DE102008041510A1 - Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug - Google Patents

Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug Download PDF

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DE102008041510A1
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Willi Nagel
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gurtaufrolleinheit (10') mit mindestens einem Gurtband (12') und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul (14') mit einer auf einer Achse (16') drehbar gelagerten Spindel (18'), auf der das Gurtband (12') aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband (12') wirkende Kraft durch eine Torsionsstabeinheit (20') begrenzbar ist. Erfindungsgemäß umfasst die Torsionsstabeinheit (20') mindestens zwei im Wesentlichen koaxial zur Achse (16') der Spindel (18') angeordnete Torsionsstäbe (20a', 20b', 20c'), die über eine Antriebseinheit (22') mit der Spindel (18') des Aufrollmodus (14') einzeln koppelbar sind.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Gurtaufrolleinheit sowie einem Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit mindestens einer Gurtaufrolleinheit nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.
  • Bei einem Gurtsystem unterscheidet man je nach Anordnung unterschiedliche Arten, wie beispielsweise einen Beckengurt, einen Schräg-Schultergurt, einen Dreipunktgurt, einen 4- oder 6-Punkt Hosenträgergurt, einen Beltbag, einen Bag-in-Belt oder Kombinationen dieser Gurtsysteme.
  • Der Dreipunktgurt, der einen auch als Refraktor bezeichneten Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer und je nach Ausführungsform auch mit einem Gurtkraftbegrenzer umfasst, ist heute das am meisten verbaute Gurtsystem. Im Gegensatz hierzu ist der reine Beckengurt, wie man ihn heutzutage z. B. in Verkehrsflugzeugen findet, aus nahezu allen Fahrzeuganwendungen verschwunden und ist in der Regel durch den Dreipunktgurt ersetzt worden.
  • Beim Dreipunktgurt verläuft das Gurtband von einem Befestigungspunkt am Sitzgestell oder meistens vom Fahrzeugboden ausgehend über das Becken des Insassen. In der Schlosszunge befindet sich in heute typischen Ausführungsvarianten eine Öse in der das Gurtband umgelenkt wird und von da ab diagonal über die Brust des Insassen nach oben geführt wird. Durch einen Umlenkbeschlag, welcher sich in der Regel an der B-Säule befindet, wird das Gurtband nach unten zum Gurtaufroller oder auch Gurtautomat geführt. Alternativ findet man bei sitzintegrierten Gurtsystemen diesen Umlenkbeschlag auch im Sitz selbst integriert. Weiterhin werden alternative Gurtsysteme mit getrenntem Becken- und Schultergurt eingesetzt, d. h. diese beiden Gurtsegmente werden in Höhe der Gurtschlosszunge vernäht und jeweils von einem separaten Aufroller angesteuert. Diese Systeme werden als Dual-Spool-Refraktoren bezeichnet.
  • Für das Gurtband fordert man allgemein eine breite Form, um im Falle einer Kollision eine für den Insassen erträgliche Flächenpressung zu erhalten. Typischerweise besitzen die Gurtbänder eine Querschnittsbreite von ca. 50 mm. Darüber hinaus werden eine gute Bruch- und Rutschsicherheit und eine gute Umweltbeständigkeit gefordert. Diese Parameter sind in der ECE-Regelung Nr. 16 festgelegt. Der Sicherheitsgurt selbst besteht aus einem geflochtenen Garn, meistens aus Polyester. Alternative Entwicklungen verfolgen ein Bag-in-Belt bzw. Beltbag-Prinzip, bei dem ein gurtintegrierter Airbag enthalten ist, der nach Entfaltung beispielsweise eine Rollenform einnimmt und damit für eine noch idealere Flächenpressung auf den Körper des Insassen sorgen kann. Die Bruchfestigkeit eines Standardgurtes beträgt ungefähr 14.7 kN, dieser wird jedoch in der Praxis meist für Kräfte zwischen 25 kN und 30 kN ausgelegt.
  • Der im System integrierte Retraktor bzw. Gurtaufroller hat zur Aufgabe dem Insassen im Fahrbetrieb ein hohes Maß an Komfort zu bieten. Das auf einer Spule aufgewickelte Gurtband wird bei einer Vorwärtsbewegung des Insassen, gegen eine geringe Rückzugsfederkraft freigegeben. Hierbei beträgt die Kraft typischerweise 5 bis 10 N und wird durch eine im Retraktor verbaute, vorgespannte Feder zur Verfügung gestellt. Die Sperrung des Gurtbandes kann basierend auf den zwei nachfolgenden Prinzipien gesteuert werden.
  • Bei einem ersten Prinzip sorgt ein Kugelsensor bei einer der ECE-Regel 16 entsprechenden Fahrzeugverzögerung von mindestens 0.45 g oder bei einer Fahrzeugschräglage für eine Aktivierung des Sperrmechanismus. Dabei wird eine Stahlkugel in einer definierten Mulde ausgelenkt und sorgt für eine mechanische Sperrung. Bei einem zweiten Prinzip wird bei einem Auszug von 50 mm und einer gleichzeitigen Auszugsbeschleunigung von mehr als 0.8 g ebenfalls ein Sperrmechanismus aktiviert. Hierbei dient ein Feder-Masse-System als Sensorik, welches beispielsweise als Fliehkraftregler realisiert und im Gurtaufroller verbaut ist.
  • Da der Insasse bei einem Unfall möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt werden soll, wird typischerweise die überschüssige Gurtlose, die beispielsweise aufgrund von dicker Kleidung bzw. komfortbedingt entsteht, durch eine pyrotechnische Straffung nach Crashbeginn beseitigt. Neuerdings werden reversible elektromechanische Aktuatoren (EMA) als reversible Gurtstraffer eingesetzt, die in einer kritischen Fahrsituation aktiviert werden und somit ein Mehr an überflüssiger Gurtlose beseitigen, da sie vor dem Crash zum Einsatz kommen. Kommt es dennoch zu einer Kollision, wird zusätzlich die pyrotechnische Gurtstraffung aktiviert. Im Vergleich zur bisher bekannten pyrotechnischen Gurtstraffung läuft die elektromotorische Straffung in einem anderen Zeitbereich ab. So laufen die pyrotechnische Gurtstraffung beispielsweise innerhalb von ungefähr 10 ms und die elektromechanische Gurtstraffung innerhalb von ungefähr 200 ms ab. Generell können bei Gurtstraffung unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz kommen, wie z. B. mechanische Gurtstraffer, die über einen Energiespeicher aktiviert werden, pyrotechnische Straffer, Aufrollerstraffer, Langrohrstraffer und Kurzrohrstraffer, Kugelstraffer, Gurtstraffer mit Wankelprinzip und Aufrollerstraffer mit Zahnstange sowie Schlossstraffer und Endbeschlagsstraffer.
