DE102012011970A1 - Safety belt-locking device for use with integrated pyrotechincal drive unit, has fundamental structure and additional release carried on pyrotechnical base, where pyrotechnically generated drive pressure acts on rear-sided segment plates - Google Patents

Safety belt-locking device for use with integrated pyrotechincal drive unit, has fundamental structure and additional release carried on pyrotechnical base, where pyrotechnically generated drive pressure acts on rear-sided segment plates Download PDF

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Abstract

The safety belt-locking device has a fundamental structure and an additional release carried on the pyrotechnical base. A pyrotechnically generated drive pressure acts on the rear-sided segment plates of a locking segment (3), where the drive pressure actuates the locking segments and thus effectuates the locking. A modified protection cover forms a separate pyro-drive volume over the locking mechanism. A pyro-drive unit is integrated in the protection cover, which has comparatively a closed ring shape with the ignition connections. Multiple distributed pyro-drive elements are arranged in the protection cover, which are ignited parallely. A toothing is provided in the fundamental structure, which is made of a fiber-reinforced plastic for attaining a better slippage and an acoustic insulation during electromagnetic actuation.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung nach DE 103 00 491 , die insbesondere mit einem speziellen pyrotechnischen Antrieb kombiniert wird. Der vollkommen konzentrische und kompakte Aufbau dieser Arretiervorrichtung eignet sich in besonderer Form für eine integrierte Aufnahme einer solchen Antriebslösung.The invention relates to a safety belt locking device DE 103 00 491 , which is combined in particular with a special pyrotechnic drive. The completely concentric and compact design of this locking device is particularly suitable for an integrated recording of such a drive solution.

Hierzu zeigen die Zeichnungen 3 und 4 die nachfolgend aufgeführten, von der DE 103 00 491 identisch übernommenen Teile mit einer Ausnahme, dass ein darin zuvor unbezeichneter Außenmantel jetzt modifiziert wird und wie in 4 und 6 gezeigt die Bezeichnung Außenhülle 6.0 erhält:
Wickelrolle 1; Achse 2; Sperrsegment 3; Verzahnung 4; Formringaufnahme 5; Außenhülle 6.0; Pyro-Antriebseinheit 6.1; Zündanschlüsse 6.2; Rückstelldruckfeder 7; Elektro-Ringmagnet 8; Innenring 9.The drawings show this 3 and 4 those listed below, from the DE 103 00 491 identical parts except that a previously unmarked outer sheath is now modified and as in 4 and 6 shown the name outer shell 6.0 receives:
reel 1 ; axis 2 ; locking segment 3 ; gearing 4 ; Form ring holder 5 ; outer shell 6.0 ; Pyro-drive unit 6.1 ; Zündanschlüsse 6.2 ; Restoring compression spring 7 ; Electro-magnetic ring 8th ; inner ring 9 ,

Eine ausführliche Beschreibung der Funktionen dieser Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung nach DE 103 00 491 folgt weiter anschließend.A detailed description of the functions of this seatbelt locking device according to DE 103 00 491 Follow on afterwards.

Der Außenmantel wird somit erweitert und geschlossen ausgeführt, so dass er jetzt als Außenhülle 6.0 über die Arretiermechanik reicht, diese umschließt und nach außen abschottet, womit über dieser Arretiermechanik ein sogenanntes Pyro-Treibvolumen gebildet wird.The outer jacket is thus extended and closed executed, so that he now as an outer shell 6.0 extends over the locking mechanism, this encloses and seals off to the outside, which on this locking mechanism, a so-called pyro-propellant volume is formed.

In dieser Außenhülle 6.0 integriert befindet sich an geeigneter Stelle wie im Bodenbereich eingebracht die Pyro-Antriebseinheit 6.1, welche auch eine entsprechend größer ausgelegte geschlossene Ringform aufweisen kann; vergleichsweise besteht diese Antriebseinheit ebenso aus mehreren verteilt angeordneten und parallel geschalteten Einzelelementen, mit den nach außen geführten Zündanschlüssen 6.2.In this outer shell 6.0 integrated is located at a suitable location as in the bottom area introduced the pyro-drive unit 6.1 which may also have a correspondingly larger-sized closed ring shape; In comparison, this drive unit also consists of a plurality of distributed and parallel connected individual elements, with the outward led ignition 6.2 ,

Das nach Zündung austretende und sich explosionsschnell ausbreitende pyrotechnische Treibmedium erzeugt den Treibdruck auf die rückseitigen Segmentplatten der Sperrsegmente 3, so dass ein betreffendes Sperrsegment 3 vorgetrieben und mit der Verzahnung 4 in den Eingriff gebracht wird, wodurch die Wickelrolle 1 unmittelbar und direkt eine Arretierung erfährt und die Rückhaltung eintritt.The emerging after ignition and explosive fast propagating pyrotechnic propellant generates the motive pressure on the back segment plates of the locking segments 3 so that a relevant lock segment 3 propelled and with the teeth 4 is brought into engagement, causing the winding roll 1 directly and directly undergoes a lock and the retention occurs.

