DE102004018323B4

DE102004018323B4 - Improvements to or regarding a load-limiting arrangement

Info

Publication number: DE102004018323B4
Application number: DE102004018323.6A
Authority: DE
Inventors: Frederik Wigstrom; Anders Ingemarsson; Yogen Patel; Andreas Sandahl
Original assignee: Autoliv Development AB; Volvo Car Corp
Current assignee: Autoliv Development AB; Volvo Car Corp
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2004-04-13
Publication date: 2014-02-27
Anticipated expiration: 2024-04-14
Also published as: SE0400979D0; GB2400351B; GB2400351A; SE0400979L; SE527927C2; GB0308218D0; DE102004018323A1

Abstract

Lastbegrenzende Anordnung zur Verwendung mit einem Fahrzeugsicherheitsgurt (1), wobei die lastbegrenzende Anordnung eine drehbare Welle (2), einen Verbindungsmechanismus, ein verformbares Element (13) und einen Sensor (24) umfasst, wobei der Verbindungsmechanismus bei Empfang eines Signals von dem Sensor (24) betätigbar ist, um einen Teil des verformbaren Elements (13) an die Welle (2) zur gemeinsamen Drehung mit der Welle (2) in eine Auszugsrichtung zu koppeln, wobei das verformbare Element (13) so konstruiert ist, dass es sich verformt, wenn es an die Welle (2) gekoppelt ist, während sich die Welle (2) in die Auszugsrichtung dreht, um einem Auszug des Sicherheitsgurtes (1) Widerstand entgegenzusetzen, wobei das verformbare Element (13) einen länglichen Metallstab oder -draht umfasst, der so montiert ist, dass er durch einen gewundenen Pfad gezogen wird, wenn er an die Welle (2) gekoppelt ist, während sich die Welle (2) in die Auszugsrichtung dreht und das verformbare Element (13) mit einem Rotor (7) verbunden ist oder einen solchen umfasst, wobei der Verbindungsmechanismus betätigbar ist, um den Rotor (7) mit der Welle (2) zur gemeinsamen Drehung mit der Welle (2) zu verbinden, wobei die Welle (2) mehrere periphere Zähne (3) umfasst und der Verbindungsmechanismus wenigstens ein Verriegelungselement (12) umfasst, wobei das oder jedes Verriegelungselement (12) abhängig von dem Signal aus einer Freigabeposition, in der es von den Zähnen (3) getrennt ist, in eine Verriegelungsposition, in der es mit den Zähnen (3) in Eingriff steht, bewegbar ist, wobei das oder jedes Verriegelungselement (12) in der Verriegelungsposition auch mit dem Rotor (7) in Eingriff steht.Load limiting assembly for use with a vehicle seat belt (1), the load limiting assembly comprising a rotatable shaft (2), a link mechanism, a deformable member (13) and a sensor (24), the link mechanism upon receipt of a signal from the sensor ( 24) can be actuated to couple a part of the deformable element (13) to the shaft (2) for rotation together with the shaft (2) in a pull-out direction, the deformable element (13) being designed in such a way that it deforms when coupled to the shaft (2) while the shaft (2) rotates in the pull-out direction to resist pulling out the seat belt (1), the deformable member (13) comprising an elongated metal rod or wire, which is mounted so that it is pulled through a winding path when it is coupled to the shaft (2) while the shaft (2) rotates in the pull-out direction and the deformable element (13) is connected to or comprises a rotor (7), the connecting mechanism being operable to connect the rotor (7) to the shaft (2) for common rotation with the shaft (2), the shaft (2) having a plurality peripheral teeth (3) and the connecting mechanism comprises at least one locking element (12), the or each locking element (12) depending on the signal from a release position, in which it is separated from the teeth (3), in a locking position, in which is in engagement with the teeth (3), is movable, the or each locking element (12) in the locking position also being in engagement with the rotor (7).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine lastbegrenzende Anordnung und betrifft insbesondere eine lastbegrenzende Anordnung zur Verwendung mit einem Sicherheitsgurt für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a load limiting arrangement and, more particularly, to a load limiting arrangement for use with a safety belt for a motor vehicle.

Eine einfache Sicherheitsgurtanordnung, die allgemein verwendet wird, umfasst eine Becken- und Diagonal-Sicherheitsgurtanordnung (oder einen ”Dreipunkt-Sicherheitsgurt”), wobei ein Ende des Sicherheitsgurtes an einem Teil des Fahrzeuges verankert ist, ein Mittelteil des Sicherheitsgurtes mit einer Zunge versehen ist, die lösbar in einem feststehenden Gurtschloss arretierbar ist, und das andere Ende des Sicherheitsgurtes, das durch eine Umlenkvorrichtung geht, auf der Welle eines Aufrollmechanismus aufgewickelt ist. Der Aufrollmechanismus enthält eine Verriegelung, die so konstruiert ist, dass der Aufroller verriegelt wird, falls das Fahrzeug eine deutliche Verlangsamung erfährt oder frontal aufprallt. Wenn ein Sicherheitsgurt durch einen solchen Aufroller verriegelt ist, kann eine sehr plötzliche Bremskraft auf den Fahrzeuginsassen, der den Sicherheitsgurt trägt, ausgeübt werden.A simple seatbelt assembly that is commonly used includes a pelvic and diagonal seatbelt assembly (or "three-point seatbelt") with one end of the seatbelt anchored to a portion of the vehicle with a center portion of the seatbelt provided with a tongue. which is releasably lockable in a fixed buckle, and the other end of the seat belt, which passes through a deflector, is wound on the shaft of a retractor. The retractor mechanism includes a latch constructed to lock the retractor if the vehicle is significantly decelerated or impacted head-on. When a seatbelt is locked by such a retractor, a very sudden braking force can be applied to the vehicle occupant wearing the seatbelt.

