DE102006036339A1

DE102006036339A1 - Belt system for use in motor vehicles for safety belt systems, has belt roll and brake mechanism connected with belt roll for breaking circular motion of belt roll

Info

Publication number: DE102006036339A1
Application number: DE200610036339
Authority: DE
Inventors: Daniel LÜDICKE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-02-14

Abstract

The belt system (100) has a belt roll (120) and a brake mechanism (110) connected with the belt roll for breaking a circular motion of the belt roll. The brake mechanism has a turning member (130) connected firmly with the belt roll. The actuator (116) generates an actuating force and acts on a friction element (113) to bring the friction element in contact with the turning member for breaking a circular motion of the turning member. A counter bearing (112), on which the friction element is supported for receiving reaction forces, has a belt force limiting device (170). An independent claim is also included for a method for operating of a belt system.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gurtsystem und ein Verfahren zum Betreiben eines Gurtsystems.The The invention relates to a belt system and a method of operation a harness system.

Bisher zum Einsatz in Kraftfahrzeugen vorgesehene Sicherheitsgurtsysteme weisen üblicherweise eine drehbare Gurtrolle, auf die ein Gurtband gewickelt ist, sowie einen beispielsweise in Form einer Klinken-, Fliehkraft- oder Trägheitsvorrichtung ausgebildeten Mechanismus auf, der bei einem Unfall (Crashfall) für eine Blockierung oder Abbremsung der Gurtrolle oder des Gurtbands führt. Um durch das Sicherheitsgurtsystem verursachte Verletzungen zu minimieren, ist üblicherweise ein Gurtkraftbegrenzer vorgesehen. Gurtkraftbegrenzer sind in heutigen Systemen durch Torsionsstäbe realisiert, die sich bei einem Unfall in Folge der wirkenden Kräfte am Gurtband nach einer definierten Kennlinie verdrillen und somit Gurtband freigeben.So far Safety belt systems intended for use in motor vehicles usually a rotatable belt reel on which a webbing is wound, as well as a trained example in the form of a pawl, centrifugal or inertial device Mechanism in the event of an accident (crash) for a blockage or slowing down the belt reel or webbing. Around to minimize injuries caused by the safety belt system, is usually a Gurtkraftbegrenzer provided. Belt force limiters are in today's systems through torsion bars realized in an accident resulting from the forces acting on the webbing twist according to a defined characteristic and thus release belt.

Gemäß unveröffentlichtem Stand der Technik existieren neuere Systeme, bei denen elektromechanische Bremsen, meist Keilbremsen, als Gurtbremsen eingesetzt werden. Beispielsweise ist in der vorangemeldeten, zum Zeitpunkt der vorliegenden Anmeldung noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 041 101.0 A1 der Anmelderin ein adaptives Sicherheitsgurtsystem vorgeschlagen, das eine individuelle Steuerung/Regelung der im Crashfall von dem Gurtband auf einen Fahrzeuginsassen aufgebrachten Krafteinwirkung ermöglicht. Dieses Sicherheitsgurtsystem umfasst eine durch einen Aktuator (Elektromotor) betätigbare Bremsanordnung zur Abbremsung einer Bewegung des Gurtbands. Diese Bremsanordnung ist mit einer Anordnung zur Selbstverstärkung der vom Aktuator erzeugten Betätigungskraft ausgestattet. Weiterhin ist der Aktuator mit einer elektronischen Steuereinheit verbunden, die dazu eingerichtet ist, den Aktuator stabil zu regeln und die Keilbremsanordnung in Abhängigkeit mindestens eines gemessenen und/oder berechneten insassenspezifischen und/oder situationsspezifischen Parameters zu steuern und/oder zu regeln. Solche Parameter stellen beispielsweise das Gewicht eines Insassen, die Sitzposition des Insassen, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, einen Crashpuls bei einem Crash oder die Umgebungssituation charakterisierende Parameter (z. B. Temperatur, Straßenbeschaffenheit, Beschaffenheit eines Hindernisses) dar. In Abhängigkeit von einem oder mehreren dieser Parameter ermittelt die elektronische Steuereinheit beispielsweise eine zeitabhängige Sollkennlinie, gemäß derer der Vorgang der Abbremsung der Abwickelbewegung des Gurtbandes von der Gurtrolle gesteuert wird.According to the unpublished state of the art, there are newer systems in which electromechanical brakes, usually wedge brakes, are used as belt brakes. For example, in the previously filed, at the time of the present application not yet published German patent application DE 10 2005 041 101.0 A1 the applicant proposed an adaptive seat belt system, which allows individual control of the force applied in the event of a crash from the webbing to a vehicle occupant force. This safety belt system includes an actuatable by an actuator (electric motor) brake assembly for braking a movement of the webbing. This brake arrangement is equipped with an arrangement for self-amplification of the actuation force generated by the actuator. Furthermore, the actuator is connected to an electronic control unit that is configured to stably regulate the actuator and to control and / or regulate the wedge brake assembly as a function of at least one measured and / or calculated occupant-specific and / or situation-specific parameter. Such parameters represent, for example, the weight of an occupant, the seated position of the occupant, the speed of the motor vehicle, a crash pulse in the event of a crash, or parameters characterizing the surrounding situation (eg temperature, road condition, nature of an obstacle) This parameter determines the electronic control unit, for example, a time-dependent desired characteristic, according to which the process of decelerating the unwinding movement of the webbing is controlled by the belt reel.