Die mit 5 und 6 dargestellte Pyro-Antriebseinheit 6.1 in geschlossener Ringform erlaubt bei einer wie gezeigt geringen Distanz eine mehr fokussierte Druckeinwirkung auf die rückseitigen Sperrsegmentplatten der Sperrsegmente 3. Dazu erhält dieses Ringelement möglichst wirkungsvoll positionierte und angepasste Austrittsöffnungen, die den Sperrsegmentplatten jeweils symmetrisch gegenüberliegen.With 5 and 6 illustrated pyro-drive unit 6.1 in a closed ring shape allows a more focused pressure action on the backside locking segment plates of the locking segments at a distance as shown 3 , For this purpose, this ring element as effectively as possible positioned and adapted outlet openings, which are opposite to the locking segment plates in each case symmetrically.

Wie aus der anschließenden Funktionsbeschreibung zur DE 103 00 491 näher hervorgeht, folgt auf eine Auslösung unmittelbar die Arretierung der Wickelrolle 1. Diese unmittelbar und direkt eintretende Arretierung sowie Rückhaltung ist unabhängig von einer Drehstellung der Wickelrolle 1 und erfordert daher keinerlei Synchronisation.As from the subsequent description of function for DE 103 00 491 shows closer to a triggering immediately arresting the winding roll 1 , This immediately and directly entering locking and retention is independent of a rotational position of the winding roll 1 and therefore does not require any synchronization.

Um den Treibdruck noch effektiver zu nutzen, können die Zwischenabstände der Sperrsegmentplatten in den betreffenden Bereichen weiter verringert werden, so dass nur die erforderliche leichte Verschiebbarkeit zueinander weiter bestehen bleibt. Außerdem können Anpassungen wie gezeigt vorgenommen werden im Bereich der Achse 2 oder auch am Innenring 9.In order to use the driving pressure even more effectively, the spacing of the locking segment plates in the respective areas can be further reduced, so that only the required slight displaceability to each other continues to exist. In addition, adjustments can be made as shown in the area of the axis 2 or on the inner ring 9 ,

Zur Deaktivierung sowie Rückstellung bedarf es insoweit einfacher Druckausgleichsbohrungen an der Außenhülle 6.0, die bei einem möglichst geringen Querschnitt den kurzzeitigen Einschubimpuls nur unwesentlich beeinflussen; außerdem können bei Notwendigkeit für eine zeitverzögerte Deaktivierung entsprechende Vorkehrungen an diesen Druckausgleichsöffnungen vorgenommen werden.To deactivate and reset it requires so far simple pressure equalization holes on the outer shell 6.0 which only insignificantly influence the short-term insertion pulse with the smallest possible cross-section; In addition, if necessary for a time-delayed deactivation appropriate precautions can be made to these pressure equalization holes.

Diese äußerst reaktionsschnelle Rückhaltung, die somit von Beginn an einsetzend wirksam wird, bringt für die Insassen daher einen kontinuierlichen, schonenden wie insgesamt verletzungsmindernden Verlauf einer solchen extremen Beschleunigungsbelastung.This extremely responsive retention, which is thus effective starting from the beginning, therefore brings the occupants a continuous, gentle as overall injury-reducing course of such extreme acceleration load.

Bei sehr hohen und besonders verletzungsträchtigen Aufprallgeschwindigkeiten lässt diese ultraschnelle Rückhaltung darüber hinaus eine bislang kaum erreichbare Anhebung der schutzwirksamen Grenzen der Rückhaltesysteme erwarten.At very high and particularly high-impact impact velocities, this ultra-fast retention can also be expected to raise the protective limits of the restraint systems to an extent that has hitherto barely been achievable.

Die einheitlich mit maximal 64 km/h durchgeführten Crashtests, mit Fahrzeugen unterschiedlichster Masse und Festigkeitsstrukturen, zeigen bei dieser Aufprallgeschwindigkeit und Konstellation in der Regel eine noch zufriedenstellende Schutzwirksamkeit.The crash tests, carried out uniformly with a maximum of 64 km / h, with vehicles of various masses and strength structures, generally show a still satisfactory protective effectiveness at this impact speed and constellation.

Mit einer Anwendung der erfindungsgemäßen pyrotechnisch betätigten Sicherheitsgurt-Arretierung kann die Testgeschwindigkeit bei erkennbarer und vergleichbarer Schutzwirkung und bei aller Voraussicht bis über 70 km/h angehoben werden.With an application of the pyrotechnically actuated safety belt lock according to the invention, the test speed can be raised to over 70 km / h with a recognizable and comparable protective effect and in all probability.

