsform liegt im Kraftfluß eines Sicherheitsgurtes ein Befestigungsbescnlag 10, der mit Streckgliedern versehen ist. Der Beschlag besteht aus einem Werkstoff, dessen Verformungswiderstand je größer ist, desto plötzlicher die Kräfte F einwirken. Alternativ zu einer solchen Ausführung wird ein Materialband zwischen als Schikane wirkenden Umlenkgliedern durchgezogen.

Bei der in Figur 3 gezeigten Ausfuhrungsform ist eine aus Zylinderrohr 12 und Kolben 14 bestehende Dämpfungseinrichtung vorgesehen, die mit einer Füllung aus einem viskoelastischen Stoff versehen ist. Bei Einwirkung der Zugkräfte F auf den Kolben 14 wird der viskoelastische Stoff im Zylinderrohr 12 verdrängt und setzt dabei

dieser Verdrängung einen Widerstand entgegen, der um so größer ist, je plötzlicher die Einwirkung der Kräfte F erfolgt.

Bei der in Figur 4 gezeigten Ausführungsform ist ein Torsionsstab 16 koaxial in einer Gurtspule 18 eines Gurtaufrollers angeordnet. An einem Ende ist der Torsionsstab 16 drehfest mit der Gurtspule 16 verbunden. Am gegenüberliegenden Ende wird der Torsionsstab 16 im Rückhaltefall über ein Sperrsystem 20 drehfest mit dem Rahmen 22 des Gurtaufrollers gekoppelt. Unter der Wirkung der im Gurtband 24 auftretenden Kräfte F wird der Torsionsstab 16 im Rückhaltefall um seine Achse tordiert. Dabei setzt er seiner plastischen Verformung einen Widerstand entgegen, der um so größer ist, je plötzlicher die Einwirkung der Kräfte F erfolgt.

Bei allen beschriebenen Ausführangsformen ist die angestrebte selbsttätige Einstellung der Kennlinie gewährleistet.

Claims

PRINZ & PARTNERcbR- "

Patentanwälte Manzingerweg 7

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS D-81241 München

EUROPEAN TRADEMARK ATTORNEYS Tel. +49 89 89 69 80

17. August 1998

TRW Occupant Restraint Systems GmbH
& Co. KG
Industriestraße 20
D-73551 Alfdorf

Unser Zeichen: T 8455 DE
HD

Schutzansprüche

1. Kraftbegrenzer für ein Rückhaltesystem in Fahrzeugen, mit einem im Kraftfluß eines lasttragenden Elements des Rückhaltesystems liegenden verformbaren Medium, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Medium einer Verformung einen Widerstand entgegensetzt, der umso größer ist, je schneller die Einwirkung der die Verformung verursachenden Kräfte erfolgt.
2. Kraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das verformbare Medium durch ein Materialband verkörpert ist, das

durch die im Rückhaltefall einwirkenden Kräfte plastisch verfonnt wird.
3. Kraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Medium durch einen in einem Gurtaufroller integrierten Torsionsstab verkörpert ist, der durch die im Rückhaltefall einwirkenden Kräfte um seine Achse tordiert wird..
4. Kraftbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verformbare Medium durch ein viskoelastisches Material verkörpert ist, das in eine aus Kolben und Zylinder bestehende Dämpfungseinrichtung eingefüllt ist und durch die im Rückhaltefall auf den Kolben einwirkenden Kräfte im Zylinder verdrängt wird.