SE514381C2 - Förfarande och anordning vid ett säkerhetsbälte - Google Patents

Description

_15 20 25 30 ,:sflsti 2 ning är att bältesrullen är förbunden med en fiiktionskoppling, som kan vara inställ- bar för olika grad av lastupptagning.

Gemensamt för dessa kända lösningar är att överkroppen på bältesanvändaren tillåts att förflyttas framåt ett avsevärt stycke under utdragning av säkerhetsbältet. Påkän- ningen på bältesanvändaren minskar, men det vore önskvärt att kunna reducera på- känningen och därigenom skaderisken på bältesanvândaren ytterligare.

För att minska risken att skadas av själva säkerhetsbältet är det känt att såsom förberedelse för en kollision göra en mjukåtstramning för att minska bältesslack och för att uppmärksamma användaren på föreliggande kollisionsrisk.

Det är känt att använda en elmotor som styrs på lämpligt sätt.

Uppfinningens ändamål Syftet med uppfinningen är att reducera skaderisken för en bältes-användare genom att uppnå mjukåtstramning enkelt och säkert, med enkla medel.

Redogörelse för uppfinningen Enligt uppfinningen alstras och lagras energi för mjukåtstramning genom utdragning av säkerhetsbältet i samband med bältespåtagning. Denna energi frigörs sedan vid kollisionsrisk. I Den använda mjukåtstramningsanordningen är anordnad att vid utdragning av säkerhetsbältet i samband med bältespåtagning lagra vid utdragningen utvecklad energi, och att vid kollisionsrisk frigöra denna energi för mjukåtstramning.

Genom lösningen enligt uppfinningen vinns ett enkelt och säkert utförande utan elmotor, där det säkerställs att energi för mjukåtstramnings alltid finns. '10 20 25 30 Ytterligare särdrag och fördelar framgår av eflerföljande beskrivning och patentkrav. ' u o Figgbeslcrivning Uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av ett på bifogade ritning visat utföringsexempel, där: fig. l visar i en vy framifrån ett säkerhetsbälte vid en fordonsstol, fig. 2 visar en till säkerhetsbältet i fig. 1 hörande upplindningsanordning med till- hörande åtstramningsanordning och belastningsbegränsningsanordning, enligt upp- fiflfliflgen, fig. 3 visar ett arrangemang där säkerhetsbältet är monterat i fordonsstolen, fig. 4 visar närmreen detalj i fig. 2, och fig. 5 visar ett snitt V-V i fig, 4 I ett här ej närmare visat motorfordon finns det enligt fig. 1 vid en fordonsstol 1 ett säkerhetsbälte 2 av trepunktstyp. Från en i fordonet anbringad upplindningsanord- ning 3 sträcker sig bältet från ett forsta ändparti 4 över ett i fordonet anordnat skul- derfáste 5, som vanligen är ställbart för anpassning till bältesanvändarens storlek, och bildar först ett skulderbälte 6 och sedan ett höftbälte 7. Den fria änden på höft- bältet 7 är fástad vid ett fäste 8 i fordonet. Vid övergången mellan skulderbälte 6 och höftbälte 7 kan säkerhetsbältet på sedvanligt sätt med hjälp av ett bälteslås 9, i vilket bältet är förskjutbart, fixeras vid en hållare 10 i fordonet.

Upplindningsanordningen 3 är av den konventionella typ som i normalt bruk, mot fiäderlcraft, tillåter utdragning av skulderbältet 6 för att medge rörelsefrihet för an- vändaren, men som vid en kraftig belastning, till exempel vid en kollision, hindrar utdragning av skulderbältet 6.

Såsom närmare framgår av fig. 2 ingår iupplindningsanordningen 3 en spole ll med en axel 12, som är lagrad i ett stativ 13. Axeln 12 är via en belastningsbegräns- 10 15 20 25 30 fewsqawzgçi ,4_. ningsanordning 14 förbunden med en åtstramningsanordning 15 eller bältessträcka- re, som är anordnad att aktiveras vid en kollision för att därvid strama åt säkerhets- bältet och eliminera slack i detta. Åtstramningsanordningen 15 kan lämpligen akti- veras då fordonets retardation uppnått ett tömtbestämt värde, t.ex. ca 5 g. Detta kan t. ex. ske medelst en till åtstramningsanordningen 15 ansluten givare 16, där en accelerometer känner av retardationen.