Daher wurde vorgeschlagen, einen Sicherheitsgurt mit einer lastbegrenzenden Vorrichtung in Form eines verformbaren Elements bereitzustellen, das sich verformt, wenn eine deutliche Last auf den Sicherheitsgurt ausgeübt wird, so dass die Last, die durch den Sicherheitsgurt auf den Fahrzeuginsassen ausgeübt wird, modifiziert oder begrenzt ist. Einige zuvor vorgeschlagene lastbegrenzende Vorrichtungen zur Verwendung mit Fahrzeugsicherheitsgurten umfassen einen Torsionsstab, der an einem Ende an der Struktur des Aufrollmechanismus befestigt und an seinem anderen Ende an der drehbaren Welle angebracht ist, auf welcher der Sicherheitsgurt aufgewickelt wird. Wenn die Welle in eine Auszugsrichtung in Drehung versetzt wird, verdreht sich der Torsionsstab unter der Last, die auf den Sicherheitsgurt durch die Trägheit eines Insassen ausgeübt wird, wodurch dem Auszug des Sicherheitsgurtes ein Widerstand entgegengesetzt wird.Therefore, it has been proposed to provide a seatbelt with a load-limiting device in the form of a deformable member that deforms when a significant load is applied to the seatbelt so that the load exerted by the seatbelt on the vehicle occupant is modified or limited , Some previously proposed load-limiting devices for use with vehicle seat belts include a torsion bar attached at one end to the structure of the retractor mechanism and attached at its other end to the rotatable shaft upon which the seatbelt is wound. When the shaft is rotated in a pull-out direction, the torsion bar twists under the load applied to the seatbelt by the inertia of an occupant, thereby resisting the deployment of the seatbelt.

Eine andere bekannte Art einer lastbegrenzenden Anordnung ist in DE 10015048 C1 offenbart, gemäß der das verformbare äußere Element die Form eines Metallbandes aufweist, von dem ein Ende mit der Welle verbunden werden kann, auf welcher der Sicherheitsgurt aufgewickelt ist. Wenn in einer Unfallsituation auf den Sicherheitsgurt eine Last in die Auszugsrichtung ausgeübt wird, wird das Metallband durch einen gewundenen Pfad gezogen, der durch eine Ablenkscheibe definiert wird, wodurch die Lastbegrenzung durch Verformung des Metallbandes bereitgestellt wird. Zudem ist ein fahrzeug- oder gurtsensitiv arbeitender Sensor beschrieben, der in Verbindung mit einer Steuerung einen Torsionsstab als eine Kraftbegrenzung bei einem Auslösefall derart schaltet, dass der Torsionsstab bei weiterem Gurtbandauszug eine Kraftbegrenzung vornimmt. Somit wird eine mehrstufige lastbegrenzende Wirkung erreicht, wobei zum Beispiel auf eine Anfangsstufe mit hohem Widerstand gegenüber dem Auszug des Sicherheitsgurtes eine zweite Stufe mit mittlerem Widerstand und eine abschließende Stufe mit sanftem Anhalten folgen kann.Another known type of load-limiting arrangement is in DE 10015048 C1 discloses according to which the deformable outer member has the shape of a metal strip, one end of which can be connected to the shaft on which the seat belt is wound. When a load is applied in the extension direction in an accident situation on the seatbelt, the metal band is pulled through a tortuous path defined by a baffle, thereby providing load limiting by deformation of the metal band. In addition, a vehicle or gurtsensitiv working sensor is described, which switches in conjunction with a control a torsion bar as a force limit in a triggering case such that the torsion bar carries out a force limiting further Gurtbandauszug. Thus, a multi-stage load limiting effect is achieved, for example, where an initial stage with high resistance to the seat belt pull-off may be followed by a second intermediate resistance stage and a final soft-stopping stage.

Gemäß DE 10015048 C1 ist eine Vielzahl von Zähnen an dem Innenumfang eines Gehäuseringes ausgebildet, welcher über eine Klinke und den Zähnen mit der Welle koppelbar ist. Eine Rotation des Gehäuseringes und damit eine Verformung des Metallbandes wird durch einen Sperrriegel verhindert, der in einer Sperrausnehmung des Gehäuseringes festgelegt ist. Im Auslösefall wird der Sperrriegel aus der Sperrausnehmung herausgeführt. Im Auslösefall muss somit sowohl die Klinke in die Verzahnung eingreifen, als auch der Sperrriegel aus der Sperrausnehmung herausbewegt werden. Zum Zeitpunkt eines Unfalles müssen also beide Aktionen gleichzeitig erfolgreich durchgeführt werden, um das Metallband mit der Welle zu koppeln.According to DE 10015048 C1 a plurality of teeth on the inner circumference of a housing ring is formed, which is coupled via a pawl and the teeth with the shaft. A rotation of the housing ring and thus a deformation of the metal strip is prevented by a locking bolt which is fixed in a locking recess of the housing ring. When triggered, the locking bolt is led out of the locking recess. When triggered, thus both the pawl must engage in the toothing, and the locking bolt must be moved out of the locking recess. At the time of an accident, so both actions must be performed simultaneously successful to couple the metal strip with the shaft.

Aus DE 202 10 812 U1 ist eine lastbegrenzende Anordnung mit einer Kupplung bekannt, welche durch axiales Verschieben einen Torsionsstab im Auslösefall mit einer Welle verbindet.Out DE 202 10 812 U1 is a load-limiting arrangement with a coupling known, which connects a torsion bar in the case of release with a shaft by axial displacement.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine lastbegrenzende Anordnung mit einem Metallstab oder -draht als Widerstand gegen den Auszug so zu gestalten, dass nur eine Aktion ausgeführt werden muss, um im Bedarfsfall den Metallstab oder -draht an die Welle zu koppeln.It is therefore an object of the present invention to design a load-limiting arrangement with a metal rod or wire as resistance to the drawer so that only one action must be taken to couple the metal rod or wire to the shaft when needed.