  • Durch die gezielte Ankopplung kann es zu sehr starken Belastungen für den Insassen vorwiegend im Kopf- und Thoraxbereich kommen. Diese Belastungsspitzen können zu teilweise schweren Verletzungen führen und sollen beispielsweise durch Gurtkraftbegrenzer reduziert werden. Hierbei basiert das Prinzip der Gurtkraftbegrenzung auf einer Freigabe des Gurtbandes ab einer bestimmten wirkenden Gurtbandkraft F von beispielsweise mehr als 3.0 bis 4.5 kN. Generell kann die Kraftbegrenzung durch mechanische Energiewandlungsprinzipien, wie beispielsweise durch Zerstörung, z. B. durch Reißnähte am Gurtband oder Reißbleche, oder durch Verformung, z. B. durch Torsionsstäbe im Aufroller, oder durch Reibung, z. B. durch Lamellenbremsen, teilweise auch mehrstufig erfolgen. Durch die beschriebenen Maßnahmen soll gewährleistet werden, dass die Energieaufnahme bei gleichbleibender Gurtkraft mittels zunehmender Vorverlagerung des Insassen erfolgt, d. h. dass der Frontairbag ab einem bestimmten Zeitpunkt beispielsweise nach einer Zeitspanne von ungefähr 40 bis 60 ms den Insassen vom Gurtsystem ”übernimmt”. Dabei soll die kinetische Energie des Insassen beim Crash möglichst günstig auf die Komponenten des Insassenschutzsystems und des Innenraums verteilt werden.
  • Die heute eingesetzten Systeme reduzieren die Gurtkraft beispielsweise über eine Mechanik auf Basis eines gekoppelten Torsionsstabs oder über eine Keilbremse. Beispielsweise sieht ein in der DE 296 22 181 U1 beschriebenes Verfahren eine Parallelschaltung von verschiedenen Torsionselementen vor. Dabei sind beispielsweise drei ineinander ange ordnete Torsionsstäbe vorgesehen, welche über eine Sperrscheibe kraftschlüssig verbunden sind. Die Kopplung geschieht dabei vom äußeren Ende her, wobei die axiale Verschiebung über eine Stellvorrichtung erfolgt, die stirnseitig am Gurtaufroller angekoppelt ist. Die Kopplung erfolgt unabhängig voneinander durch zündbare pyrotechnische Ladungen.
  • Aus der DE 295 16 628 U1 ist ein Gurtaufroller bekannt, der einen als Torsionsstab ausgebildeten Lastbegrenzer aufweist, welcher über einen Formschluss mit der Gurtspule und mit einer Blockiervorrichtung verbunden ist. Ein von einem Antrieb erzeugtes Drehmoment, dient zur Gurtstraffung und wird über eine Kupplung auf den Torsionsstab und damit auf die Gurtspule übertragen.
  • Aus der DE 298 21 801 U1 sind bei einer Gurtspule zwei Kraftbegrenzer vorgesehen, von denen der eine Kraftbegrenzer als Stahlband und der andere Kraftbegrenzer als Torsionsstab ausgebildet ist. Die beiden Kraftbegrenzer sind bei unbetätigter Kupplung parallelgeschaltet. Bei betätigter Kupplung wird bei einem auf die Gurtspule wirkenden Drehmoment eine Sollbruchstelle getrennt, so dass nur noch vom Torsionsstab eine Kraftbegrenzerwirkung ausgeübt wird.
  • Aus der DE 296 05 200 U1 ist ein Gurtaufroller mit einer Lastbegrenzungseinrichtung bekannt, die aus einem in der Achse der Gurtspule angeordneten Torsionsstab besteht. Der Torsionsstab besitzt einen axialen Fortsatz, an welchem ein Torsionsstab zur Übertragung eines von einem Linearstrafferantrieb erzeugten Drehmoments zur Leistungsstraffung des Gurtbands übertragen wird.
  • Ein weiterer Sicherheitsgurtaufroller ist in der DE 44 36 810 A1 vorgeschlagen, bei dem ein energieabsorbierendes Element als Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Dabei ist das Element in der Gurtspule angeordnet und mit einem Wellenstück der Gurtspule verbunden, derart, dass dies eine Drehung der Gurtspule aufgrund eines Gurtbandauszuges zulässt. Dabei nimmt das Absorptionselement die durch das Gurtband eingeleitete Energie auf und wirkt somit als Lastbegrenzer, da er die auf den Körper einwirkende Rückhaltekraft aufgrund seiner Energieabsorptionsfähigkeit begrenzt.
  • Die Lastbegrenzungssysteme auf Basis von Torsionselementen sind heutzutage die am weitest verbreiteten und eingesetzten Systeme. Die Gurtkraftbegrenzung erfolgt hierbei auf mechanische Art, indem das Torsionselement bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes eine Sollverformung durchführt. Die Kraftbegrenzung durch Torsionsstäbe wird jedoch bereits bei der Entwicklung entsprechend konstruktiv und materialbehaftet umgesetzt, d. h. die Systeme erlauben nur geringe Variationen in ihrem Begrenzungsniveau und weisen in Bezug auf das Material sehr geringe Toleranzen auf. Die Einstellungen der Charakteristik werden in Abstimmung mit dem Automobilhersteller und anderen Systemlieferanten ausgeführt und sind oft sehr aufwändig. Des Weiteren ist eine variable Gurtkraftbegrenzung in dem Sinne, dass sie an einen bestimmten Insassen anpassbar ist und damit eine Individualisierung des Systems erlaubt, nicht möglich. Dies liegt vornehmlich daran, dass bedingt durch die konstruktive Ausbildung die Kraftbegrenzung mehr oder weniger keine Abstufung und damit Variabilität erlaubt, sondern meist nur 1- oder 2-stufig ausgebildet werden kann. Hintergrund ist die relativ komplexe Kombination unterschiedlicher Torsionselemente und der damit verbundenen Anpassung der Torsionssteifigkeit um ein bestimmtes Kraftniveau zu erreichen. Die Kombination der unterschiedlichen Elemente erfordert entsprechende Stellelemente oder Kupplungen, welche die Konstruktion insgesamt aufwändig gestalten.