Vid en kollision blir händelseförloppet följande: Inom cirka 10 ms har fordonets retardation nått ett sådant värde att åtstramnings- anordningen 15 aktiveras. Härigenom kommer bältet att stramas åt, så att slack i bältet elimineras och så att bältesanvändaren hålls väl fast i stolen. Beroende på hur snabb och stark åtstmmningsanordningen 15 är kan en stor åtsnamningsltraft alstras i säkerhetsbältet, med risk att skada användaren. För att minska denna skaderisk och begränsa den maximalt tillåtna och maximalt möjliga dragkraften i säkerhetsbältet finns en belastningsbegränsningsanordning 14, som åstadkommer att âtspännings- anordningen 15 kan slira relativt spolen 11 vid kraflig åtstramning, eller slira om bältet drages ut med alltför stor lcrafi vid en häftig kollision. Åtstramningsanordningen 15 kan, enligt fig. 2, vara försedd med en gasgenerator 17 som vid aktivering kan blåsa ut gas mot ett turbinhjul 18 och därigenom rotera spolen 11. Det är också möjligt att kunna försätta spolen 11 i snabb rotation medelst t.ex. en pyroteknisk anordning där en till spolen kopplad kolv försätts i rörelse i en cylinder. i Belasmingsbegränsningsanordningen 14 kan med fördel utgöras av en fiiktions- koppling, som eventuellt kan ha ett ställbart ingrepp för att möjliggöra ändring av storleken på det överförda vridmomentet, t.ex. såsom funktion av användarens stor- lek och vikt. 10 20 25 30 : fatet: i 5 I det visade exemplet har spolen ll en horisontell axel, men det är naturligtvis också möjligt att orientera axeln på annat sätt, t. ex. vertikalt, och att därvid utnyttja lämp- liga styrningar för att få avsedd rörelse hos säkerhetsbältet.

Vid ovanstående utförande påbörjas åtstramningen först under kollisionsförloppet.

Det är dock enligt uppfinningen möjligt att förbättra fastspänningen av bâltesanvän- daren ytterligare genom att redan tidigt i en situation, som befaras kunna utvecklas till en krocksituation, åstadkomma en förberedande åtstramning av säkerhetsbältet, p således innan kollisionsförloppet enligt ovan har påbörjats. Denna lösning erfordrar att körsituationen analyseras för att ge underlag för en tidig aktivering av åtstram- ningen. En sådan körsituation kan t.ex. vara en lcrafiig inbromsning eller en annan situation där avståndet till ett framförvarande föremål minskar på ett farligt sätt.

Vid en inbromsning kan retardafionen registreras medelst en accelerometer, tex. i givaren 16, och då värdet nått en förutbestämd säkerhetsnivå, som är lägre än den förutbestämda kollisionsnivån, kan åtstramningen påbörjas såsom en förberedelse för ett kollisionsförlopp. Förvamingsfiden bör härvid uppgå till 50-100 ms eller mer, varför säkerhetsnivån på retardationen bör väljas så att en tillräcklig lång förvarning erhålls. Denna förvamingstid möjliggör en relativt långsam start av åtstramnings- anordningen, vilket är fördelaktigt en elektrisk motor l9 används för drivning av denna.

På motsvarande sätt kan t. ex. en avståndsradar, lämpligen i givaren 16, användas för att övervaka avståndet till ett framförvarande föremål och för att aktivera åtstram- ningsanordningen då avståndet minskat till ett kritiskt värde eller minskari en kritisk takt. Ävani detta fan a: an fisfvaaningsnd av nan nämnda stnriakanfaningan ansk- värd för att kimna starta och driva åtstramningsanordningen på elektrisk väg. Båda dessa nämnda situationer kan utgöra en fas ett blivande kollisionsförlopp, men det är också möjligt att kollision trots allt kan undvikas. ' 10 15 20 25 30 s serie 6 I de fall då en eftersträvm förvarning erhålls föreligger normalt inget behov av att snabbstarta åtstramningsanordningen, t.ex. på pyrotelcnisk väg, utan en kontinuerlig elektrisk drivning kan säkerställa önskad åtstramning. Möjligheten att snabbstarta åtstramningsanordningen bör dock finnas kvar för de situationer då förvarning om kollision av någon anledning inte erhålls.