Die einschlägigen Crashtests zeigen in diesem Kontext zu Beginn schon ein sofortiges Vorbewegen des Oberkörpers und Vorschleudern des Kopfes, oft bereits eindringend in den unvollständig entfalteten und sich noch weiter explosionsartig öffnenden Airbag.The relevant crash tests show in this context at the beginning already an immediate forward movement of the upper body and Vorschleudern the head, often already penetrating into the incompletely unfolded and even more explosive opening airbag.

In diesem Grenzbereich genügt offensichtlich eine relativ geringfügig höhere Aufprallgeschwindigkeit – bei einem physikalisch zugrunde liegenden Geschwindigkeitsquadrat – um je nach Fahrzeugtyp und Aufprallkonstellation eine absolute Verletzungsgefahr mit sich zu bringen. Ein jetzt eintretendes zu weites Eintauchen des Kopfes in den explosiv öffnenden Airbag wird erwiesenermaßen Verletzungen verursachen, die sich bis zu einem Genickbruch auswirken können. In this limit, obviously a relatively slightly higher impact speed - at a physically underlying speed square - to bring about an absolute risk of injury depending on the vehicle type and impact constellation. Excessive immersion of the head into the explosive-opening airbag is proven to cause injuries that may result in a broken neck.

Die erfindungsgemäße ultraschnell reagierende Rückhaltung vermag über die Schutzwirkungen der bislang einsetzbaren Sicherheitsgurtsysteme hinaus offensichtlich weiteres Leben in solchen Unfallsituationen zu retten.The ultra-fast-reacting retention according to the invention can obviously save further life in such accident situations beyond the protective effects of the safety belt systems which could be used up to now.

Die Hauptursache für eine mindere Reaktionsschnelligkeit der herkömmlichen Blockierungsvorrichtung liegt im Funktionsprinzip der Blockiermechanik begründet, die bei höheren Beschleunigungen zu einer Verzögerung der wirksamen Gurtblockierung neigt.The main reason for a slower reaction speed of the conventional blocking device is due to the principle of operation of the blocking mechanism, which tends to delay the effective belt locking at higher accelerations.

Außerdem wird eine Auslösung bei den herkömmlichen Blockierungsvorrichtungen zusätzlich verzögert infolge der zu eigenen integrierten mechanischen Sensoren, die nicht nur im Bereich von Fahrzeugbremsbeschleunigungen die Auslösung übernehmen, sondern ebenso im Crashfall für eine entsprechende Auslösung verantwortlich sind.In addition, a triggering in the conventional blocking devices is additionally delayed due to their own integrated mechanical sensors that take not only in the range of vehicle braking accelerations triggering, but are also responsible for a corresponding triggering in the event of a crash.

Hierzu des Näheren ausgeführt im Stand der Technik zur DE 103 00 491 , bezüglich der Blockiermechanik nach DE 234 70 36 A1 für die herkömmlichen sowie eingeführten Sicherheitsgurt-BlockierungsvorrichtungenFor this purpose, the details of the state of the art for DE 103 00 491 , referring to the locking mechanism DE 234 70 36 A1 for the conventional and imported seat belt locking devices

Im Gegensatz hierzu erfolgt bei der erfindungsgemäßen Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung eine schnellere Auslösung durch Zündung der pyrotechnischen Betätigung, eingeleitet von einer Prozessor gestützten elektronischen Sensorik, und damit im Vergleich mit den herkömmlichen Systemen mit mechanischen Sensoren auf einem sehr direkten Wege.In contrast, in the safety belt locking device according to the invention a faster triggering by ignition of the pyrotechnic actuation, initiated by a processor-based electronic sensors, and thus in comparison with the conventional systems with mechanical sensors in a very direct way.

Die entsprechenden Auslösungen können über eine sogenannte 2-Stufen-Sensorik Prozessor gestützt wie folgt vorgenommen werden:
Bei einer Fahrzeugbremsbeschleunigung und Erreichen der betreffenden Auslöseschwelle wird über Signalausgang der Stufe 1 der Elektroringmagnet 8 angesteuert und aktiviert, welcher somit die Auslösung der Rückhaltung in diesem Bereich übernimmt.The corresponding releases can be carried out via a so-called 2-stage sensor-based processor as follows:
At a vehicle brake acceleration and reaching the relevant trigger threshold is via signal output of the stage 1 the electron ring magnet 8th activated and activated, which thus takes over the triggering of the retention in this area.