Daher stellt die vorliegende Erfindung eine lastbegrenzende Anordnung zur Verwendung mit einem Fahrzeugsicherheitsgurt bereit, wobei die lastbegrenzende Anordnung eine drehbare Welle, einen Verbindungsmechanismus, ein verformbares Element und einen Sensor umfasst, wobei der Verbindungsmechanismus bei Empfang eines Signals von dem Sensor betätigbar ist, um einen Teil des verformbaren Elements an die Welle zur gemeinsamen Drehung mit der Welle in eine Auszugsrichtung zu koppeln, wobei das verformbare Element so konstruiert ist, dass es sich verformt, wenn es an die Welle gekoppelt ist, während sich die Welle in die Auszugsrichtung dreht, um einem Auszug des Sicherheitsgurtes Widerstand entgegenzusetzen. Das verformbare Element umfasst einen länglichen Metallstab oder -draht, der so montiert ist, dass er durch einen gewundenen Pfad gezogen wird, wenn er an die Welle gekoppelt ist, während sich die Welle in die Auszugsrichtung dreht. Das verformbare Element ist mit einem Rotor verbunden oder umfasst einen solchen, wobei der Verbindungsmechanismus betätigbar ist, um den Rotor mit der Welle zur gemeinsamen Drehung mit der Welle zu verbinden. Die Welle umfasst mehrere periphere Zähne und der Verbindungsmechanismus umfasst wenigstens ein Verriegelungselement, wobei das oder jedes Verriegelungselement abhängig von dem Signal aus einer Freigabeposition, in der es im Wesentlichen von den Zähnen getrennt ist, in eine Verriegelungsposition, in der es mit den Zähnen in Eignriff steht, bewegbar ist, wobei das oder jedes Verriegelungselement in der Verriegelungsposition auch mit dem Rotor in Eingriff steht.Therefore, the present invention provides a load limiting arrangement for use with a vehicle seat belt, the load limiting arrangement comprising a rotatable shaft, a linkage mechanism, a deformable member and a sensor, which linkage mechanism is operable to receive a portion upon receipt of a signal from the sensor coupling the deformable member to the shaft for common rotation with the shaft in a pull-out direction, the deformable member being constructed to deform when coupled to the shaft as the shaft rotates in the extension direction Excerpt from the seat belt resistance. The deformable member includes an elongated metal rod or wire mounted to be pulled through a tortuous path when coupled to the shaft as the shaft rotates in the extension direction. The deformable element is connected to or comprises a rotor, wherein the connection mechanism is actuatable, to connect the rotor to the shaft for common rotation with the shaft. The shaft includes a plurality of peripheral teeth, and the connecting mechanism includes at least one locking element, the or each locking element being in a locking position in response to the signal from a release position where it is substantially separated from the teeth is, is movable, wherein the or each locking element in the locking position is also engaged with the rotor.

Vorzugsweise ist der Sensor so konstruiert, dass er das Signal abhängig davon erzeugt, ob die Auszugsgeschwindigkeit des Sicherheitsgurtes ein Aktivierungskriterium erfüllt.Preferably, the sensor is constructed to generate the signal depending on whether the safety belt pull-out speed meets an activation criterion.

Vorzugsweise ist der Sensor so konstruiert, dass er die Drehzahl der Welle erfasst.Preferably, the sensor is designed to detect the rotational speed of the shaft.

Der Sensor ist zweckdienlich so konstruiert, dass er das Signal abhängig davon erzeugt, ob die Position eines Insassen, der den Sicherheitsgurt trägt, ein Aktivierungskriterium erfüllt.The sensor is conveniently designed to generate the signal depending on whether the position of an occupant wearing the seat belt meets an activation criterion.

Vorzugsweise ist der Sensor ein Distanzsensor.Preferably, the sensor is a distance sensor.

Der Sensor ist vorzugsweise ein Gewichtsverteilungssensor.The sensor is preferably a weight distribution sensor.

Das oder jedes Verriegelungselement wird vorzugsweise durch Drehen eines Betätigungsringes aus der Freigabeposition in die Verriegelungsposition bewegt.The or each locking element is preferably moved by rotating an actuating ring from the release position to the locking position.

Der Verbindungsmechanismus umfasst zweckdienlich ein Stellglied, das zur Betätigung des Mechanismus betätigbar ist.The connecting mechanism suitably comprises an actuator which is operable to actuate the mechanism.

Vorzugsweise ist das Stellglied zur Drehung des Betätigungsringes betätigbar.Preferably, the actuator is operable to rotate the actuating ring.

Das Stellglied umfasst vorzugsweise einen Gasgenerator.The actuator preferably comprises a gas generator.

Das Stellglied umfasst zweckdienlich einen Elektromagneten.The actuator expediently comprises an electromagnet.

Vorzugsweise umfasst die lastbegrenzende Anordnung des Weiteren ein energieabsorbierendes Torsionselement, das mit der Welle verbunden ist, um der Drehung der Welle in die Auszugsrichtung Widerstand zu leisten, bevor der Verbindungsmechanismus betätigt wird.Preferably, the load-limiting assembly further comprises an energy absorbing torsion member connected to the shaft to resist rotation of the shaft in the extension direction before the connection mechanism is actuated.

Vorzugsweise umfasst das Torsionselement einen Torsionsstab.Preferably, the torsion element comprises a torsion bar.

Für ein besseres Verständnis der Erfindung und eine höhere Wertschätzung ihrer Merkmale werden nun Ausführungsformen der Erfindung als Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:For a better understanding of the invention and a greater appreciation of its features, embodiments of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings of which:

1 eine schematische Schnittansicht durch eine lastbegrenzende Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die die Funktionsteile der Anordnung in ihren Ausgangspositionen vor der Betätigung der Anordnung zeigt; 1 Figure 3 is a schematic sectional view through a load-limiting assembly in accordance with the present invention showing the functional parts of the assembly in their initial positions prior to actuation of the assembly;

2 eine Ansicht ist, die im Allgemeinen jener von 1 entspricht, die aber die Funktionsteile der Anordnung in einer Anfangsstufe nach der Betätigung der Anordnung zeigt; 2 a view that is generally that of 1 but showing the functional parts of the assembly in an initial stage after the operation of the assembly;