Den maximalt tillåtna draglcraften i säkerhetsbältet ligger lämpligen i intervallet 2,0-3,5 kN. Åtstramning av bältet kan härvid ske med en hastighet av 5-10 m/s för _ att hålla fast användaren. Bältesåtstramningen kan därvid behöva uppgå till ca 140- 250 mm för att uppnå avsedd effekt, eventuellt ända upp till 300-500 En förberedande åtstramning av denna typ medför att bältesanvändaren kommer i en bättre position inför en kollision och därför får bättre förutsättningar att klara kolli- sionen skadefiitt. Ännu en möjlighet är att redan före den angivna förberedande åtstramningen utföra en mjukåtstramning som uppmärksammar bältesanvändaren på att sittställningen inte är den bästa och bör förändras till en mera bakåtlutad ställning. Detta kan ske t.ex. genom att öka den ovan nämnda förvarningen ytterligare och inititalt utföra åtstramning med lägre kraft tills dess att det normala förberedande' åtstramningstillståndet uppnås, då åtstramningslcaften ökas för att kunna hantera ett kollisionsförlopp på redan angivet sätt. Detta kan ske genom t.ex. lämplig elektrisk styrning av en elektrisk motor 19 som driver åtstramningsanord- ningen. En annan möjlighet är att ordna det så att påtagning av säkerhetsbältet medför att en mekanism 20 spänns i upplindningsanordningen 3 och att denna mekanism efter utlösning via en lämplig givare, t.ex. givaren 16, åstadkommer den önskade mjukåtstramningen.

I utförandet enligt fig. 1 sker åtstramning endast i det parti av säkerhetsbältet som .löper över användarens skuldra, men även andra utföranden är möjliga. Det är t. ex. möjligt att ersätta fästet 8 med en upplindningsanordning 3, och att därvid göra bälteslåset 9 fast på säkerhetsbältet. Härigenom kan både skulderbältet 6 och höft- bältet 7 stramas åt genom att försätta de båda upplindningsanordningarnas åtstram- 10 15 20 25 30 r-ïef$;1,4iïf,r3;s1¿ a 7 ningsanordningar i fimktion. Eventuellt kan åtstramning ske endast vid platsen for fästet 8, med säkerhetsbältet fritt löpande vid bälteslåset 9.

I stället för att, såsom visas i fig. 1, förankra säkerhetsbä1tet2 i fordonets kaross är det naturligtvis också möjligt att på känt sätt förankra säkerhetsbältet i fordonsstolen 1 och att således göra säkerhetsbältet forflyttbart tillsammans med fordonsstolen och montera en eller flera upplindningsanordningar i denna. Ett sådant utförande visas i fig. 3.

Ett möjligt utförande av mekanismen 20 visas i fig. 4 och 5. I ett på stativet 13 an- bringat hus 21 finns ett lager 22 i vilket en axel 23 är roterbart lagrad. Denna axel _ 23 är medelst ett manöverdon 24 axiellt fórskjutbar i lagret 22 och kan därigenom bringas i eller ur vridfast ingrepp med axeln 12 till spolen 11. Detta ingrepp uppnås här genom att axeländama är utformade for formslutande ingrepp med varandra. På axeln 23 finns vridfast monterat ett spärrorgan 25, i form av en tandad spärrskiva, samt ena änden av ett fiäderorgan 26, i form av en vridfi äder, vars andra ände är fastad i huset 21. En med spärrorganet 25 samverkande spärr 27 är svängbart lagrad i huset 21 och påverkas av ett manöverdon 28, med vars hjälp spärren 27 kan bringas i och ur ingrepp med spärrorganet 25.

Mekanismen 20 bildar en mjukåtstrarnningsanordning och ftmgerar enligt följande: Vid påtagning av säkerhetsbältet 2 är axeln 23 i ingrepp med axeln 12 och roteras av denna då bältetdrages ut. Detta spänner tjäderorganet 26, som efter bältespåtagning hålls spänt medelst spärren 27. Axeln 23 bringas nu ur ingrepp med axeln 12, varefter sâkerhetsbältet kan användas på konventionellt sätt.