Bei einer entsprechenden Aufprallbeschleunigung, die zu Beginn schon einen dementsprechend höheren vom Prozessor erfassten Anstieg aufweist, wird somit die Stufe 2, nach Erreichen einer vorgegebenen über den Anstieg definierten Auslöseschwelle, die Zündung der pyrotechnischen Betätigung auslösen.With a corresponding impact acceleration, which at the beginning already has a correspondingly higher increase detected by the processor, the stage thus becomes 2 , after reaching a predetermined triggering threshold defined above the rise, trigger the ignition of the pyrotechnic actuation.

Im Zusammenhang mit der gleichfalls jedoch etwas später reagierenden Stufe 1, die den Elektroringmagneten 8 aktiviert und damit ebenso die Rückhaltung auslöst, liegt somit außerdem eine Redundanz-Funktion bei einer solchen Crash-Auslösung vor.In connection with the also somewhat later reacting stage 1 that the electrore ring magnet 8th activated and thus also causes the retention, thus also has a redundancy function in such a crash triggering.

Letztlich von Vorteil wird sich in der Praxis eine spezielle Verzahnung 4 im grundlegenden Aufbau erweisen, welche voraussichtlich ebenso aus einem geeigneten oder speziellen faserverstärkten Kunststoff hergestellt werden kann, der außer einer besseren Gleitfähigkeit eine Geräuschdämpfung bei elektromagnetischer Betätigung mit sich bringt.In the end, a special toothing will be of advantage in practice 4 in the basic structure, which is also expected to be made of a suitable or special fiber-reinforced plastic, which in addition to a better lubricity brings about a noise attenuation in electromagnetic actuation.

Erfindungsgemäß werden anschließend weitere Anwendungskombinationen beschrieben, insbesondere die Kombination mit herkömmlichen sowie eingeführten Sicherheitsgurt-Blockierungsvorrichtungen grundlegend nach DE 234 70 36 A1 :
In dieser Kombination werden Fahrzeugbremsbeschleunigungen von der herkömmlichen Blockierungsvorrichtung in bekannter und bewährter Form zur Rückhaltung gebracht, während die pyrotechnische Arretiervorrichtung, deren Verzahnung 4 mit der gemeinsamen Wickelrolle verbunden ist, somit bei entsprechender Aufprallbeschleunigung die Rückhaltung frühzeitiger zur wirksamen Auslösung bringt.According to the invention further application combinations will be described below, in particular the combination with conventional and imported seat belt locking devices fundamentally after DE 234 70 36 A1 :
In this combination vehicle braking accelerations of the conventional blocking device in known and proven form for restraint, while the pyrotechnic locking device whose teeth 4 is connected to the common winding roller, thus bringing the retention earlier effective triggering with appropriate impact acceleration.

Hierbei wird die Auslösung respektive Zündung im Gegensatz zu den herkömmlichen Systemen mit den mechanischen Sensoren wiederum Prozessor gestützt mittels elektronischer Sensorik wie zuvor vorgenommen; oder ebenso und dementsprechend in Abhängigkeit von einer Annäherungs- oder Radarsensorik.In this case, unlike the conventional systems with the mechanical sensors, the triggering or ignition is in turn processor-supported by means of electronic sensors as before; or likewise and accordingly as a function of an approach or radar sensor system.

Beeinflussungen durch die mithin erst nach der pyrotechnischen Auslösung einsteuernde herkömmliche Blockierungsvorrichtung können hierbei keinesfalls auftreten, wie aus der Funktionsbeschreibung zur DE 103 00 491 hinsichtlich eines stets so oder so erfolgenden Arretierungseingriffs näher hervorgeht.Influences by the conventional locking device, which thus only activates after the pyrotechnic triggering, can by no means occur here, as can be seen from the functional description of FIG DE 103 00 491 with respect to an ever-so-or-taking locking intervention closer.

In dieser Kombination übernimmt im entsprechenden Crashfall die erst anschließend sowie quasi überlagernd einsteuernde herkömmliche Blockierungsvorrichtung somit nur eine Redundanz-Funktion.In this combination, in the corresponding crash case, the conventional locking device, which then only activates and then acts as a superposition, thus assumes only a redundancy function.

Die Grundausstattung der Sicherheitsgurt-Arretierungsvorrichtung nach DE 103 00 491 enthält den Elektroringmagneten 8 zur Auslösung. In der vorstehenden Kombination kann dieser im entsprechenden Crashfall ebenso parallel angesteuert und aktiviert werden, womit noch eine weitere Redundanz-Funktion gegeben ist.The basic equipment of the seat belt locking device after DE 103 00 491 contains the electrore ring magnet 8th for triggering. In the above combination this can also be controlled in parallel in the corresponding crash case and be activated, which is given a further redundancy function.

Es besteht daher die grundlegende Option, die Arretiervorrichtung in dieser Kombination auch ohne den Elektroringmagneten 8 auszuführen, ohne dass sich daraus Auswirkungen auf die vorbezogenen Funktionen ergeben.There is therefore the basic option, the locking device in this combination without the Elektroringmagneten 8th without affecting the prerequisite functions.