3 eine Ansicht ist, die im Allgemeinen jener von 2 entspricht, die aber die Funktionsteile in einer weiteren Position bei einer folgenden Betätigungsstufe der Anordnung zeigt; 3 a view that is generally that of 2 corresponds, but which shows the functional parts in a further position at a subsequent actuation stage of the arrangement;

4 eine Ansicht ist, die im Allgemeinen Jener von 1 entspricht, die aber eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; 4 a view that is generally that of 1 but showing an alternative embodiment of the present invention;

5 das Verhältnis zwischen der Gurtkraft und dem Gurtauszug für einen ersten Betriebsmodus der lastbegrenzenden Anordnung der vorliegenden Erfindung zeigt; und 5 shows the relationship between the belt force and the belt pullout for a first mode of operation of the load-limiting assembly of the present invention; and

6 das Verhältnis zwischen der Gurtkraft und dem Gurtauszug für einen Zweiten Betriebsmodus der lastbegrenzenden Anordnung der vorliegenden Erfindung zeigt. 6 shows the relationship between the belt force and the belt pullout for a second mode of operation of the load-limiting assembly of the present invention.

Unter Betrachtung zunächst von 1 ist eine lastbegrenzende Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die zur Verwendung mit einem Fahrzeugsicherheitsgurt 1 geeignet ist. Ein Ende des Fahrzeugsicherheitsgurtes 1 ist auf eine drehbar angeordnete Welle 2 gewickelt, die an einem oder beiden Enden mehrere nach außen gerichtete periphere Zähne 3 trägt. Es sollte jedoch offensichtlich sein, dass, obwohl die Anordnung, die in 1 dargestellt ist, eine integrale Ausbildung der Zähne 3 um den Umfang der Welle 2 zeigt, die Zähne 3 auf einer separaten Komponente ausgebildet sein können, die ihrerseits mit der Welle 2 verbunden ist. Der wichtige Aspekt ist, dass die peripheren Zähne 3 mit der Welle 2 drehen.Considering first of 1 a load limiting arrangement according to the present invention is shown for use with a vehicle seat belt 1 suitable is. An end of the vehicle seat belt 1 is on a rotatably mounted shaft 2 wrapped, which at one or both ends of several outward-pointing peripheral teeth 3 wearing. However, it should be obvious that, although the arrangement in 1 is shown, an integral formation of the teeth 3 around the circumference of the shaft 2 shows the teeth 3 may be formed on a separate component, in turn, with the shaft 2 connected is. The important aspect is that the peripheral teeth 3 with the wave 2 rotate.

Die Welle 2 ist an einem Ende eines Torsionselements 4, wie eines Torsionsstabes, einer an sich bekannten Art befestigt. Ein typischer Torsionsstab 4, der zur Verwendung mit der Anordnung der vorliegenden Erfindung geeignet ist, ist aus einem relativ weichen Metall oder vielleicht sogar Kunststoffmaterial hergestellt, das plastisch verformbar ist, wenn eine Drehmomentlast auf den Torsionsstab ausgeübt wird, die dazu neigt, den Torsionsstab entlang seiner Längsachse 5 zu verdrehen. An seinem Ende, das jenem gegenüberliegt, das an der Welle 2 befestigt ist, ist der Torsionsstab 4 an einem feststehenden Teil der Struktur oder des Gehäuses der lastbegrenzenden Anordnung (nicht dargestellt) befestigt.The wave 2 is at one end of a torsion element 4 , As a torsion bar, fixed in a manner known per se. A typical torsion bar 4 that is suitable for use with the assembly of the present invention is made of a relatively soft metal or perhaps even plastic material that is plastically deformable when a torque load is applied to the torsion bar which tends to the torsion bar along its longitudinal axis 5 to twist. At its end, opposite to that on the wave 2 is attached, is the torsion bar 4 attached to a fixed part of the structure or housing of the load-limiting assembly (not shown).

Der Teil der Welle 2, der die Zähne 3 trägt (oder die Komponente mit den Verriegelungszähnen 3, die ihrerseits an der Welle 2 befestigt ist), ist in einer zentralen Bohrung 6 eines Rotors 7 aufgenommen. Die zentrale Bohrung 6 des Rotors 7 definiert eine innere Rotorfläche 8, die über ihren gesamten Verlauf eine kurze Strecke von den Zähnen 3 beabstandet ist. Die zentrale Bohrung 6 weist im Allgemeinen einen kreisförmigen Querschnitt auf, wie in 1 dargestellt, ist aber mit drei Vertiefungen 9 versehen, die in gleichem Abstand um die Bohrung 6 angeordnet sind. Jede Vertiefung 9 hat einen nach außen, im Allgemeinen tangential verlaufenden bogenförmigen Teil 10 und eine im Wesentlichen ebene Schulterfläche 11.The part of the wave 2 , the teeth 3 carries (or the component with the locking teeth 3 , in turn, to the wave 2 attached), is in a central bore 6 a rotor 7 added. The central hole 6 of the rotor 7 defines an inner rotor surface 8th which are a short distance from the teeth throughout their course 3 is spaced. The central hole 6 generally has a circular cross section, as in 1 but is three wells 9 provided equidistant around the bore 6 are arranged. Every well 9 has an outwardly, generally tangentially extending arcuate portion 10 and a substantially flat shoulder surface 11 ,

In jeder Vertiefung 9, die an dem Rotor 7 bereitgestellt ist, ist ein entsprechendes Verriegelungselement 12 aufgenommen, das die Form einer im Allgemeinen keilförmigen Klinke aufweist. Jedes Verriegelungselement 12 hat eine äußere bogenförmige Fläche, die gegen den inneren bogenförmigen Teil 10 einer entsprechenden Vertiefung 9 liegt, und hat eine radial gerichtete Endfläche, die mit einer entsprechenden Schulter 11 in Eingriff gelangt. Die innenfläche jedes Verriegelungselements 12 ist so gestaltet, dass sie sich an den Umfangsteil der Welle oder der Komponente, die die Zähne 3 trägt, anpasst, und ist mit mehreren komplementären Verriegelunszähnen versehen, die in die peripheren Zähne, die um die Welle 2 vorgesehen sind, in einer Weise eingreifen, die in der Folge ausführlicher beschrieben wird.In every well 9 attached to the rotor 7 is provided, is a corresponding locking element 12 taken in the form of a generally wedge-shaped pawl. Each locking element 12 has an outer arcuate surface which is opposed to the inner arcuate portion 10 a corresponding recess 9 lies, and has a radially directed end surface, with a corresponding shoulder 11 engaged. The inner surface of each locking element 12 is designed so that it attaches to the peripheral part of the shaft or the component that the teeth 3 carries, adapts, and is provided with a plurality of complementary locking teeth which extend into the peripheral teeth surrounding the shaft 2 are intended to intervene in a manner which will be described in more detail below.