  • Die Auslegung des Systems erfolgt typischerweise auf Personen mit Durchschnittswerten in Körpergröße und Körpermasse sowie deren Sitzposition relativ zum Airbagmodul. Weiterhin ist das oberste Lastbegrenzungsniveau normalerweise an die biomechanischen Grenzwerte älterer Insassen angepasst und motiviert damit deutlich das Individualisierungspotenzial der gesamten Gurtkraftbegrenzung. Typischerweise definieren eben diese Größen eines älteren Menschen diesen Grenzwert, da sie sich an der Knochenstruktur einer 60jährigen Person ausrichten, welche in der Regel keine größeren Kraftniveaus im Schulter- und Thoraxbereich erträgt. Je nach Crashsituation und Insasse könnte jedoch ein erhöhtes Kraftniveau durchaus zugelassen werden, da jüngere Personen ein deutlich höheres Kraftniveau abbauen können.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine variable Lastbegrenzung erreichbar ist. Dabei sieht die Erfindung eine Gurtaufrolleinheit vor, welche mindestens ein Gurtband und mindestens ein korrespondierendes Aufrollmodul mit einer auf einer Achse drehbar gelagerten Spindel aufweist, auf der das Gurtband aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband wirkende Kraft durch eine Torsionsstabeinheit begrenzbar ist. Hierzu weist die Torsionsstabeinheit mindestens zwei im Wesentlichen koaxial zur Achse der Spindel angeordnete Torsionsstäbe auf, die über eine Antriebseinheit mit der Spindel des Aufrollmoduls einzeln koppelbar sind, wodurch in Abhängigkeit eines Steuersignals eine stufenweise variable Lastbegrenzung ermöglicht wird. Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit stellt über die kontinuierlich einstellbare Gurtkraftbegrenzung bzw. die einstellbaren und/oder schaltbaren Gurtkräfte in vorteilhafter Weise ein ideales Feld für die Individualisierung des Insassenschutzes zur Verfügung. Insgesamt können eine entsprechende Ansteuerung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit und deren Kraftbegrenzung in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Kollisionssituation und damit von der prognostizierten Crashschwere erfolgen.
  • Durch die mögliche Individualisierung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in Bezug auf Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden. So kann das Gurtkraftniveau bei leichtgewichtigen Insassen beispielsweise abgesenkt werden, um im Crashfall ein ausreichendes Gurtkraftniveau zur Aktivierung der Gurtkraftbegrenzung und dem damit verbundenen verlängerten Auszug des Gurtbandes zu bewirken. Dadurch können Kraftspitzen im Brust- und Kopfbereich und damit das Verletzungsrisiko auch für leichtgewichtige Insassen reduziert werden. Im Gegenzug kann die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit durch Erhöhen des Gurtkraftniveaus auch an sehr schweren Personen angepasst werden, um eine verfrühte Lösung der Kraftbegrenzung zu verhindern. Dies bewirkt, dass ein sehr schwerer Insasse nicht zu früh an den Airbag übergeben wird und kein Durchschlagen des Insassen erfolgt.
  • Darüber hinaus erfordert die Erfindung keine mehrstufigen pyrotechnisch gezündeten Kraftbegrenzer mehr. Damit kann eine andere Typklasseneinstufung der Fahrzeuge bei Versicherern und somit letztendlich eine Kostenreduktion für den Fahrzeughalter erfolgen. Weiterhin bietet die Erfindung den Vorteil, dass die im Steuergerät vorhandenen Zündkreise eingespart werden können, da aufgrund des Wegfalls einer pyrotechnischen Einrichtung, diese nicht mehr im Airbagsteuergerät berücksichtigt werden müssen. Damit führt die Erfindung zur Einsparung von Bauraum und Kosten für die Platine.
  • Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Gurtsystems für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug möglich.
  • Bevorzugt weist die Gurtaufrolleinheit eine ansteuerbare Koppeleinrichtung zur Kopplung der Torsionsstäbe mit der Spindel des Aufrollmoduls auf. In vorteilhafter Weise erfolgt hierdurch mit einem beweglichen Bauteil auf einem direkten und kurzen Weg eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Torsionsstabeinheit und der Spindel.
  • Vorzugsweise umfasst die Gurtaufrolleinheit eine Sensoreinheit zur Ansteuerung der Koppeleinrichtung. In vorteilhafter Weise kann eine Anpassung der Gurtaufrolleinheit an die von der Sensoreinheit erfassten Daten erfolgen, so dass eine Fehleinstellung erfolgreich verhindert wird. Durch die mögliche Individualisierung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in Bezug auf Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden.