Eine Gurtstraffung lässt sich hierbei sinnvoll wie bekannt und eingeführt mittels pyrotechnisch betätigtem Gurtstraffer vom Gurtschloss ausgehend durchführen, so dass außer dem oberen Gurtabschnitt ebensogut der untere im Hüftbereich gestrafft werden kann, um insbesondere ein sogenanntes Durchtauchen in diesem Bereich zu verhindern.A belt tightening can be useful as known and introduced carried out by means of pyrotechnic belt tensioner from the buckle, so that in addition to the upper belt section just as the lower in the hip area can be tightened to prevent in particular a so-called immersion in this area.

Für den Elektroringmagneten 8 inklusive Ansteuerungskomponenten besteht naturgemäß die Möglichkeit einer spezifischen Auslegung sowie einer speziellen Weiterentwicklung für solche Anwendungen:
Vorrangiges Ziel wäre dabei eine gesteigerte Impulskraft zu erhalten. Angestrebt werden könnte dies beispielsweise wie bekannt über eine äußerst kurzzeitige Einschaltdauer. Wobei die hohe Stromaufnahme ein Kriterium hinsichtlich der thermischen Belastung wie auch der dabei auftretenden in diesem Falle hohen Gegeninduktion darstellt.For the electror ring magnet 8th including control components of course there is the possibility of a specific design and a special development for such applications:
The primary goal would be to obtain an increased impulse power. This could be sought, for example, as known about an extremely short duty cycle. The high current consumption is a criterion with regard to the thermal load as well as the occurring in this case high mutual induction.

Da eine Auslösung speziell für den Crashfall nur einmalig sicher zu erfolgen hat, könnte anschließend aus Gründen grenzwertiger Belastung und Funktionsbeeinträchtigung präventiv ein Austausch betreffender Teile oder auch des kompletten Equipment vorgenommen werden; vergleichbar dem erforderlichen Austausch pyrotechnischer Antriebe wie auch dem Airbag nach einer Auslösung.Since a release especially for the event of a crash only once has to be done safely, could then be made due to marginal load and functional impairment preventive replacement of parts or even the entire equipment; comparable to the required replacement of pyrotechnic drives as well as the airbag after a trip.

Ein in der Grundausstattung vorhandener Elektroringmagnet 8 kann jedoch auch weitergehende im Folgenden näher beschriebene Anwendungsmöglichkeiten eröffnen: Somit lässt sich durch eine wechselseitige Ein- und Aus-Schaltung eine sogenannte automatische oder gefahrenabhängige Rückhaltung mittels einfacher Schaltelemente realisieren.An existing in the basic equipment Elektroringmagnet 8th However, it is also possible to open up further application possibilities described in more detail below: Thus, a so-called automatic or hazard-dependent retention by means of simple switching elements can be realized by a mutual on-off circuit.

Die Einschaltung einer automatischen Rückhaltung ermöglicht daher unmittelbar die Arretierung von Gepäckstücken oder auch einem Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz auf einfachste Weise bequem vorzunehmen.The involvement of an automatic retention therefore makes it possible to easily lock the luggage or a child seat on the vehicle seat in the simplest way.

Mit dieser Ausgangskombination könnte sich zumal erst jetzt, infolge der nun durch die DE 103 00 491 möglichen Funktion einer unmittelbar und direkt wirksam werdenden Rückhaltung, eine weitere Option dahingehend zur Diskussion und praktischen Erprobung stellen, indem diese Funktion generell auch die Rückhaltung für die Insassen selbst übernimmt, vergleichsweise zunächst für Fahrer und Beifahrer, so dass insbesondere für den Crashfall eine stets unmittelbar vorhandene und hocheffektive Rückhaltung schon gegeben wäre.This output combination could only now, as a result of the now DE 103 00 491 possible function of immediately and directly becoming effective retention, another option to the effect of discussion and practical testing by this function generally also the restraint for the occupants themselves takes, comparatively first for driver and front passenger, so that in particular for the crash always one immediately existing and highly effective retention would already exist.

Gewünschte Veränderungen in der Körperhaltung, die während der Fahrt erfahrungsgemäß nur relativ selten auftreten, wären somit leicht durch Betätigen einer Schalttaste beispielsweise im Cockpit, in der Armaturentafel, oder auch über eine Lenkradtaste, herbeizuführen; schließlich auch denkbar über eine Sprachbefehlserkennung des Computers.Desired changes in posture, which experience has shown that only relatively rarely occur while driving, would thus be easy by pressing a button, for example, in the cockpit, in the instrument panel, or via a steering wheel button to bring about; Finally, also conceivable via a voice command recognition of the computer.