Elektromechanische Gurtbremsen bieten die Möglichkeit, den Abbremsvorgang adaptiv und in Echtzeit zu regeln und damit die Krafteinwirkung auf den Insassen zu begrenzen. Bei Gurtbremsen ist es notwendig, dass sie auch im Fehlerfall, beispielsweise bei einem Stromausfall, ein Abbremsen des Gurts gewährleisten. Elektromechanische Gurtbremsen können diese Anforderung nicht immer erfüllen.electromechanical Belt brakes offer the possibility to regulate the deceleration process adaptively and in real time and thus the Limiting force on the occupant. For belt brakes is it is necessary that they also in case of error, for example at a Power failure, ensure braking of the belt. electromechanical Belt brakes can do not always meet this requirement.

Zur Behebung dieses Mangels wird in der vorangemeldeten, nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE 10 2005 045 114.4 der Anmelderin eine geregelte elektromechanisch zu betätigende Bremsvorrichtung angeben, die im Falle eines Stromausfalles stromlos eine Notbremsung auslöst. Die Bremsvorrichtung weist ein Bremselement auf, das mittels einer Übertragungsmechanik mit einem elektromechanischen Aktuator gekoppelt ist, wobei der Aktuator im Betrieb über die Übertragungsmechanik eine Betätigungskraft auf das Bremselement bewirkt. Das Bremselement ist zur Aufnahme von Reaktionskräften an einem Widerlager abgestützt. Zwischen dem Bremselement und dem Widerlager ist eine Selbstverstärkungs-Mechanik vorgesehen, durch die das Bremselement bei Betätigung zur Erzeugung einer Brems-Normalkraft gegen einen relativ zum Bremselement beweglichen Bremskörper gedrückt und durch die, zumindest in Bezug auf eine erste Bewegungsrichtung des Bremskörpers, eine selbst verstärkende Wirkung erzielt wird, indem die Brems-Normalkraft durch Nutzung der Brems-Reaktionskräfte verstärkt wird. Eine zusätzlich vorgesehene Notfallbremseinrichtung weist einen Energiespeichereinheit (Feder) auf und übt bei Ausfall des elektromechanischen Aktuators eine aus der Energiespeichereinheit gespeiste Betätigungskraft auf das Bremselement aus, durch die ein selbstverstärkender Bremsvorgang sicher eingeleitet wird. Eine derartige Bremse fällt im Fehlerfall in einen Blockadezustand, was zu erhöhten Krafteinwirkungen auf den Insassen bei einem Unfall führen kann. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die Bremse als Keilbremse mit einem von einer Feder beaufschlagten, an der Bremsscheibe anliegenden Zugkeil ausgebildet.To remedy this deficiency is in the previously filed, not previously published application DE 10 2005 045 114.4 Specify the applicant a regulated electromechanically actuated brake device, which triggers an emergency braking in the event of a power failure. The brake device has a brake element, which is coupled by means of a transmission mechanism with an electromechanical actuator, wherein the actuator causes an operating force on the brake element during operation via the transmission mechanism. The braking element is supported on an abutment to absorb reaction forces. Between the brake element and the abutment a self-energizing mechanism is provided, pressed by the braking element when actuated to generate a braking normal force against a brake element movable relative to the brake element and by, at least in relation to a first direction of movement of the brake body, a self-reinforcing Effect is achieved by the brake normal force is enhanced by using the braking reaction forces. An additionally provided emergency brake device has an energy storage unit (spring) and, in the event of failure of the electromechanical actuator, exerts an actuating force fed from the energy storage unit onto the brake element, by means of which a self-boosting braking operation is safely initiated. Such a brake falls in the event of a fault in a blockage condition, which can lead to increased forces acting on the occupants in an accident. According to a particularly preferred embodiment, the brake is designed as a wedge brake with a spring loaded by a spring, applied to the brake disc Zugkeil.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gurtsystem mit einer Gurtbremse und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Gurtsystems anzugeben, die einen Fahrzeuginsassen besser als bisher bei einem Unfall schützen und insbesondere auch bei einem Ausfall der Gurtbremse eine Gurtkraftbegrenzung ermöglichen.Of the The invention is therefore based on the object, a belt system with a Specify a belt brake and a method for operating such a belt system which protect a vehicle occupant better than before in an accident and especially in case of failure of the belt brake a belt force limit enable.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Gurtsystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Gurtsystems mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.These Task is solved by a belt system and a method for operating a belt system with the characteristics of the independent Claims. Advantageous embodiments will become apparent from the respective dependent claims and the following description.