  • In vorteilhafter Weise ist die Torsionsstabeinheit innerhalb der hohlen Spindel angeordnet. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine bauraumsparende Unterbringung der Torsionsstabeinheit. Gleichzeitig bewirkt die Anordnung der Torsionsstabeinheit in der Spindel eine Stabilisierung der Konstruktion der Gurtaufrolleinheit aufgrund der Materialpackungsdichte. Ebenfalls ist eine gute Abschirmung der Torsionsstabeinheit gegen äußere Störfaktoren bzw. Einflüsse gegeben.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit innerhalb oder außerhalb der Spindel angeordnet ist. Die Antriebseinheit ist dabei beispielsweise als Elektromotor ausgeführt, der innerhalb oder außerhalb in axialer Verlängerung angeordnet ist, so dass eine einfache Ansteuerung der Mechanik zur Lastbegrenzung erreicht wird. Das Resultat der Kopplung bzw. Entkopplung der Torsionsstäbe ist eine entsprechende Lastbegrenzung, welche durch die variable Parallelschaltung der Torsionsstäbe ermöglicht wird. Damit wird letztendlich eine kontrollierte Vorverlagerung des Insassen zugelassen und eine Optimierung des gesamten, beispielsweise aus Airbag, Gurt, Sitz bestehenden Rückhaltesystems unterstützt.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Antriebseinheit auf einer drehfest innerhalb der Spindel gelagerten Lagereinheit oder drehfest auf der Torsionsstabeinheit angeordnet ist. In vorteilhafter Weise wird hierdurch der vorgegebene Bauraum der Gurtaufrolleinheit genutzt. Die Antriebseinheit weist für die vorgesehene Funktion eine optimale Anordnung mit einem günstigen Kraftlinienverlauf auf.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Koppeleinrichtung ein in der Spindel angeordnetes Koppelelement und eine mit dem Koppelelement zusammenwirkende Koppelscheibe auf, die drehfest mit dem Aufrollmodul verbunden ist. Somit ergibt sich eine optimale Nutzung des in der Gurtaufrolleinheit vorhandenen Bauraums. Die derart angeordnete Antriebseinheit benötigt nur mehr einen geringen Verstellweg um die gewünschte Funktion zu erfüllen. Des Weiteren erfüllt die Koppelscheibe eine bauteilsparende Doppelfunktion, indem diese als kraftschlüssiges Verbindungselement und gleichzeitig als Abschlusselement für den Hohlraum der Spindel fungiert.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Koppeleinrichtung ein in der Spindel angeordnetes, spindelfestes Koppelelement und eine mit dem Koppelelement zusammenwirkende, fahrzeugfeste Koppeleinheit auf. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine kraftschlüssige Verbindung von Koppelelement und Aufrollmodul mit einer effektiven Übertragung der auftretenden Kräfte auf die Torsionsstäbe bei der Kopplung der Torsionsstäbe mit der Spindel.
  • Besonders vorteilhaft ist, dass die Einstellung der Kraft F außerhalb und/oder während eines Crashfalls in Abhängigkeit von Informationen über den Insassen, die Insassenposition, das Fahrzeugumfeld, einen Aufprall und/oder Fahrzeugdynamikgrößen erfolgt. Hierdurch können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden.
  • Ein bevorzugtes Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 umfasst mindestens eine Gurtaufrolleinheit mit mindestens einem Gurtband und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul mit einer auf einer Achse drehbar gelagerten Spindel, auf der das Gurtband aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband wirkende Kraft durch eine Torsionsstabeinheit begrenzbar ist, wobei die Torsionsstabeinheit mindestens zwei im Wesentlichen koaxial zur Achse der Spindel angeordnete Torsionsstäbe umfasst, die über eine Antriebseinheit mit der Spindel des Aufrollmoduls einzeln koppelbar sind. Das Gurtsystem ermöglicht in vorteilhafter Weise ein an Unfallsituation und Insassen bestmöglichst angepasstes Schutzsystem.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Gurtsystems für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit.
  • 2 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Längsschnitts einer erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer ersten Ausführungsform.
  • 3 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung eines Längsschnitts einer erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer zweiten Ausführungsform.
  • 4 zeigt eine vereinfachte schematische Darstellung einer Antriebseinheit mit einer Gewindespindel, wobei mechanische Anschläge für die Gewindespindel vorgesehen sind.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Strom-Wege-Diagramms der Antriebseinheit gemäß 4.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug 36 ein Sensorsystem 38, ein Steuersystem 44 und mindestens ein Rückhaltemittel, das eine Gurtaufrolleinheit 10 mit einem Aufrollmodul 14 und einem korrespondierenden Gurtband 12 umfasst. Das Sensorsystem 38 sensiert Informationen über einen Fahrzeuginnenraum, ein Fahrzeugumfeld, einen Aufprall und/oder Fahrzeugdynamikgrößen. Das Steuersystem 44 empfängt die erfassten Informationen vom Sensorsystem 38 und wertet die empfangenen Informationen zur Ermittlung einer aktuellen Fahrsituation aus, wobei das Steuersystem 44 die ermittelte aktuelle Fahrsituation dahingehend auswertet, ob eine Aktivierung des mindestens einen Rückhaltemittels erforderlich ist oder nicht. Die empfangenen Informationen über Fahrdynamikgrößen in Verbindung mit den Informationen aus dem Fahrzeugumfeld ermöglichen dem Steuersystem 44 eine vorausschauende Ansteuerung von reversiblen Rückhaltemitteln, wenn die Wahrscheinlichkeit für eine mögliche Kollision, wie beispielsweise einen Aufprall auf ein Hindernis, einen vorge gebenen Schwellwert übersteigt. Das Aufrollmodul 14 umfasst eine Antriebseinheit 22, eine Torsionsstabeinheit 20 mit mehreren Torsionsstäben, welche in 2 und 3 dargestellt sind, und eine Koppeleinrichtung 24, welche die Torsionsstäbe der Torsionsstabeinheit 20 bei Bedarf mit einer hier nicht dargestellten Spindel koppelt.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Rückhaltemittel als Gurtaufrolleinheit 10 mit mindestens einem Gurtband 12 und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul 14 ausgeführt, das in einer als Rahmen ausgebildeten Befestigungseinheit 46 gelagert ist, wobei natürlich auch weitere Rückhaltemittel wie beispielsweise Airbags und/oder eine Sitzaktuatorik vorhanden sein können. Bei dem Gurtband 12 kann es sich sowohl um ein Schultergurtband als auch um ein Beckengurtband handeln. In den nachfolgenden 2 und 3 ist beispielhaft eine Gurtaufrolleinheit 10', 10'' dargestellt, wobei im Fahrzeug 36 in der Regel mehrere Gurtaufrolleinheiten 10', 10'' angeordnet sind, da für jeden Gurt im Fahrzeug 36 eine solche erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit 10, 10', 10'' vorgesehen wird. Die Funktionsweise der Gurtaufrolleinheit 10 passt sich ohne Probleme in ein bestehendes Rückhaltesystemkonzept bestehend aus Sensorsystem 38, Steuersystem 44 und Rückhaltemittel 10, 12, 14 ein.