Der Rotor 7 ist mit einem Ende eines länglichen verformbaren Elements 13 verbunden, das sich tangential von dem Rotor weg erstreckt und zwischen mehreren Rollen 14 verläuft, die zur Begrenzung eines gewundenen Pfades angeordnet sind, wodurch sie als ablenkscheibenartige Anordnung dienen.The rotor 7 is with one end of an elongated deformable element 13 connected tangentially away from the rotor and between a plurality of rollers 14 extends, which are arranged to limit a tortuous path, whereby they serve as a baffle-like arrangement.

Um die Welle 2 ist auch ein Betätigungsring 15 bereitgestellt, der neben dem Rotor 7 angeordnet ist. Der Betätigungsring 15 hat eine zentrale Bohrung 16 mit ähnlichem Profil wie jenes der Bohrung 6 des Rotors. Die zentrale Bohrung 16 des Betätigungsringes 15 hat jedoch einen etwas größeren Durchmesser als die Bohrung 6 des Rotors 7. Es ist daher erkennbar, dass die zentrale Bohrung 16 des Betätigungsringes 15 auch drei gleich beabstandete Vertiefungen 17 definiert (die am deutlichsten in 2 dargestellt sind, die eine andere Position des Betätigungsringes 15 in Bezug auf den Rotor 7 zeigt). Jede Vertiefung 17 der Bohrung 16 hat eine ähnliche Form wie die Vertiefungen 9, die in dem Rotor 7 ausgebildet sind, aber die Vertiefungen 17 in dem Betätigungsring 15 sind etwas ”seichter”. Die Vertiefungen 17 definieren jeweils eine kleine, radial verlaufende Schulter 18, die in der in 1 dargestellten Position jeweils mit einer entsprechenden Schulter 11 der Vertiefungen 9 ausgerichtet sind, die in dem Rotor 7 ausgebildet ist. In der Anfangsposition des Betätigungsringes 15, die in 1 dargestellt ist, greift jede Schulter 18 in die radial verlaufende Fläche eines entsprechenden Verriegelungselements 12.To the shaft 2 is also an actuating ring 15 provided next to the rotor 7 is arranged. The actuating ring 15 has a central hole 16 with a similar profile to that of the bore 6 of the rotor. The central hole 16 of the actuating ring 15 but has a slightly larger diameter than the bore 6 of the rotor 7 , It is therefore recognizable that the central bore 16 of the actuating ring 15 also three equally spaced wells 17 defined (most clearly in 2 are shown, which is another position of the actuating ring 15 in relation to the rotor 7 shows). Every well 17 the bore 16 has a similar shape as the wells 9 that in the rotor 7 are formed, but the wells 17 in the actuating ring 15 are a bit "shallower". The wells 17 each define a small, radially extending shoulder 18 in the in 1 shown position each with a corresponding shoulder 11 the wells 9 aligned in the rotor 7 is trained. In the initial position of the actuating ring 15 , in the 1 is shown, each shoulder engages 18 in the radially extending surface of a corresponding locking element 12 ,

Der Betätigungsring 15 trägt einen sich radial erstreckenden Betätigungsflansch 19.The actuating ring 15 carries a radially extending actuating flange 19 ,

Neben dem Betätigungsflansch 19 ist ein Stellglied 20 bereitgestellt. In der Anordnung, die in 1 bis 3 dargestellt ist, umfasst das Stellglied 20 einen Gasgenerator 21 mit einer pyrotechnischen Ladung 22 und einer Zündkapsel 23. Die Zündkapsel 23 ist elektrisch mit einem Sensor 24 verbunden, der eine von verschiedenen Formen aufweisen kann, wie in der Folge ausführlicher beschrieben ist.Beside the actuating flange 19 is an actuator 20 provided. In the arrangement in 1 to 3 is shown, the actuator comprises 20 a gas generator 21 with a pyrotechnic charge 22 and a primer 23 , The primer 23 is electric with a sensor 24 connected, which may have one of various forms, as described in more detail below.

Das Stellglied 20, das in 1 bis 3 dargestellt ist, enthält einen Kolben 25, der gleitend in einem Zylinder 26 aufgenommen ist. Der Zylinder 26 ist so ausgerichtet, dass seine Längsachse zu dem Betätigungsflansch 19 weist.The actuator 20 , this in 1 to 3 is shown, contains a piston 25 that sliding in a cylinder 26 is included. The cylinder 26 is aligned so that its longitudinal axis to the actuating flange 19 has.