Das Gurtsystem weist eine drehbare Gurtrolle und eine mit der Gurtrolle verbundene Bremsvorrichtung zur Abbremsung eine Drehbewegung der Gurtrolle auf. Die Bremsvorrichtung kann als elektromechanisch, hydraulisch, pneumatisch usw. zu betätigende Bremsvorrichtung ausgebildet sein. Sie weist ein drehfest mit der Gurtrolle verbindbares Drehglied, einen Aktuator, der eine Betätigungskraft erzeugt und auf wenigstens ein Reibelement wirkt, um das wenigstens eine Reibelement zur Abbremsung einer Drehbewegung des Drehglieds mit dem Drehglied in Eingriff zu bringen, und ein Widerlager, an dem das Reibelement zur Aufnahme von Reaktionskräften abgestützt ist, auf. Das Gurtsystem weist weiterhin eine Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung zum Bereitstellen einer Gurtkraftbegrenzung, insbesondere auch bei einem Ausfall der Bremsvorrichtung auf.The belt system has a rotatable belt reel and connected to the belt reel braking device for braking a rotational movement of the Gurtrolle on. The braking device can be designed as an electromechanical, hydraulic, pneumatic, etc. brake device to be actuated. It has a rotationally fixed connectable to the belt reel rotary member, an actuator which generates an actuating force and acts on at least one friction element to bring the at least one friction element for braking a rotational movement of the rotary member with the rotary member into engagement, and an abutment on which the Friction element is supported for receiving reaction forces on. The belt system further has a belt force limiting device for providing a belt force limitation, in particular even in the event of a failure of the brake device.

Zweckmäßigerweise wird ein Torsionsstab als Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung, insbesondere als Rückfallebene für eine elektromechanische Gurtbremse, bereitgestellt, was die genannten Vorteile eines geregelten Abbremsvorgangs im Normalbetrieb mit einer für den Insassen vorteilhaften Gurtkraftbegrenzung im Fehlerfall verbindet. Zum Aufbau und zur Funktionsweise einer elektromechanischen Gurtbremse sei auf die eingangs genannten Druckschriften explizit verwiesen.Conveniently, is a torsion bar as Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung, in particular as Fallback for one electromechanical belt brake, provided what is called Advantages of a controlled deceleration process in normal operation with a for the Inmates advantageous belt force limiting in case of failure links. For the construction and operation of an electromechanical belt brake be explicitly referred to the documents mentioned above.

Vorteilhafterweise weist ein Gurtsystem Umschaltmittel zum Umleiten der Gurtkraft auf die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung bei einem Ausfall der Bremsvorrichtung auf. Die Umschaltmittel stellen eine einfache Möglichkeit der Umschaltung bereit und können mechanisch, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch usw. ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung dauerhaft im Kraftfluss des Gurtsystems vorzusehen. Bei dieser Ausgestaltung stellt die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung ein oberes Gurtkraftniveau bereit. Ist eine Verminderung der auftretenden Gurtkraft erwünscht, erfolgt zusätzlich eine mittels der Bremsvorrichtung geregelte Gurtausgabe. Bei dieser Ausgestaltung besitzt die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung, beispielsweise ein Torsionsstab, zweckmäßigerweise eine sehr steife Kennlinie. Die Bremsvorrichtung sollte im Fehlerfall selbstschließend bzw. selbstblockierend ausgeführt sein. Auch eine Steuerung/Regelung der Gurtausgabe über den Gurtweg (Insassenflugweg) ist möglich.advantageously, has a belt system switching means for diverting the belt force the Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung in case of failure of the braking device on. The switching means provide a simple way of switching and can mechanically, electrically, hydraulically, pneumatically, etc. formed be. It is also possible the belt force limiting device permanently in the power flow of To provide belt system. In this embodiment, the Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung an upper belt force level ready. Is a reduction of occurring Belt force desired, additionally a controlled by the brake device belt output. At this Embodiment has the belt force limiting device, for example a torsion bar, conveniently a very stiff characteristic. The braking device should in case of error self-closing or executed self-blocking be. Also a control / regulation of the belt output over the Gurtweg (Inassenflugweg) is possible.

Zweckmäßigerweise umfassen die Umschaltmittel wenigstens einen Scherstift. Scherstifte sind mechanisch einfach zu realisieren und erweisen sich in der Handhabung als zuverlässig. Sie können beispielsweise durch einen Kraftstoß abgeschert werden, der bei einem Unfall auftritt, wenn der Insasse wegen einer ausgefallenen, blockierenden Bremsvorrichtung ruckartig in den Gurt fällt. Die Scherstifte werden zweckmäßigerweise so angeordnet, dass nach dem Abscheren eine Gurtkraftbegrenzung durch die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung bereitgestellt wird. Die Kennlinie der freigegebenen Bewegung wird von der Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung definiert. Es empfiehlt sich, dass das Kraftniveau, das zum Abscheren der Scherstifte notwendig ist, weit oberhalb des oberen Kraftniveaus liegt, das im Normalbetrieb auftreten kann. Dieses obere Kraftniveau könnte durch ein maximal definiertes Bremskraftniveau der Bremsvorrichtung definiert werden. Die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung wiederum kann eine beliebige Kennlinie mit einem beliebigen Kraftniveau zur Verfügung stellen.Conveniently, the switching means comprise at least one shear pin. Shear pins are mechanically easy to implement and prove in handling as reliable. You can, for example sheared off by an impulse, which occurs in an accident when the occupant is in need of a failed blocking braking device jerkily falls into the belt. The Shear pins are expediently arranged so that after shearing a Gurtkraftbegrenzung by the belt force limiting device is provided. The characteristic the released movement is defined by the belt force limiting device. It is recommended that the force level that is necessary to shear off the shear pins is necessary, is far above the upper force level, the can occur in normal operation. This upper strength level could be through defines a maximum defined braking force level of the braking device become. The belt force limiting device in turn can be any Provide characteristic curve with any force level.