  • Das in der Befestigungseinheit 46 gelagerte Aufrollmodul 14 besitzt eine auf einer Achse drehbar gelagerte Spindel auf der das Gurtband 12 aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband 12 wirkende Kraft F durch eine Torsionsstabeinheit 20 begrenzt wird. Das Aufrollmodul 14 wirkt auf das korrespondierende Gurtband 12 ein, welches bei einer Kollision, wie beispielsweise einem Front-, Seiten- oder Heckcrash, einem Überschlag usw. eine entsprechende Rückhaltewirkung auf den Insassen ausübt. Eine nicht dargestellte Federeinheit treibt das Aufrollmodul 14 in Aufwickelrichtung an. Die Federeinheit ist mit der fahrzeugfesten Befestigungseinheit 46 fest verbunden. Die Federeinheit wirkt vorzugsweise über Lagerbolzen auf das Aufrollmodul 14 und/oder die Torsionsstabeinheit 20.
  • Um eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband 12 wirkende Kraft F zu begrenzen, umfasst die Torsionsstabeinheit 20 erfindungsgemäß mindestens zwei im Wesentlichen koaxial zur Achse der Spindel angeordnete Torsionsstäbe, die über eine Antriebseinheit 22 einzeln mit der Spindel koppelbar sind.
  • In den vorliegenden Ausführungsbeispielen gemäß 2 bzw. 3 sind vorzugsweise jeweils drei Torsionsstäbe 20a', 20a'', 20b', 20b'' und 20c', 20c'' vorgesehen, welche in einer hohlen Spindel 18', 18'' angeordnet sind. Die Torsionsstäbe 20a', 20a'', 20b', 20b'' und 20c', 20c'' sind konzentrisch in der Spindel 18', 18'' angeordnet, indem sich ein erster Torsionsstab 20a', 20a'' in einem zweiten, hohl ausgebildeten Torsionsstab 20b', 20b'' befindet, der wiederum in einem dritten, hohl ausgebildeten Torsionsstab 20c', 20c'' angeordnet ist. Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Torsionsstäbe 20a', 20b', und 20c' an einem Ende drehfest mit dem Aufrollmodul 14' verbunden, d. h. die Torsionsstäbe 20a', 20b' und 20c' bilden mit dem Aufrollmodul 14' ein Festlager 48'. An einem dem Festlager 48' gegenüberliegenden Ende bilden die Torsionsstäbe 20a', 20b' und 20c' mit dem Aufrollmodul 14' ein Loslager 50', welches eine Drehung des Aufrollmoduls 14' gegenüber dem von den Torsionsstäben 20a', 20b' und 20c' gebildeten Loslagerteil ermöglicht. An dem loslagerseitigen Ende weisen die Torsionsstäbe 20a', 20b' und 20c' senkrecht zu der Achse 16' der Spindel 18' verlaufende Kragen 52a', 52b', 52c' auf. Die Kragen 52a', 52b', 52c' werden in Nuten 54a', 54b', 54c' eines umlaufenden ringförmigen Koppelelementes 30' geführt.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 ist die Antriebseinheit 22' als Elektromotor ausgeführt, der als Gleichstrommotor vorgesehen ist. Die Antriebseinheit 22' ist hierbei innerhalb der hohlen Spindel 18' angeordnet, wobei auch eine Anordnung der Antriebseinheit 22' außerhalb der Spindel 18' vorstellbar wäre. Die Antriebseinheit 22' ist an einer drehfest in der Spindel 18' gelagerten Lagereinheit 28' befestigt und über eine vorzugsweise koaxial zur Achse 16' der Spindel 18' verlaufende Gewindespindel 56' mit einer Ankereinheit 58' verbunden, wobei es sich anstelle der Gewindespindel 56' auch um eine Zahnstange oder andere Antriebselemente handeln kann. Alternativ hierzu kann die Antriebseinheit 22' auch direkt auf der Torsionsstabeinheit 20' befestigt sein. Zusätzlich kann ein Positionssensor 68' vorgesehen sein, der eine Information darüber liefert, in welcher Position sich die Gewindespindel 56' befindet, welche eine mechanische Verbindung zwischen Antriebseinheit 22' und Ankereinheit 58' darstellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 deckt die Lagereinheit 28' den Hohlraum 60' der Spindel 18' am festlagerseitigen Ende ab. Die Ankereinheit 58' ist als Scheibe ausgeführt, welche koaxial zu der Achse 16' der Spindel 18' und in Richtung zum Loslager 50' verlaufende Zapfen 62' aufweist. Im Betrieb der Antriebseinheit 22' erfolgt eine Rotation der Gewindespindel 56' und damit eine Verschiebung der Ankereinheit 58' in Richtung der Achse 16' der Spindel 18', wobei die Ankereinheit 58' über eine Formschlussverbindung mit den Torsionsstäben 20a', 20b' und 20c' verbunden ist, indem die Zapfen 62' der Ankereinheit 58' hierbei die in den Nuten 54a', 54b', 54c' des Koppelelementes 30' verlaufende Kragen 52a', 52b', 52c' der Torsionsstäbe 20a', 20b' und 20c' durchgreifen. Abhängig von der Drehrichtung der Gewindespindel 56' werden die Torsionsstäbe 20a', 20b' und 20c' an die Spindel 18' des Aufrollmoduls 14' gekoppelt oder freigegeben.
  • Die Kopplung der Torsionsstäbe 20a', 20b' und 20c' mit der Spindel 18' erfolgt über eine ansteuerbare Koppeleinrichtung 24', welche das ringförmige, die Torsionsstäbe 20a', 20b' und 20c' umgreifende Koppelelement 30', welches drehfest in der Spindel 18' angeordnet ist, und eine mit dem Koppelelement 30' über eine Formschlussverbindung zusammenwirkende Koppelscheibe 32' umfasst, die drehfest mit dem Aufrollmodul 14' verbunden ist, so dass sie sich zusammen mit dem Aufrollmodul 14' in einem normalen Aufwickel- und Abwickelbetrieb um die Achse 16' der Spindel 18' mitdreht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 schließt die Koppelscheibe 32' den Hohlraum 60' der Spindel 18' am loslagerseitigen Ende ab. Die Formschlussverbindung ist im vorliegenden Ausrnhrungsbeispiel als Rastverbindung 64' ausgeführt, bei welcher eine Rastklinke 64a' in eine Rastverzahnung 64b' eingreifen kann, wobei die Rastverzahnung 64b' an der Koppelscheibe 32' und die Rastklinke 64a' an dem Koppelelement 30' vorgesehen ist. Die Betätigung der Koppeleinrichtung 24' wird von dem Steuersystem 44' in Abhängigkeit von den von einer Sensoreinheit 26' erfassten Daten gesteuert. Beim Auslösen der Koppeleinrichtung 24' erfolgt ein Eingriff der Rastklinke 64a' des Koppelelements 30' in die Rastverzahnung 64b' der Koppelscheibe 32', wodurch die Spindel 18' des Aufrollmoduls 14' mit mindestens einem Torsionsstab 20a', 20b' und 20c' am Weiterdrehen gehindert wird.