In der in 1 dargestellten Position ist erkennbar, dass die drei Verriegelungselemente 12 alle mit Abstand zu den Zähnen 3 liegen, die um die Welle 2 bereitgestellt sind. Dies bedeutet, dass die Welle 2 frei drehen kann, um den Fahrzeugsicherheitsgurt 1 aufzuwickeln und einen Auszug des Fahrzeugsicherheitsgurtes 1 zu ermöglichen. Bei Ausübung einer vorbestimmten Last auf den Fahrzeugsicherheitsgurt 1 in die Auszugsrichtung (mit A in 1 dargestellt), wird der Torsionsstab 4 an die Welle 2 gekoppelt, wodurch dem Auszug des Fahrzeugsicherheitsgurtes 1 von der Welle 2 ein gewisser Widerstand entgegengesetzt und somit eine energieabsorbierende Funktion bereitgestellt wird, Unter bestimmten Umständen jedoch, wie in der Folge ausführlicher beschrieben wird, ist es wünschenswert, eine weitere kraftbegrenzende oder energieabsorbierende Funktion bereitzustellen, und daher kann unter solchen Umständen das verformbare Element 13 auch an die Welle 2 gekoppelt sein.In the in 1 shown position is evident that the three locking elements 12 all at a distance from the teeth 3 lie around the shaft 2 are provided. This means that the shaft 2 can freely rotate to the vehicle seat belt 1 to wind up and an excerpt of the vehicle seat belt 1 to enable. When a predetermined load is applied to the vehicle seat belt 1 in the extension direction (with A in 1 shown), the torsion bar 4 to the wave 2 coupled, making the excerpt of the vehicle seat belt 1 from the wave 2 However, under certain circumstances, as will be described in more detail below, it is desirable to provide another force limiting or energy absorbing function, and therefore, under some circumstances, the deformable element 13 also to the wave 2 be coupled.

Bei Empfang eines entsprechenden Signals vom Sensor 24 wird die Zündkapsel 23 angeregt, wodurch der Gasgenerator 21 betätigt wird. Die Erzeugung eines hohen Gasvolumens in dem Zylinder 26 presst den Kolben 25 zu dem Betätigungsflansch 19, so dass der Kolben 25 auf den Betätigungsflansch 19 trifft, wodurch der Betätigungsring 15 in eine Drehung relativ zu dem Rotor 7 versetzt wird. Diese Drehung des Betätigungsringes 15 ist in 2 dargestellt, aus der erkennbar ist, dass die Verriegelungselemente 12 auch in eine Drehung um die Welle 2 versetzt werden, da die radialen Flansche 18 des Betätigungsringes 15 mit entsprechenden Verriegelungselementen 12 in Eingriff gelangen. Da die Verriegelungselemente 12 jedoch auch gegen, die bogenförmigen Teile 10 der Vertiefungen 9 liegen, die in dem Rotor 7 bereitgestellt sind (die in dieser Betätigungsstufe noch stillsteht), werden die Verriegelungselemente 12 nach innen zu den Zähnen 3 getrieben, während sie um die Welle 2 drehen. Daher kommt es zu einem Punkt, an dem die Verriegelungszähne, die an den Innenflächen der Verriegelungselemente 12 bereitgestellt sind, mit den Zähnen 3, die um den Umfang der Welle 2 bereitgestellt sind, in Eingriff gelangen und verzahnen. Angesichts der Tatsache, dass die Zähne 3 jeweils mit den bogenförmigen Teilen 10 der Vertiefungen 9 in Eingriff stehen, die in dem Rotor 7 bereitstellt sind, ist klar, dass, wenn die Verriegelungselemente 12 mit den Zähnen 3, die um die Welle bereitgestellt sind, in Eingriff gelangen, der Rotor 7 effektiv an die Welle 2 gekoppelt oder gekeilt wird. Ein weiterer Auszug des Sicherheitsgurtes 1 von der Spule 2 versetzt somit den Rotor 7 in Drehung (wie in 3 dargestellt), wodurch das längliche verformbare Element 13 durch den gewundenen Pfad gezogen wird, der durch die Rollen 14 definiert ist. Dadurch wird das verformbare Element 13 plastisch verformt, wodurch eine weitere Energieabsorption oder lastbegrenzende Wirkung erreicht wird, die dazu neigt, einem weiteren Auszug des Fahrzeugsicherheitsgurtes 1 von der Welle 2 Widerstand zu leisten.When receiving a corresponding signal from the sensor 24 becomes the primer 23 stimulated, causing the gas generator 21 is pressed. The generation of a high volume of gas in the cylinder 26 presses the piston 25 to the actuation flange 19 so that the piston 25 on the actuation flange 19 meets, causing the actuating ring 15 in a rotation relative to the rotor 7 is offset. This rotation of the actuating ring 15 is in 2 shown off it can be seen that the locking elements 12 also in a rotation around the shaft 2 be offset because the radial flanges 18 of the actuating ring 15 with corresponding locking elements 12 engage. Because the locking elements 12 but also against, the arcuate parts 10 the wells 9 lie in the rotor 7 are provided (which still stands still in this stage), the locking elements 12 inside to the teeth 3 while being driven around the shaft 2 rotate. Therefore, it comes to a point where the locking teeth on the inner surfaces of the locking elements 12 are provided with the teeth 3 around the circumference of the shaft 2 are deployed, engage and interlock. Given the fact that the teeth 3 each with the arcuate parts 10 the wells 9 engaged in the rotor 7 are clear, that when the locking elements 12 with the teeth 3 , which are provided around the shaft, engage the rotor 7 effectively to the wave 2 coupled or wedged. Another extract of the safety belt 1 from the coil 2 thus displaces the rotor 7 in rotation (as in 3 represented), whereby the elongated deformable element 13 pulled through the winding path that runs through the rollers 14 is defined. This will make the deformable element 13 plastically deformed, whereby a further energy absorption or load-limiting effect is achieved, which tends to another extract of the vehicle seat belt 1 from the wave 2 To resist.

Aus dem Vorhergesagten sollte daher offensichtlich sein, dass die lastbegrenzende Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht, dass das verformbare Element 13 selektiv an die Welle 2 gekoppelt wird, um eine weitere lastbegrenzende Wirkung zusätzlich zu jener bereitzustellen, die durch den Torsionsstab 4 erzielt wird.It should therefore be apparent from the foregoing that the load limiting arrangement according to the present invention allows the deformable element 13 selectively to the shaft 2 coupled to provide a further load-limiting effect in addition to that provided by the torsion bar 4 is achieved.