Bevorzugterweise ist der Torsionsstab als Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung drehfest mit dem Drehglied und mit der Gurtrolle verbunden, wobei der wenigstens eine Scherstift zwischen dem Drehglied und der Gurtrolle angeordnet und dazu ausgebildet ist, bei einem Ausfall der Bremsvorrichtung abgeschert zu werden, um eine Drehbewegung der Gurtrolle gegenüber dem Drehglied freizugeben.preferably, the torsion bar is non-rotatable as Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung connected to the rotary member and the belt reel, wherein the at least arranged a shear pin between the rotary member and the belt reel and is adapted to, in case of failure of the braking device To be sheared off to a rotational movement of the Gurtrolle over the Release rotary member.

Ebenso bevorzugterweise ist der Torsionsstab als Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung drehfest mit dem Widerlager und mit einem Gehäuse verbunden, wobei der wenigstens eine Scherstift zwischen dem Widerlager und dem Gehäuse angeordnet und dazu ausgebildet ist, bei einem Ausfall der Bremsvorrichtung abgeschert zu werden, um eine Drehbewegung des Widerlagers gegenüber dem Gehäuse freizugeben. Das Gehäuse wird als fahrzeugfest betrachtet.As well Preferably, the torsion bar is a belt force limiting device rotatably connected to the abutment and connected to a housing, wherein the at least arranged a shear pin between the abutment and the housing and is adapted to, in case of failure of the braking device sheared off to a rotational movement of the abutment against the casing release. The housing is considered vehicle-proof.

Blockiert im Fehlerfall die Bremsvorrichtung, wird bei einem Unfall ein Kraftstoß auf die Scherstifte übertragen. Ist der Kraftstoß groß genug, können die Scherstifte abscheren und den Torsionsstab drehbar mit der Gurtrolle verbinden. Es handelt sich bei den beiden soeben beschriebenen Ausgestaltung um einfache aber dennoch besonders zuverlässige Weiterbildung eines Gurtsystems, bei dem eine Sicherheitsrückfallebene allein über mechanische, einfache und daher wenig fehleranfäl lige Mittel bereitgestellt wird. Es versteht sich, dass darüber hinaus auch andere Anordnungen des Torsionsstabs und des wenigstens einen Scherstifts möglich sind, um die erfindungsgemäße Lehre zu verwirklichen.blocked in case of failure, the braking device, an impact is on the accident Transfer shear pins. Is the impulse big enough, can Shear the shear pins and turn the torsion bar with the belt reel connect. These are the two embodiments just described to simple but nevertheless particularly reliable development of a harness system, where a safety fallback level alone over mechanical, simple and therefore little error-prone means is provided. It is understood that about it In addition, other arrangements of the torsion bar and at least a shear pin possible are the teaching of the invention to realize.

Es ist ebenso zweckmäßig, wenn die Umschaltmittel eine elektrisch betätigbare Kupplung umfassen. Die Art der Kupplung, d.h. im Ruhezustand offen oder im Ruhezustand geschlossen, richtet sich nach der Art der Bremsvorrichtung. Auch bei Bremsvorrichtungen existieren solche, die im Fehlerfall selbst öffnen, und solche, die im Fehlerfall selbst schließen. Beispielsweise kann bei einer selbstschließenden Bremsvorrichtung eine im Ruhezustand öffnende Kupplung zwischen der Gurtrolle und dem Drehglied oder zwischen dem Widerlager und dem Gehäuse vorgesehen sein, um bei einem Ausfall der Bremsvorrichtung, die dann selbsttätig schließt, selbsttätig zu öffnen, um eine Drehbewegung der Gurtrolle gegenüber dem Drehglied bzw. des Widerlagers gegenüber dem Gehäuse freizugeben. Die Drehbewegung der Gurtrolle bzw. des Widerlagers wird dann über die Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung am Gehäuse abgestützt.It is also expedient if the switching means comprise an electrically operable coupling. The type of clutch, ie open in the idle state or closed in the idle state, depends on the type of brake device. Even with braking devices exist those that open themselves in the event of a fault, and those that close themselves in case of failure. For example, may be provided in a self-closing brake device in the idle state opening between the belt reel and the rotary member or between the abutment and the housing to automatically open in case of failure of the braking device, which then automatically closes to a rotational movement of the Free belt reel against the rotary member or the abutment against the housing. The rotational movement of the belt reel or the abutment is then supported on the housing via the belt force limiting device.