  • Erfolgt eine Ansteuerung der Antriebseinheit 22' durch das Steuersystem 44', so wird die Gewindespindel 56' durch die Antriebseinheit 22' axial bewegt. Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 sieht vor, dass zunächst eine Entkopplung des innersten, ersten Torsionsstabes 20a' und der Spindel 18' und anschließend eine Entkopplung des zweiten Torsionsstabes 20b' und danach des dritten Torsionsstabes 20c' erfolgt. D. h. je weiter die Ankereinheit 58' über die Gewindespindel 18' von der Antriebseinheit 22' in Richtung des Festlagers 48' bewegt wird, umso geringer wird die stufenweise Lastbegrenzung, da eine Parallelschaltung der Torsionsstäbe 20a', 20b', 20c' aufgehoben wird und somit ein geringeres Lastniveau erreichbar ist. Durch die Kopplung der Gewindespindel 56' mit der Ankereinheit 58' gibt diese zuerst den ersten Torsionsstab 20a' frei, welcher dadurch nicht mehr an der Lastbegrenzung beteiligt ist. Die beiden anderen Torsionsstäbe 20b', 20c' bleiben zunächst angekoppelt und bilden die restliche stufenweise Lastbegrenzung.
  • Bei einem Unfall kann bei blockiertem Aufrollmodul 14' bei Vorverlagerung des Fahrzeugsinsassen die Wirkung der als Lastbegrenzer ausgebildeten, parallel geschalteten Torsionsstäbe 20a', 20b', 20c' durch veränderbare subtraktive Abkopplung bzw. Entkopplung oder additive Ankopplung bzw. Kopplung eingestellt werden. Auf diese Weise kann in Abhängigkeit der Unfallschwere, dem Alter und dem Gewicht sowie der Körpergröße und/oder des Geschlechts des Insassen eine adaptive Lastbegrenzung erreicht werden, wobei die entsprechenden Daten von der Sensoreinheit 26' erfasst werden. Die Einstellung der stufenweisen Lastbegrenzung erfolgt dabei vor der Kollision. Eine Einstellung während der Kollision bedingt eine zusätzliche Konstruktion. Beispielhaft könnte die Ausführung derart gestaltet sein, dass neben einem hochdynamischen Elektromotor auch Wälzlager eingesetzt werden, so dass die Entkopplung bzw. Kopplung der Torsionsstäbe 20a', 20b', 20c' mit der Spindel 18' auch während der Kollision, jedoch mindestens im Zeitbereich von unter 50 ms, gestellt werden kann.
  • Eine mögliche alternative Ausführung sieht vor, dass der erste Torsionsstab 20a' fest mit der Spindel 18' verbunden ist und damit eine Basislastbegrenzung durchführt. Der zum ersten Torsionsstab 20a' am nächsten liegende zweite Torsionsstab 20b' kann durch die Antriebseinheit 22' freigegeben werden. In diesem Fall waren somit der erste Torsionsstab 20a' und der zweite Torsionsstab 20b' an der stufenweisen Lastbegrenzung beteiligt. Damit reduziert sich die aufzuwendende Kraft, welche für eine Rotation der Spindel 18' notwendig ist, auf die verbleibenden Torsionsstäbe 20c', welche weiterhin als Lastbegrenzer wirken. Hierdurch ergibt sich ein geringeres Lastniveau, was eine entsprechende Freigabe des Gurtbandes 12' bedeutet.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Gurtaufrolleinheit 10'' ist in 3 dargestellt. Es sind drei Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' vorgesehen, welche in der hohlen Spindel 18'' angeordnet sind. Die Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' sind konzentrisch in der Spindel 18'' angeordnet, indem sich ein erster Torsionsstab 20a'' in einem zweiten, hohl ausgebildeten Torsionsstab 20b'' befindet, der wiederum in einem dritten, hohl ausgebildeten Torsionsstab 20c'' angeordnet ist. Die Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' sind über eine Lagereinheit 28'' mit der Spindel 18'' drehbar gelagert. Die Lagereinheit 28'' deckt einen Hohlraum der Spindel 18'' ab. An dem der Lagereinheit 28'' gegenüberliegenden Ende weisen die Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' senkrecht zu der Achse 16'' der Spindel 18'' verlaufende Kragen 52a'', 52b'', 52c'' auf. Die Kragen 52a'', 52b'', 52c'' werden in Nuten 54a'', 54b'', 54c'' eines umlaufenden ringförmigen Koppelelementes 30'' geführt. Die Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' bilden mit dem ringförmigen Koppelelement 30'' ein Loslager 50''.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 22'' als Elektromotor ausgeführt, der als Gleichstrommotor vorgesehen ist. Die Antriebseinheit 22'' ist hierbei außerhalb der Spindel 18'' drehfest gelagert. Die Antriebseinheit 22'' ist über eine vorzugsweise koaxial zur Achse 16'' der Spindel 18'' verlaufende Gewindespindel 56'' mit einer Ankereinheit 58'' verbunden. Zusätzlich kann ein Positionssensor 68'' vorgesehen sein, der eine Information darüber liefert, in welcher Position sich die Gewindespindel 56'' befindet, wobei die Gewindespindel 56'' eine mechanische Verbindung zwischen Antriebseinheit 22'' und Ankereinheit 58'' darstellt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel deckt das Koppelelement 30'' den Hohlraum der Spindel 18'' an dem der Lagereinheit 28'' gegenüberliegenden Ende ab. Die Ankereinheit 58'' ist als Scheibe ausgeführt, welche koaxial zu der Achse 16'' der Spindel 18'' und in Richtung zur Lagereinheit 28'' verlaufende Zapfen 62'' aufweist. Im Betrieb der Antriebseinheit 22'' erfolgt eine Rotation der Gewindespindel 56'' und damit eine Verschiebung der Ankereinheit 58'' in Richtung der Achse 16'' der Spindel 18'', wobei die Ankereinheit 58'' über eine Formschlussverbindung mit den Torsionsstäben 20a'', 20b'', 20c'' verbunden ist, indem die Zapfen 62'' der Ankereinheit 58'' hierbei die in den Nuten 54a'', 54b'', 54c'' des Koppelelementes 30'' verlaufende Kragen 52a'', 52b'', 52c'' der Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' durchgreifen. Abhängig von der Drehrichtung der Gewindespindel 56'' werden die Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' an die Spindel 18'' des Aufrollmoduls 14 gekoppelt oder freigegeben.