Wonach zwischenzeitlich eine gefahrenabhängige Rückhaltung unter Bewegungsfreiheit bei konventioneller Rückhaltefunktion gegeben wäre. Eine anschließende Rückführung in den automatischen Modus könnte mithin ebenso autark erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Zeitintervall ausgeführt und mit Kontrolle des Computers.After which a danger-dependent restraint under freedom of movement with conventional restraining function would be given in the meantime. A subsequent return to the automatic mode could therefore also be carried out in an autonomous manner, for example as a function of a predetermined time interval and with control of the computer.

Für eine Kontrollfunktion in diesem Zusammenhang wird sich außerdem ein von der Wickelrolle angetriebener Drehgeber wie Winkelschrittgeber in Verbindung mit dem Prozessor als sinnvoll erweisen, zur Erfassung und Kontrolle von Bewegungen und der Lage des Sicherheitsgurtes.For a control function in this context, in addition, a driven by the winding roller encoder such as angle encoder in conjunction with the processor will prove useful for detecting and controlling movements and the position of the seat belt.

Im Folgenden werden die Funktionen der Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung nach DE 103 00 491 mit Bezug auf die Zeichnungen 1 bis 4 beschrieben:
Die Wickelrolle 1 einschließlich ihrer sonstigen Funktionen ist mit der Achse 2 an der Karosseriesäule befestigt. Mit dieser Achse 2 formschlüssig verbunden werden zur Momentübertragung die Formringaufnahme 5, die den Elektro-Ringmagneten 8 aufnimmt, sowie der Innenring 9.The following will describe the functions of the seatbelt locking device DE 103 00 491 with reference to the drawings 1 to 4 described:
The winding roll 1 including its other functions is with the axis 2 attached to the body pillar. With this axis 2 positively connected to the torque transmission, the Formringaufnahme 5 that the electric ring magnet 8th takes up, as well as the inner ring 9 ,

Die Formringaufnahme 5 besitzt eine entsprechende Anzahl eingearbeiteter Längsführungen zur Aufnahme der Sperrsegmente 3. Diese führen den elektromagnetisch betätigten Hub des Elektro-Ringmagneten 8 von nur wenigen Millimetern aus.The shape ring reception 5 has a corresponding number of incorporated longitudinal guides for receiving the locking segments 3 , These lead the electromagnetically actuated stroke of the electric ring magnet 8th from just a few millimeters.

Die Wickelrolle 1 trägt an einer Flanke eine Verzahnung 4, deren Funktion und Auslegung nachfolgend beschrieben wird; entsprechende Verzahnungen erhalten für einen Eingriff die Sperrsegmente 3.The winding roll 1 carries on a flank a toothing 4 whose function and design is described below; corresponding teeth receive the locking segments for engagement 3 ,

Die Verzahnung 4 und diese der Sperrsegmente 3 sind für ein systematisches Zusammenwirken so ausgelegt, dass in jeder möglichen Drehstellung der Wickelrolle 1 zumindest sofort eines – in der Grenzstellung zwei – der Sperrsegmente 3 bei Impulsbetätigung des Elektro-Ringmagneten 8 zum Eingriff kommt und die Wickelrolle 1 eine Arretierung erfährt.The gearing 4 and these of the locking segments 3 are designed for a systematic interaction so that in every possible rotational position of the winding roll 1 at least immediately one - in the limit position two - the blocking segments 3 with pulse actuation of the electric ring magnet 8th to the Intervention comes and the winding roll 1 undergoes a lock.

Von der Wickelrolle 1 wird sodann das Rückhaltemoment sowohl aus einer abrupt einsetzenden Bremsbeschleunigung aufgenommen als auch dieses, aus einer anschließenden viel höheren Crash-Beschleunigung. Die Übertragung der Momentkräfte wird somit mittels des Verzahnungseingriffs formschlüssig und daher zuverlässig gewährleistet.From the winding roll 1 Then, the restraint torque is absorbed both from an abrupt onset of braking acceleration and this, from a subsequent much higher crash acceleration. The transmission of the momentary forces is thus ensured by means of the meshing engagement form-fitting and therefore reliable.

Der Elektro-Ringmagnet 8 vermag für das sichere und sehr schnelle Eingreifen der Sperrsegmente 3 eine um ein Vielfaches höhere Einschaltkraft für diese kurze Impulsdauer zu erzeugen, als dies zum Vergleich für die anschließende Haltekraft erforderlich wird. Alle Sperrsegmente 3 besitzen eine Rückstelldruckfeder 7, um nach Deaktivierung wieder den freien Lauf der Wickelrolle 1 herbeizuführen.The electric ring magnet 8th able for the safe and very fast intervention of the locking segments 3 To generate a multiple higher turn-on force for this short pulse duration, as is required for comparison for the subsequent holding force. All blocking segments 3 have a return spring 7 to return to the free run of the winding roll after deactivation 1 bring about.