Zweckmäßigerweise umfasst die elektrisch betätigbare Kupplung wenigstens einen Elektromagnet. Er kann beispielsweise mit dem Aktuator der Bremsvorrichtung derart verbunden sein, dass ein Ausfall des Aktuaors zum Schalten des Elektromagneten führt. Ein Elektromagnet ist einfach vorzusehen und erweist sich in der Praxis als robust und zuverlässig.Conveniently, includes the electrically operated Clutch at least one electromagnet. He can, for example be connected to the actuator of the braking device such that a failure of Aktuaors leads to switching of the electromagnet. One Electromagnet is easy to provide and proves itself in practice as robust and reliable.

Es ist vorteilhaft, wenn der Torsionsstab als Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung mittels des wenigstens einen Elektromagneten drehfest mit der Gurtrolle und mit dem Gehäuse verbindbar ist. Es handelt sich dabei um einfache Ausgestaltung eines Gurtsystems mit elektrisch betätigbaren Umschaltmitteln, die eine Sicherheitsrückfallebene bereitstellen.It is advantageous if the torsion bar as Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung by means of the at least one electromagnet rotatably with the belt reel and with the case is connectable. It is a simple design a belt system with electrically operated switching means, the one Security fallback provide.

Es ist besonders zweckmäßig, wenn ein Gurtsystem eine Keilanordnung zur Selbstverstärkung der von dem Aktuator erzeugten Betätigungskraft aufweist, die zwischen dem Aktuator und dem Drehglied vorgesehen ist. Mit einer selbstverstärkenden Keilbremse kann eine höhere Bremskraft bei einer kleineren Aktuatorkraft bereitgestellt werden, weshalb eine selbstverstärkende Keilbremse kleiner und leichter baut und damit kostengünstiger hergestellt und einfacher in einem Gurtsystem implementiert werden kann. Eine Keilbremse kann darüber hinaus auf einfache Weise als selbstschließende oder selbstöffnende Bremse ausgebildet werden, indem die Keile als Zug- oder Druckkeile mit entsprechendem Winkel ausgebildet werden und, soweit notwendig, eine Vorspannung vorgesehen wird. Eine Keilbremse ist z.B. in der DE 198 19 564 C2 beschrieben und aus vielen anderen Druckschriften hinreichend bekannt. Das Keilelement ist in der Regel so dimensioniert, dass der Tangens des Keilwinkels α etwa einem zu erwartenden Reibwert μ zwischen Reibglied und abzubremsendem Element entspricht. In diesem Idealfall wird das Keilelement weder in den Spalt hineingezogen noch aus diesem herausgedrückt, so dass die vom Aktuator aufzubringende Kraft gleich Null ist. Daneben sind Auslegungen als Zugkeil, bei der auf den Keil eine Zugkraft in Richtung des Spalts, und als Druckkeil, bei der auf den Keil eine Druckkraft aus Richtung des Spalts wirkt, möglich.It is particularly useful if a belt system has a wedge arrangement for self-reinforcement of the actuating force generated by the actuator, which is provided between the actuator and the rotary member. With a self-reinforcing wedge brake, a higher braking force can be provided with a smaller actuator force, which is why a self-reinforcing wedge brake builds smaller and lighter and thus can be produced more cost-effectively and easily implemented in a belt system. A wedge brake can also be formed in a simple manner as a self-closing or self-opening brake by the wedges are formed as tensile or compressive wedges with a corresponding angle and, if necessary, a bias is provided. A wedge brake is eg in the DE 198 19 564 C2 described and sufficiently known from many other documents. As a rule, the wedge element is dimensioned so that the tangent of the wedge angle α corresponds approximately to an expected coefficient of friction μ between the friction member and the element to be braked. In this ideal case, the wedge element is neither drawn into nor pressed out of the gap, so that the force to be applied by the actuator is zero. In addition, interpretations as a wedge, in which on the wedge a tensile force in the direction of the gap, and as a pressure wedge, acting on the wedge a compressive force from the direction of the gap, possible.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on embodiments schematically shown in the drawing and is below under Referring to the drawings described in detail.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Gurtsystems; und 1 shows a first embodiment of a harness system; and

2 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines Gurtsystems. 2 shows a second embodiment of a harness system.