  • Die Kopplung der Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' mit der Spindel 18'' erfolgt über eine ansteuerbare Koppeleinrichtung 24'', welche das ringförmige, die Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' umgreifende Koppelelement 30'', welches drehfest in der Spindel 18'' angeordnet ist, und eine mit dem spindelfesten Koppelelement 30'' zusammenwirkende, fahrzeugfeste Koppeleinheit 34'' umfasst. Die Koppeleinrichtung 24'' ist fahrzeugfest gelagert und bewirkt eine gurtbandsensitive und fahrzeugsensitive Blockierung des Aufrollmoduls 14'' in Abhängigkeit von den von einer Sensoreinheit 26'' erfassten Daten. Die Aktuatorik der Koppeleinrichtung 24'' kann sich hierbei beispielsweise auf derselben Achse wie eine angreifende Federeinheit des Aufrollmoduls 14'' befinden. Die Koppeleinheit 34'' weist die als Koppelscheibe 32'' ausgebildete Lagereinheit 28'' und ein mit der Koppelscheibe 28'' über eine Formschlussverbindung zusammenwirkendes Koppelteil 66'' auf. Die Formschlussverbindung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Rastverbindung 64'' ausgeführt, bei welcher eine Rastklinke 64a'' in eine Rastverzahnung 64b'' eingreifen kann, wobei die Rastverzahnung 64b'' an der Koppelscheibe 28'' und die Rastklinke 64a'' an dem Koppelteil 66'' vorgesehen ist. Die Betätigung der Koppeleinrichtung 24'' wird von dem Steuersystem 44 in Abhängigkeit von den von der Sensoreinheit 26'' ermittelten Daten gesteuert. Beim Auslösen der Koppeleinrichtung 24'' erfolgt ein Eingriff der Rastklinke 64a'' des Koppelteils 66'' in die Rastverzahnung 64b'' der Koppelscheibe 28'', wodurch die Spindel 18'' des Aufrollmoduls 14'' mit mindestens einem Torsionsstab 20a'', 20b'' oder 20c'' am Weiterdrehen gehindert wird.
  • Bei der Wirkung als Lastbegrenzer nach einem Unfall und nach einer Straffung des Gurtbandes 12'' wird die Koppelscheibe 28'' durch den Eingriff der Rastklinke 64a'' in die Rastverzahnung 64b'' gegen eine weitere Drehung festgehalten. Auch das über die Koppeleinheit 34'' mit der Koppelscheibe 28'' verbundene Ende der Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' wird gegen Drehung festgehalten. Die Spindel 18'' kann sich jedoch in dem Loslager 50'' gegenüber den Torsionsstäben 20a'', 20b'', 20c'' weiterdrehen. Da der Formschluss am dem Loslager 50'' gegenüberliegenden Ende zwischen den Torsionsstäben 20a'', 20b'', 20c'' und der Koppeleinheit 34'' beibehalten bleibt, werden die Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' in sich plastisch verdreht und wirken als Lastbegrenzer. Analog wie oben bereits beschrieben, können die als Lastbegrenzer ausgebildeten Torsionsstäbe 20a'', 20b'', 20c'' vor Kollision über die Antriebseinheit 22'' entsprechend zugeschaltet bzw. abgetrennt werden, d. h. die Antriebseinheit 22'' mit Gewindespindel 56'' wird über ein Steuersignal von dem Steuersystem 44 angesteuert. Dadurch wird zunächst der dritte Torsionsstab 20c'' durch die Ankereinheit 58'' von der Spindel 18'' getrennt und dreht sich somit frei, wirkt also nicht als Lastbegrenzer. Analog kann die Trennung des zweiten Torsionsstabs 20b'' erfolgen, so dass nur der erste Torsionsstab 20a'' als Begrenzer fungiert.
  • Eine mögliche alternative Ausführung sieht vor, dass der dritte Torsionsstab 20c'' als feststehend ausgebildet wird, also nicht aufgetrennt werden kann, dafür aber der erste Torsionsstab 20a'' und der zweite Torsionsstab 20b''.
  • Im Weiteren können andere Antriebseinheitskonzepte ebenfalls zu einer Realisierung führen. Beispielsweise wurde in den obigen Ausführungsbeispielen ein Elektromotor 22', 22'' mit einem Spindel- oder Zahnstangenantrieb 56', 56'' offenbart, welcher über eine zusätzliche Positionssensoreinheit 68', 68'' verfügt, so dass die Position der Ankereinheit 58', 58'' ermittelt werden kann.
  • Alternativ hierzu lässt sich gemäß 4 der Elektromotor 22 mit der Gewindespindel 56 derart positionieren, in dem ein mechanischer Anschlag 70 und 72, also ein definierter mechanischer Zustand angesteuert wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bewegt sich die Gewindespindel 56 zwischen einem ersten Anschlag 70 über eine Mittelposition 74 in einen zweiten Anschlag 72 und zurück. Dabei treibt der Elektromotor 22 die Gewindespindel 56 an. Die Gewindespindel 56 ist mit einer Ankergabel 76 verbunden. Eine mechanische Positionierung wird beispielsweise dadurch erreicht, dass in der Mittelposition 74 der Gewindespindel 56 eine in der Welle der Gewindespindel 56 vorhandene Vertiefung 78 einen mechanischen Widerstand darstellt. Zusätzlich ist eine Druckeinheit 80 vorgesehen, die eine Druckfedereinheit 80a und ein durch die Druckfedereinheit 80a beaufschlagtes Druckelement 80b aufweist, wobei das Druckelement 80b vorzugsweise als Kugel ausgeführt ist. Die Druckfedereinheit 80a übt auf die Kugel 80b eine Kraft aus, so dass die Kugel 80b bei Erreichen der Vertiefung 78 einen erhöhten Widerstand zum Weiterdrehen der Welle der Getriebespindel 56 darstellt. Somit muss ein entsprechend höheres Drehmoment aufgebracht werden, um diesen Zustand wieder zu verlassen. Die Endpositionen der Gewindespindel 56 werden durch den ersten Anschlag 70 und den zweiten Anschlag 72 realisiert. Fährt der Elektromotor 22 gegen die Endanschläge 70 und 72, steigt der Motorstrom I gemäß 5 auf Imax. Je nach Motordrehrichtung und Stromhöhe können über eine Logik drei eindeutige Hübe S sensiert bzw. überwacht werden.