4 zeigt eine alternative Ausführungsform der zuvor beschriebenen lastbegrenzenden Anordnung, in welcher der Kolben 25, anstatt durch einen Gasgenerator zu dem Betätigungsflansch 19 getrieben zu werden, durch einen Elektromagneten 27, der bei Empfang eines entsprechenden Signals von dem Sensor 24 erregt wird, zu dem Betätigungsflansch 19 getrieben wird. In anderer Hinsicht ist die Anordnung von 4 mit Jener, die in 1 bis 3 dargestellt ist, identisch. 4 shows an alternative embodiment of the load-limiting arrangement described above, in which the piston 25 instead of through a gas generator to the actuation flange 19 to be driven by an electromagnet 27 upon receipt of a corresponding signal from the sensor 24 is energized, to the actuating flange 19 is driven. In other respects, the arrangement of 4 with those who are in 1 to 3 is shown identical.

In einer vorgeschlagenen Ausführungsform der lastbegrenzenden Anordnung kann der Sensor 24 die Form eines Distanzsensors oder eines Gewichtsverteilungssensors oder einer Kombination der beiden aufweisen. Wenn ein Distanzsensor verwendet wird, kann er eine Laser- oder Radaranordnung umfassen und ist so gestaltet, dass er die Distanz zwischen einem Insassen, der den Sicherheitsgurt trägt, und einem feststehenden Teil des Kraftfahrzeuges misst, wie zum Beispiel dem Lenkrad oder Armaturenbrett. Die Position des Insassen in bezug auf den feststehenden Teil des Fahrzeuges wird mit einem Aktivierungskriterium verglichen, dass eine Funktion der Geschwindigkeit und des Gewichts des Fahrzeuges und des Gewichts des Insassen sein kann. Wenn das Aktivierungskriterium erfühlt ist (zum Beispiel, wenn sich der Körper des Insassen ausreichend nahe beim Armaturenbrett oder Lenkrad befindet), erzeugt der Sensor ein Aktivierungssignal.In a proposed embodiment of the load-limiting arrangement, the sensor 24 have the form of a distance sensor or a weight distribution sensor or a combination of the two. When used, a distance sensor may include a laser or radar assembly and is configured to measure the distance between an occupant wearing the seatbelt and a stationary part of the vehicle, such as the steering wheel or instrument panel. The position of the occupant with respect to the stationary part of the vehicle is compared to an activation criterion that may be a function of the speed and weight of the vehicle and the weight of the occupant. When the activation criterion is felt (for example, when the occupant's body is sufficiently close to the dashboard or steering wheel), the sensor generates an activation signal.

In einer solchen Anordnung wird angenommen, dass das verformbare Element 13 nur dann an die Welle 2 gekoppelt wird, um seine zusätzliche lastbegrenzende Wirkung bereitzustellen, wenn der Sensor 24 das Betätigungssignal erzeugt, das zum Beispiel anzeigt, dass der Fahrzeugsicherheitsgurt 1 einen Insassen mit einem Gewicht hält, das als zu hoch erachtet wird, um unter der Wirkung nur des Torsionsstabes 4 sicher zurückgehalten zu werden. Unter solchen Umständen wird das verformbare Element 13 mit der Welle 2 gekoppelt, um eine zusätzliche lastbegrenzende Wirkung bereitzustellen, wodurch der gesamte Energieabsorptionswert erhöht und der Sitzinsasse sicher zurückgehalten wird.In such an arrangement, it is assumed that the deformable element 13 only then to the wave 2 is coupled to provide its additional load-limiting effect when the sensor 24 generates the actuation signal indicating, for example, that the vehicle seat belt 1 holding an occupant with a weight considered too high to be under the action of only the torsion bar 4 sure to be held back. In such circumstances, the deformable element becomes 13 with the wave 2 coupled to provide an additional load-limiting effect, whereby the total energy absorption value is increased and the seat occupant is securely restrained.

5 zeigt eine erste Kurve 30 der Spannung in dem Fahrzeugsicherheitsgurt oder der ”Gurtkraft”, gegenüber dem Ausmaß des Sicherheitsgurtauszuges unter der energieabsorbierenden Wirkung nur des Torsionsstabes 4. Die Kurve 31 zeigt den zusätzlichen Energieabsorptionsbeitrag nach der Betätigung der zuvor beschriebenen Anordnungen. 5 shows a first curve 30 the tension in the vehicle seat belt or the "belt force" versus the extent of the safety belt pullout under the energy absorbing effect of only the torsion bar 4 , The curve 31 shows the additional energy absorption contribution after the actuation of the previously described arrangements.

In anderen Anordnungen jedoch kann es angemessen sein, den Betätigungsmechanismus 20 zu zünden, um das verformbare Element 13 an die Welle 2 zu koppeln, wenn der Auszug des Fahrzeugsicherheitsgurtes 1 von der Welle 2 ein Aktivierungskriterium erfüllt (wie die Überschreitung einer vorbestimmten Grenzgeschwindigkeit). In einer solchen Anordnung kann der Sensor 24 daher die Form eines Geschwindigkeitssensors aufweisen, der ein Betätigungssignal erzeugt, warm erfasst wird, dass die Drehzahl der Welle 2 ein Aktivierungskriterium erfüllt.In other arrangements, however, it may be appropriate to use the actuating mechanism 20 to ignite to the deformable element 13 to the wave 2 to pair when the excerpt of the vehicle seat belt 1 from the wave 2 fulfills an activation criterion (such as exceeding a predetermined limit speed). In such an arrangement, the sensor 24 therefore, have the form of a speed sensor which generates an actuation signal, is warmly detected that the rotational speed of the shaft 2 meets an activation criterion.