In 1 ist eine erste Ausgestaltung eines Gurtsystems insgesamt mit 100 bezeichnet. Das Gurtsystem 100 weist ein Gehäuse 101 auf, das ein drehfestes Bezugssystem bildet und am Kraftfahrtzeug befestigt ist. Das Gurtsystem 100 weist weiterhin eine Bremsvorrichtung 110, eine drehbare Gurtrolle 120 sowie ein Drehglied 130 auf. Auf der Gurtrolle befindet sich ein teilweise aufgewickelter Gurt 140. Die Bremsvorrichtung 110 ist hier als selbstverstärkende Keilbremse ausgebildet. Bei einer selbstverstärkenden Keilbremse kann insbesondere durch eine vorhandene oder nicht vorhandene Vorspannung sowie durch die Ausgestaltung und die Art (Druckkeil oder Zugkeil) der Keile festgelegt werden, ob die Bremse im Fehlerfall selbst öffnet oder selbst schließt.In 1 is a first embodiment of a harness system with a total of 100 designated. The belt system 100 has a housing 101 on, which forms a non-rotatable reference system and is attached to the motor vehicle. The belt system 100 also has a braking device 110 , a rotating belt reel 120 and a rotary member 130 on. On the belt reel is a partially wound belt 140 , The brake device 110 is designed here as a self-reinforcing wedge brake. In a self-reinforcing wedge brake can be determined in particular by an existing or non-existent preload and by the design and the type (pressure wedge or pull wedge) of the wedges, whether the brake opens in case of failure itself or closes.

Die Bremsvorrichtung 110 weist eine Bremsscheibe 111 auf, die von beiden Seiten durch Reibbeläge 113 mit einer Normalkraft beaufschlagbar ist. Die Bremsscheibe 111 ist drehfest mit dem Drehglied 130 verbunden. Die Bremsvorrichtung 110 weist weiterhin ein Widerlager 112 (passive Keilscheibe), ein Rolllager 114 sowie eine Keilscheibe mit sektorförmigem Arm 115 auf, der von einem Motor 116 angetrieben wird.The brake device 110 has a brake disc 111 on, from both sides by friction linings 113 can be acted upon by a normal force. The brake disc 111 is non-rotatable with the rotary member 130 connected. The brake device 110 also has an abutment 112 (passive wedge disk), a rolling bearing 114 and a wedge disk with sector-shaped arm 115 on top of a motor 116 is driven.

Die Anordnung bestehend aus Gurtrolle 120, Drehglied 130 sowie Bremsscheibe 111 ist innerhalb des Gehäuses 101 an Lagern 150 um eine Drehachse A drehbar angeordnet. Zum Abbremsen dieser Anordnung wird die Keilscheibe 115 vom Motor 116 gedreht, wodurch aufgrund der Keilwirkung die Reibbeläge 113 an die Bremsscheibe 111 angedrückt werden.The arrangement consisting of belt reel 120 , Rotary member 130 as well as brake disc 111 is inside the case 101 at warehouses 150 rotatably arranged about a rotation axis A. To slow down this arrangement, the wedge disk 115 from the engine 116 rotated, which due to the wedge effect, the friction linings 113 to the brake disc 111 be pressed.

Die Gurtrolle 120 ist über einen oder mehrere Scherstifte 160 drehfest mit dem Drehglied 130 verbunden. Weiterhin ist ein Torsionsstab 170 als Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung drehfest mit der Gurtrolle 120 und mit dem Drehglied 130 verbunden.The belt roll 120 is over one or more shear pins 160 rotatably with the rotary member 130 connected. Furthermore, a torsion bar 170 as Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung rotatably with the belt reel 120 and with the rotary member 130 connected.

Die Bremsvorrichtung 110 ist derart ausgebildet, dass sie bei einem Fehlverhalten, wie z. B. einem Stromausfall oder Kontrollverlust des Motors 116 über die Keilscheibe 115, selbsttätig schließt und sicher blockiert. Sie ist dazu vorge spannt, so dass die Reibelemente 113 ständig an der Bremsscheibe 111 anliegen.The brake device 110 is designed so that it is in a misconduct, such. As a power failure or loss of control of the engine 116 over the wedge disk 115 , automatically closes and locks securely. It is biased so that the friction elements 113 constantly on the brake disc 111 issue.

Im Fehlerfall blockiert die Bremsvorrichtung 110 eine Drehbewegung des Drehglieds 130 sowie der Gurtrolle 120 gegenüber dem Gehäuse 101. Kommt es im folgenden zu einem Unfall, wird ein Insasse üblicherweise ruckartig in den angelegten Gurt 140 fallen, woraufhin ein Kraftstoß am Gurt entsteht. Der Kraftstoß wird über den Gurt 140, die Gurtrolle 120, den Scherstift 160, das Drehglied 130 sowie die Bremsvorrichtung 110 an das Gehäuse 101 übertragen. Der Scherstift ist derart ausgestaltet, dass er bei Erreichen eines vorbestimmten Kraftniveaus abschert und eine Drehbewegung der Gurtrolle 120 gegenüber dem Drehglied 130 freigibt. Die Gurtrolle 120 kann nun über den sich tordierenden Torsionsstab 170, der sich am blockierten Drehglied 130 und im weiteren gegen das Gehäuse 101 abstützt, drehen.In case of error, the brake device blocked 110 a rotational movement of the rotary member 130 as well as the belt roll 120 opposite the housing 101 , If there is an accident in the following, an occupant usually jerky in the belt 140 fall, whereupon a power surge arises on the belt. The power stroke is over the belt 140 , the belt roll 120 , the shear pin 160 , the rotary member 130 as well as the brake device 110 to the housing 101 transfer. The shear pin is designed such that it shears when reaching a predetermined level of force and a rotational movement of the belt reel 120 opposite the rotary member 130 releases. The belt roll 120 can now over the twisting torsion bar 170 who is on the blocked rotary link 130 and further against the housing 101 supports, turn.