Die Sperrsegmente 3, die in einer Einschaltstellung nicht zum Eingriff kommen und eine Überdeckungsstellung an der Verzahnung 4 einnehmen, werden durch die Magnetkraft in dieser Stellung zur Druckanlage gebracht.The blocking segments 3 , which do not engage in a closed position and an overlapping position on the toothing 4 take, are brought by the magnetic force in this position to the printing system.

Der überdeckungsfreie Eingriff eines – oder in Grenzstellung zweier – Sperrsegmente 3 wird ermöglicht, indem die entsprechende Anzahl dieser Segmente über den Umfang derart verteilt angeordnet ist, dass in der dargestellten Grenzstellung der beiden eingreifenden Sperrsegmente 3 symmetrisch von dem einen sowie von dem anderen Segment ausgehend in beiden Drehrichtungen die weiteren Segmente um ein „Restspiel” -s- versetzt zueinander angeordnet sind.The cover-free engagement of a - or in the limit position of two - blocking segments 3 is made possible by the corresponding number of these segments is distributed over the circumference such that in the illustrated limit position of the two engaging locking segments 3 Starting from the one and from the other segment, the other segments are offset symmetrically relative to one another by a "residual clearance" in both directions of rotation.

Dieses Spiel -s- ist für die entsprechende Funktion in beiden ablaufenden Richtungen mithin von entscheidender Bedeutung, wie aus der fortlaufenden Darstellung der gesamten Abwicklung aller hier im Beispiel vorliegenden Sperrsegmente 3 von 1 bis 14 ersichtlich und nachvollziehbar wird.This game -s is thus of crucial importance for the corresponding function in both running directions, as is the continuous representation of the entire handling of all blocking segments present in the example in this case 3 from 1 to 14 becomes apparent and comprehensible.

Dieses erforderliche „Restspiel” bedingt eine entsprechende restliche Drehung der Wickelrolle 1, wenn nur ein Segment 3 und nicht wie im Grenzfall ein Paar zum Eingriff kommt, deren Auswirkung jedoch nicht mehr als nur etwa ein Grad Restdrehung betragen muss; wie im vorliegenden Beispiel mit max. 0,7° angegeben. In Grenzstellung greifen sofort beide benachbarten Sperrsegmente 3 als Paar ein, und es bleibt dabei kein Restspiel sowie keine Restdrehung an der Wickelrolle 1.This required "residual clearance" requires a corresponding remaining rotation of the winding roll 1 if only one segment 3 and not, as is the case in the extreme case, a couple coming into engagement, the effect of which, however, need not be more than just about one degree of residual rotation; as in the present example with max. 0.7 ° indicated. In the limit position, immediately grab both adjacent blocking segments 3 as a pair, and there is no residual play and no residual rotation on the winding roll 1 ,

Jegliche Weiterdrehung in die eine oder andere Richtung lässt entweder das eine entsprechende benachbarte Segment mit größerem Spielraum für einen Eingriff frei werden, oder eben entsprechend das andere benachbarte Segment bei der anderen Drehrichtung, wie dies aus der dargestellten Abwicklung ersichtlich und nachvollziehbar wird.Any further rotation in one direction or the other either leaves the one corresponding adjacent segment with a greater margin for engagement, or just the other adjacent segment in the other direction of rotation, as can be seen and understood from the illustrated development.

Die sogenannte Grenzstellung zweier stets nebeneinander liegender Sperrsegmente 3 als Segmentepaar bewegt bzw. dreht sich somit fortlaufend bei der entsprechenden Drehung der Wickelrolle 1, wobei einer 360°-Sequenz der Umfangsweg einer Teilung -T- an der Verzahnung 4 der Wickelrolle 1 entspricht.The so-called limit position of two always adjacent blocking segments 3 as a pair of segments thus moves or rotates continuously with the corresponding rotation of the winding roll 1 wherein a 360 ° sequence is the circumferential path of a pitch -T- at the toothing 4 the winding roll 1 equivalent.

Anzumerken ist insbesondere, dass zwar immer sofort zumindest ein Segment 3 in beliebiger Drehstellung für den Eingriff überdeckungsfrei bereitsteht, jedoch anschließend das zweite benachbarte, mehr oder weniger in Überdeckung stehende Segment 3 infolge einer nur äußerst geringfügig erforderlichen Gurtbewegung durch den Oberkörper ebenfalls in den Eingriff gebracht wird.It should be noted in particular that, although always immediately at least one segment 3 in any rotational position for the intervention is available without coverage, but then the second adjacent, more or less overlapping segment 3 as a result of a very slight required belt movement through the upper body is also brought into engagement.