Vid en befarad kollision, indikerat t. ex. medelst givaren 16, bringar manöverdonet 24 axeln 23 iingrepp med axeln 12 och manöverdonet 28 bringar spärren 27 ur ingrepp med spärrorganet 25. Fjäderorganet 26 kan nu vrida axeln 12 och åstad- 10 15 20 :E11 13 g g' s komma mjukåtstramning for att uppmärksamma bältesanvändaren på att en ur kollisionssynpunkt bättre sittställning bör eftersträvas.

Såsom nämnts kan mjukåtstramningen följas av en laafiigare åtstramning om kollísionsrisk kvarstår efier mjukåtstramningen. Mekanismen 20 spänns endast i samband med bältespåtagning och kan således endast användas for en mjukåt- stramning. Storleken på fiäderlcraften och lämpligt valda utväxlingar bestämmer vilken kraft som erfordras för att spänna mekanismen och vilken kraft som kan alstras av mekanismen.

Utöver de här visade uttöringsformerna avseende trepunktsbälten erbjuder sig naturligtvis andra utföranden inom uppfinningens ram. Således kan uppfinnings- idén användas även vid t. ex. tvåpunkts- och fyrpunktsbälten.

I en altematlv utfiñringsform kan en upplindningsanordning 3 placeras vid hållaren 10 och påverka denna så att den uppfinningsenliga bältesåtstramningen kan åstad- kommas. I detta fall är hållaren 10 utformad med ett upplindningsbart avsnitt (ej visat). Vid en sådan åtstramníng är bältets övriga ändpartier låsta.

Det skall naturligtvis inses att upplindningsanordningens konstruktiva detaljut- formning kan varieras inom uppfinnjngens ram. Den roterande bâltesåtstramnings- rörelsen kan eventuellt ersättas av en linjär båltesåtstramningsrörelse.

Claims (1)

1. rising ïsasišï 9 Patentkrav g 1. san en medelst en eäkefhefeeaue (2) ev nepnnknenyp han en banenenvanaene fastspând i ett fordon, varvid det vid kollisionsrisk först initieras en mjukåtstramning tor att bringa bältesanvändaren i- en iörbättrad sittställnirig för en kollision och därefter inítieras en kraftigare åtstramning, kännetecknat av att energi ñr genom utdragning av säkerhetsbältet (2) i samband med bâltespåtagning, och att denne energi lagren een aanefien fiigene vid keuieienenanie 2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att energi lagras i-ett fiåderorgan (26) genom att ' “ _ dena epanne vid baneepanngning; ' r i 3. Anordning vid ett sâkerhetsbälte av trepimktstyp i ett fordon, medlen upplindnings- anordning (3), en åtstramningsanordning (15) och en mjukåtstramningsanordning (20), senare är anordnad att vid kollisionsrisk aktiveras fore åtsuamningsanordningen för att strama åt ett över bâltesanvändarens skuldra löpande parti av säkerhetsbälitet, lcännetecknad av att mfukåtstramningsanordningen (20) är anordnad att vid utdragning av säkerhetsbältet (2)_i samband med bâltespåtagning lagra vid utdragningen utvecklad energi, ocli att vid kollísionsrisk fiigöra denna energi tor mjukåtstranming. 4. Anordning krav 3, kännetecknad av-att för lagring av energi finnns ett arbets- organ (26), företrädesvis i fonn av ett fiaderorgan. _ 5; Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att fiäderorganet är en vridfiäder. 6. Anordning enligt något av kraven 3-5, kännetecknad av att nijukåtstramnings- - anordningen (20) är anordnad attunder bâltespåtagning' vara i ingrepp med upplind- ningeeneeaningen (15) een en derefter fiikepp1ee från denna, fen en vid keuieieneniek i åter bringas i ingrepp. i A n n 5fi¶4egfï§ zgg 10 7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att en i mjukåtstamningsanordningen (20) ingående axel (23) är axíellt förskjutbar för att koppla in och ur mjukåtstramnings- A anordningen relativt upplindningsgnordningen. V 8. Anorfining enligt något av haven 3-7, kännetecknad av atti mjukåtstzamnings- nnordningen ingår ett spärrorgan (25,27) som i spân-lâge bevarar lagrad energi och som e ififläge fiigör lagrad magi.