Der Torsionsstab 170 kann auf diese Weise auch bei einem Ausfall (Blockierung) der Bremsvorrichtung 110 eine Gurtkraftbegrenzung bereitstellen, um Verletzungen des Insassen zu vermindern oder zu vermeiden.The torsion bar 170 can in this way even in case of failure (blocking) of the braking device 110 Provide a Gurtkraftbegrenzung to reduce injury to the occupant or avoid.

In 2 ist eine zweite Ausgestaltung 200 einer Gurtrolle abgebildet, bei der gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Bei der Ausführung gemäß 2 handelt es sich um eine Ausgestaltung eines Gurtsystems mit einer elektrisch betätigbaren Kupplung.In 2 is a second embodiment 200 a belt reel, in which the same elements are provided with the same reference numerals. In the execution according to 2 it is an embodiment of a belt system with an electrically actuated clutch.

Der Gurtsystem 200 weist wiederum eine Bremsvorrichtung 110' auf, die im Gegensatz zur Bremsvorrichtung 110 aus 1 selbstöffnend ausgestaltet ist.The belt system 200 in turn has a braking device 110 ' on, in contrast to the braking device 110 out 1 self-opening is designed.

Bei dem Gurtsystem 200 sind das Drehglied und die Gurtrolle als eine einstückige Gurtrolle 120' ausgebildet. Die Gurtrolle 120' weist an ihrer Innenseite eine konische Fläche 121 auf. Die konische Fläche 121 ist zum Zusammenwirken mit einer konischen Fläche 171 des Torsionsstabs 170 vorgesehen.In the belt system 200 Both the rotary member and the belt reel are a one-piece belt reel 120 ' educated. The belt roll 120 ' has on its inside a conical surface 121 on. The conical surface 121 is to interact with a conical surface 171 of the torsion bar 170 intended.

Die elektrisch betätigbare Kupplung ist als Elektromagnet 180 ausgebildet, der einen magnetischen Teil 172 des Torsionsstabs 170 anzieht, solange er mit Strom versorgt ist. Der Torsionsstab 170 wird von einer Feder 190 gegen das Gehäuse 101 abgestützt. Der Torsionsstab 170 ist weiterhin über eine Verbindung 173 drehfest aber axial verschiebbar mit dem Gehäuse 101 verbunden. Die Verbindung 173 ist derart ausgebildet, dass der Torsionsstab 170 entlang der Rotationsachse A verschiebbar bleibt. Die Verbindung 173 kann beispielsweise als Nut- und Feder- oder als Führung- und Stiftverbindung ausgebildet sein.The electrically actuated clutch is as an electromagnet 180 formed, which has a magnetic part 172 of the torsion bar 170 attracts while it is powered. The torsion bar 170 is from a spring 190 against the case 101 supported. The torsion bar 170 is still on a connection 173 rotatably but axially displaceable with the housing 101 connected. The connection 173 is formed such that the torsion bar 170 remains displaceable along the axis of rotation A. The connection 173 may be formed for example as a tongue and groove or as a guide and pin connection.

Kommt es zu einem Fehlerfall, öffnen sowohl die Bremsvorrichtung 110 als auch der Elektromagnet 180. In der Folge wird der Torsionsstab 170 von der Feder 190 vom Gehäuse 101 weg in Richtung der Gurtrolle 120' gedrückt. Schließlich berühren sich die beiden konischen Flächen 121 und 171 und stellen eine reibschlüssige Verbindung her. Fällt bei einem Unfall der Insasse in den Gurt 140, kann die wirkende Gurtkraft über die reibschlüssige Verbindung der konischen Flächen 121 und 171, den Torsionsstab 170 und die Verbindung 173 am Gehäuse 101 abgestützt werden. Der Torsionsstab stellt wiederum eine Gurtkraftbegrenzung bereit.If there is an error, open both the brake device 110 as well as the electromagnet 180 , As a result, the torsion bar 170 from the spring 190 from the case 101 away in the direction of the belt roll 120 ' pressed. Finally, the two conical surfaces touch 121 and 171 and make a frictional connection. In case of an accident, the occupant falls into the belt 140 , The acting belt force on the frictional connection of the conical surfaces 121 and 171 , the torsion bar 170 and the connection 173 on the housing 101 be supported. The torsion bar in turn provides a belt force limit.

Es versteht sich, dass in den dargestellten Figuren nur bevorzugte Ausführungsformen der Insassenrückhaltevorrichtung dargestellt sind. Daneben ist jede andere Ausführungsform, insbesondere durch Vorsehen anderer Gurtbremsen, denkbar, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen.It is understood that in the illustrated figures only preferred embodiments the occupant restraint device are shown. In addition, every other embodiment, in particular by Provide other belt brakes, conceivable, without the scope of this invention to leave.