6 zeigt eine Kurve der Gurtkraft gegenüber einem Gurtauszug für den Betrieb der lastbegrenzenden Anordnung mit einem die Auszugsgeschwindigkeit erfassenden Sensor 24. Aus 6 ist erkennbar, dass während einer Anfangsperiode 32 des Sicherheitsgurtauszuges der Torsionsstab 4 einen ersten Energieabsorptionswert liefert. Die Energieabsorption, die durch den Torsionsstab 4 bereitgestellt wird, fällt dann plötzlich bei Punkt 33 ab und fährt mit einem konstanten Wert 34 über eine weitere Auszugsperiode fort. Diese Energieabsorptionseigenschaften sind für einen Zweistufen-Torsionsstab einer an sich bekannten Art typisch, der für ein anfänglich hohes Maß an Energieabsorption sorgt, auf das ein zweites, geringeres Maß an Energieabsorption folgt. Wenn der Geschwindigkeitssensor 24 jedoch danach feststellt, dass die Drehzahl der Welle 2 in die Auszugsrichtung einen sicheren vorbestimmten Grenzwert überschreitet (mit dem möglichen Ergebnis, dass sich der Insasse so rasch bewegt, dass er das Lenkrad oder Armaturenbrett eines Kraftfahrzeuges erreicht), erzeugt der Sensor 24 sein Betätigungssignal bei Punkt 35, das die Einleitung des sekundären Energieabsorptionsbeitrages des verformbaren Elements 13 bewirkt. Aus 6 ist ersichtlich, dass der Energieabsorptionsbeitrag von dem verformbaren Element 13 (bei 36) gleichmäßig zunimmt, während der Fahrzeugsicherheitsgurt weiter ausgezogen wird. Diese Art von Eigenschaft kann zum Beispiel durch ein konisch zulaufendes, verformbares Element 13 bereitgestellt werden, das so gestaltet ist, dass es eine progressiv zunehmende Energieabsorptionsfunktion bereitstellt, während es durch den gewundenen Pfad gezogen wird, der durch die Roller 14 definiert ist. 6 shows a curve of the belt force against a belt pullout for the operation of the load-limiting arrangement with a pull-speed detecting sensor 24 , Out 6 it can be seen that during an initial period 32 of the safety belt pullout of the torsion bar 4 provides a first energy absorption value. The energy absorption by the torsion bar 4 is suddenly dropped at a point 33 off and goes to a constant value 34 continued for a further extension period. These energy absorption characteristics are typical of a two-stage torsion bar of a per se known type which provides an initial high level of energy absorption followed by a second, lower level of energy absorption. When the speed sensor 24 however afterwards it determines that the speed of the shaft 2 in the extension direction exceeds a safe predetermined limit (with the possible result that the occupant moves so fast that he reaches the steering wheel or dashboard of a motor vehicle), the sensor generates 24 its actuating signal at point 35 that is the initiation of the secondary energy absorption contribution of the deformable element 13 causes. Out 6 It can be seen that the energy absorption contribution from the deformable element 13 (at 36 ) increases evenly as the vehicle seat belt is extended further. This type of property can be achieved, for example, by a tapered, deformable element 13 which is designed to provide a progressively increasing energy absorption function as it is being pulled through the tortuous path created by the scooters 14 is defined.

In der vorliegenden Beschreibung bedeutet ”umfasst” ”enthält oder besteht aus” und ”umfassend” bedeutet ”enthaltend oder bestehend aus”.In the present specification, "comprising" means "contains or consists of" and "comprising" means "containing or consisting of".

Claims

Load limiting arrangement for use with a vehicle seat belt ( 1 ), wherein the load-limiting arrangement a rotatable shaft ( 2 ), a connection mechanism, a deformable element ( 13 ) and a sensor ( 24 ), wherein the connection mechanism upon receipt of a signal from the sensor ( 24 ) is operable to form part of the deformable element ( 13 ) to the shaft ( 2 ) for common rotation with the shaft ( 2 ) in a pull-out direction, wherein the deformable element ( 13 ) is designed so that it deforms when it hits the shaft ( 2 ) is coupled while the shaft ( 2 ) in the extension direction to an extract of the seat belt ( 1 ) Resistance, wherein the deformable element ( 13 ) comprises an elongated metal rod or wire which is mounted to be pulled through a tortuous path as it contacts the shaft ( 2 ) is coupled while the shaft ( 2 ) rotates in the extension direction and the deformable element ( 13 ) with a rotor ( 7 ), or wherein the connection mechanism is operable to move the rotor 7 ) with the wave ( 2 ) for common rotation with the shaft ( 2 ), the shaft ( 2 ) several peripheral teeth ( 3 ) and the connecting mechanism comprises at least one locking element ( 12 ), wherein the or each locking element ( 12 ) depending on the signal from a release position in which it is from the teeth ( 3 ) is in a locking position in which it with the teeth ( 3 ) is movable, wherein the or each locking element ( 12 ) in the locking position also with the rotor ( 7 ) is engaged.

Load limiting arrangement according to claim 1, wherein the sensor ( 24 ) is designed so that it generates the signal depending on whether the pull-out speed of the seat belt ( 1 ) fulfills an activation criterion.

Load limiting arrangement according to claim 2, wherein the sensor ( 24 ) is designed so that it the speed of the shaft ( 2 ) detected.

Load limiting arrangement according to claim 1, wherein the sensor ( 24 ) is constructed so as to generate the signal depending on whether the position of an occupant wearing the seatbelt ( 1 ) fulfills an activation criterion.

Load limiting arrangement according to claim 4, wherein the sensor ( 24 ) is a distance sensor.

Load limiting arrangement according to claim 4, wherein the sensor ( 24 ) is a weight distribution sensor.

Load limiting assembly according to claim 1, wherein the or each locking element ( 12 ) by turning an actuating ring ( 15 ) is moved from the release position to the locking position.

Load limiting arrangement according to one of the preceding claims, wherein the connecting mechanism is an actuator ( 20 ) operable to actuate the mechanism.

Load limiting arrangement according to claim 8 as dependent on claim 7, wherein the actuator ( 20 ) for rotation of the actuating ring ( 15 ) is operable.

Load limiting arrangement according to claim 8 or 9, wherein the actuator ( 20 ) a gas generator ( 21 ).

Load limiting arrangement according to claim 8 or 9, wherein the actuator ( 20 ) comprises an electromagnet.

A load limiting assembly according to any one of the preceding claims, further comprising an energy absorbing torsion member (10). 4 ), that with the wave ( 2 ) is connected to the rotation of the shaft ( 2 ) in the extension direction before the connection mechanism is actuated.

A load-limiting assembly according to claim 12, wherein the torsion element comprises a torsion bar ( 4 ).