  • Alternativ lässt sich auch ein hier nicht dargestelltes Antriebseinheitskonzept realisieren, bei dem ein Hubmagnet mit beispielsweise drei definierten Hüben bzw. Positionen verwendet wird. Dabei muss ein entsprechend hoher Hubmagnetstrom aufgebracht werden, um den gewünschten Hub der Ankergabel zu erreichen.
  • Andere Antriebseinheitsarten sind ebenfalls denkbar. Beispielsweise über eine Bimetall-Feder-Antriebseinheit, die nach dem Prinzip von Formgedächtnis-Metallen beispielsweise drei definierte Hübe bzw. Positionen einnehmen kann. Dabei werden zwei Bimetallfedern wahlweise mit Heizelementen auf definierte Temperatur beheizt. Dadurch können zwei unterschiedlich definierte Hübe dargestellt werden.
  • Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit stellt über die kontinuierlich einstellbare Gurtkraftbegrenzung bzw. die einstellbaren/schaltbaren Gurtkräfte in vorteilhafter Weise ein ideales Feld für die Individualisierung des Insassenschutzes zur Verfügung. Insgesamt können eine entsprechende Ansteuerung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit und deren Kraftbegrenzung in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Kollisionssituation und damit von der prognostizierten Crashschwere erfolgen. Durch die mögliche Individualisierung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in Bezug auf Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden. So kann das Gurtkraftniveau bei leichtgewichtigen Insassen beispielsweise abgesenkt werden, um im Crashfall ein ausreichendes Gurtkraftniveau zur Aktivierung der Gurtkraftbegrenzung und dem damit verbundenen verlängerten Auszug des Gurtbandes zu bewirken. Dadurch können Kraftspitzen im Brust- und Kopfbereich und damit das Verletzungsrisiko auch für leichtgewichtige Insassen reduziert werden. Im Gegenzug kann die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit durch Erhöhen des Gurtkraftniveaus auch an sehr schweren Personen angepasst werden, um eine verfrühte Lösung der Kraftbegrenzung zu verhindern. Dies bewirkt, dass der sehr schwere Insasse nicht zu früh an den Airbag übergeben wird und kein Durchschlagen des Insassen erfolgt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 29622181 U1 [0010]
    • - DE 29516628 U1 [0011]
    • - DE 29821801 U1 [0012]
    • - DE 29605200 U1 [0013]
    • - DE 4436810 A1 [0014]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - ECE-Regelung Nr. 16 [0005]
    • - ECE-Regel 16 [0007]

Claims (10)

  1. Gurtaufrolleinheit mit mindestens einem Gurtband (12, 12', 12'') und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul (14, 14', 14'') mit einer auf einer Achse (16', 16'') drehbar gelagerten Spindel (18', 18''), auf der das Gurtband (12, 12', 12'') aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband (12, 12', 12'') wirkende Kraft (F) durch eine Torsionsstabeinheit (20, 20', 20'') begrenzbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsstabeinheit (20, 20', 20'') mindestens zwei im Wesentlichen koaxial zur Achse (16', 16'') der Spindel (18', 18'') angeordnete Torsionsstäbe (20a', 20a'', 20b'', 20b'', 20c', 20c'') umfasst, die über eine Antriebseinheit (22, 22', 22'') mit der Spindel (18', 18'') des Aufrollmoduls (14, 14', 14'') einzeln koppelbar sind.
  2. Gurtaufrolleinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine ansteuerbare Koppeleinrichtung (24, 24', 24'') zur Kopplung der Torsionsstäbe (20a', 20a'', 20b', 20b'', 20c', 20c'') mit der Spindel (18', 18'') des Aufrollmoduls (14, 14', 14'').
  3. Gurtaufrolleinheit nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Sensoreinheit (26', 26'') zur Ansteuerung der Koppeleinrichtung (24, 24', 24'').
  4. Gurtaufrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Torsionsstabeinheit (20, 20', 20'') innerhalb der hohlen Spindel (18', 18'') angeordnet ist.
  5. Gutaufrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (22, 22', 22'') innerhalb oder außerhalb der Spindel (18', 18'') angeordnet ist.
  6. Gurtaufrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (22, 22', 22'') auf einer drehfest innerhalb der Spindel (18', 18'') gelagerten Lagereinheit (28', 28'') oder drehfest auf der Torsionsstabeinheit (20, 20', 20'') angeordnet ist.
  7. Gurtaufrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (24, 24') ein in der Spindel (18') angeordnetes Koppelelement (30') und eine mit dem Koppelelement (30') zusammenwirkende Koppelscheibe (32') aufweist, die drehfest mit dem Aufrollmodul (14, 14') verbunden ist.
  8. Gurtaufrolleinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (24, 24'') ein in der Spindel (18'') angeordnetes, spindelfestes Koppelelement (30'') und eine mit dem Koppelelement (30'') zusammenwirkende, fahrzeugfeste Koppeleinheit (34'') aufweist.
  9. Gurtaufrolleinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellung der Kraft (F) außerhalb und/oder während des Crashfalls in Abhängigkeit von Informationen über den Insassen, die Insassenposition, das Fahrzeugumfeld, einen Aufprall und/oder Fahrzeugdynamikgrößen erfolgt.
  10. Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit mindestens einer Gurtaufrolleinheit (10, 10', 10'') nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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