100100: Gurtaufrollerretractor
101101: Gehäusecasing
110, 110'110 110 ': Bremsvorrichtungbraking device
111111: Bremsscheibebrake disc
112112: Widerlagerabutment
113113: Reibbelagfriction lining
114114: Rolllagerrolling bearings
115115: Keilscheibewedge disk
116116: Motorengine
120, 120'120 120 ': Gurtrollebelt roller
121121: konische Flächeconical area
130130: Drehgliedrotary member
140140: Gurtbelt
150150: Lagercamp
160160: Scherstiftshear pin
170170: Torsionsstabtorsion bar
171171: konische Flächeconical area
172172: magnetischer Teilmagnetic part
173173: Verbindungconnection
180180: Elektromagnetelectromagnet
190190: Federfeather
200200: Gurtaufrollerretractor
A, BA, B: Drehachsenrotational axes

Claims

Belt system ( 100 ; 200 ) with a rotatable belt reel ( 120 ; 120 ' ), one with the belt reel ( 120 ; 120 ' ) connected braking device ( 110 ; 110 ' ) for braking a rotational movement of the belt reel ( 120 ; 120 ' ), wherein the braking device ( 110 ; 110 ' ) rotatably with the belt reel ( 120 ; 120 ' ) connectable rotary member ( 130 ), an actuator ( 116 ) which generates an actuating force and at least one friction element ( 113 ) acts to at least one friction element ( 113 ) for braking a rotational movement of the rotary member ( 130 ) with the rotary member ( 130 ), and an abutment ( 112 ), on which the friction element ( 113 ) is supported for receiving reaction forces, and with a Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung ( 170 ) for providing a Gurtkraftbegrenzung in case of failure of the braking device ( 110 ; 110 ' ).

Belt system ( 100 ; 200 ) according to claim 1, characterized in that the Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung a Torsionsstab ( 170 ).

Belt system ( 100 ; 200 ) according to one of the preceding claims, characterized by switching means ( 160 ; 172 . 180 ) for redirecting the belt force to the belt force limiting device ( 170 ) in case of failure of the braking device ( 110 ; 110 ' ).

Belt system ( 100 ) according to claim 3, characterized in that the switching means at least one shear pin ( 160 ).

Belt system ( 100 ) according to claims 2 and 4, characterized in that the torsion bar ( 170 ) rotatably with the rotary member ( 130 ) and with the belt reel ( 120 ) is connectable, wherein the at least one shear pin ( 160 ) between the rotary member ( 130 ) and the belt reel ( 120 ) is arranged and is adapted, in case of failure of the braking device ( 110 ) are sheared off to allow a rotational movement of the belt reel ( 120 ) relative to the rotary member ( 130 ).

Belt system ( 100 ; 200 ) according to claims 2 and 4, characterized in that the torsion bar ( 170 ) rotatably with the abutment ( 112 ) and with a housing ( 101 ), wherein the at least one shear pin ( 160 ) between the abutment ( 112 ) and the housing ( 101 ) is arranged and is adapted, in case of failure of the braking device ( 110 ; 110 ' ) sheared to a rotational movement of the abutment ( 112 ) opposite the housing ( 101 ).

Belt system ( 200 ) according to claim 3, characterized in that the switching means an electrically actuated clutch ( 172 . 180 ).

Belt system ( 200 ) according to claim 2 and 7, characterized in that the electrically actuated clutch ( 172 . 180 ) at least one electromagnet ( 180 ).

Belt system ( 200 ) according to claim 8, characterized in that the torsion bar ( 170 ) by means of the at least one electromagnet ( 180 ) rotatably with the belt reel ( 120 ) and with the housing ( 101 ) is connectable.

Belt system ( 100 ; 200 ) according to one of the preceding claims, characterized by a wedge arrangement ( 112 . 114 . 115 ) for self-amplification of the actuator ( 116 ) generated actuating force between the actuator ( 116 ) and the rotary member ( 130 ).

Method for operating a belt system ( 100 ; 200 ) with a rotatable belt reel ( 120 ; 120 ' ) and one with the belt reel ( 120 ; 120 ' ) connected braking device ( 110 ; 110 ' ) for braking a rotational movement of the belt reel ( 120 ; 120 ' ) with a rotation with the belt reel ( 120 ; 120 ' ) connectable rotary member ( 130 ), an actuator ( 116 ) which generates an actuating force and at least one friction element ( 113 ) acts to at least one friction element ( 113 ) for braking a rotational movement of the rotary member ( 130 ) with the rotary member ( 130 ) and an abutment ( 112 ), on which the friction element ( 113 ) is supported for receiving reaction forces, wherein a belt force limiting device ( 170 ) for belt force limitation in case of failure of the braking device ( 110 ; 110 ' ) provided.

A method according to claim 11, characterized in that as Gurtkraftbegrenzungsvorrichtung a torsion bar ( 170 ) provided.