Dieses kann in der Wirkung noch eine Unterstützung erfahren, indem entsprechende Einführungsschrägen wie dargestellt an den Zahnflanken angearbeitet werden.This can still experience the effect of a support by appropriate insertion bevels are worked as shown on the tooth flanks.

Die Auslegung lässt sich durch Wahl des Restspiels -s-, der Segmentpaar-Anzahl -a-, im vorliegenden Beispiel a = 7, in den Dimensionen unter Berücksichtigung der Tragfähigkeit verändern sowie anpassen.The design can be changed and adjusted by selecting the residual clearance -s, the segment pair number -a-, in the present example a = 7, in the dimensions taking into account the load capacity.

Dieser Aufbau ermöglicht eine variierte Auslegung, indem die Anzahl der Sperrsegmentpaare -a- mit den Sperrsegmenten 3, sowie die Anzahl der an diesen vorgesehenen Zahneingriffe -zS- den Erfordernissen entsprechend angepasst werden kann.This structure allows a varied design by the number of locking segment pairs -a- with the locking segments 3 , as well as the number of teeth provided on these -z S - can be adjusted according to the requirements.

Vorteile der Erfindung und Erläuterung:Advantages of the invention and explanation:

(Entsprechend DE 103 00 491 sowie in Ergänzung zur vorliegenden Erfindung.)(Corresponding DE 103 00 491 and in addition to the present invention.)

Im dargestellten Beispiel wurde für eine sehr geringe jedoch in der Praxis unwesentliche Restdrehung von ca. 0,7° (vor anschließender Grenzstellung mit stets 0°), ein Restspiel s = 0,40 mm bei a = 7 Sperrsegmentpaaren (gezeigt Sperrsegment 1 und 2 als Segmentpaar im Eingriff) entsprechend 14 Sperrsegmenten mit dementsprechender Teilung T = 2,80 mm gewählt. (T = a·s)In the example shown, for a very small but in practice insignificant residual rotation of about 0.7 ° (before subsequent limit position always 0 °), a residual clearance s = 0.40 mm at a = 7 locking segment pairs (shown blocking segment 1 and 2 as a segment pair in engagement) selected according to 14 locking segments with corresponding pitch T = 2.80 mm. (T = a · s)

Die mit den Zeichnungen vorliegende systematische Abwicklung der Verzahnungsverhältnisse ermöglicht ein Auszählen der Teilungen -T-, wie im dargestellten Beispiel bestimmbar mit der Gesamtanzahl A = 86 (Z = 43). Der daraus hervorgehende Außenumfang (A·T) ergibt den Verzahnungsaußendurchmesser mit DZ = 76,68 mm, womit alle weiteren Dimensionen bestimmbar vorliegen.The systematic development of the gear ratios present with the drawings makes it possible to count out the pitches -T-, as can be determined in the example shown with the total number A = 86 (Z = 43). The resulting outer circumference (A · T) results in the external tooth diameter with D Z = 76.68 mm, with which all other dimensions can be determined.

Eine daraus ableitbare Gleichung mit DZ = 4a2s(zS + 1/2a)/π ermöglicht die Vorausbestimmung des Außendurchmessers variierter Verzahnungen sowie die Bestimmung der weiteren Abmessungen vorzunehmen.
(-a- Anzahl-Sperrsegmentpaare; -s- Spiel bzw. Restspiel; -zS- Zähnezahl/Sperrsegment) A derivable from this equation with D Z = 4a 2 s (z S + 1 / 2a) / π allows the predetermination of the outer diameter of varied gears and to determine the other dimensions.
(-a number of blocking segment pairs; -s- clearance or residual clearance; -z S -number of teeth / blocking segment)

Ein voraussichtlich sinnvolles Restspiel lässt sich z. B. vorteilhaft durch eine entsprechend variierte Auslegung wählen:
Beispielsweise mit einem Restspiel s = 0,80 mm (oder s = 0,85 mm; s = 0,90 mm)
bei a = 5 Sperrsegmentpaaren mit 10 Sperrsegmenten, sowie mit der dementsprechenden Teilung T = 4,00 mm (T = 4,25 mm; T = 4,50 mm) und zS = 3 Zahneingriffe/Sperrsegment. Hierzu ergibt der Verzahnungsaußendurchmesser DZ = 78,98 mm (DZ = 83,92 mm; DZ = 88,85 mm) sowie die Zähnezahl jeweils Z = 31.A probably meaningful rest play can be z. B. advantageously choose by a correspondingly varied interpretation:
For example, with a residual play s = 0.80 mm (or s = 0.85 mm, s = 0.90 mm)
with a = 5 locking segment pairs with 10 locking segments, as well as with the corresponding pitch T = 4.00 mm (T = 4.25 mm, T = 4.50 mm) and z S = 3 meshing / locking segment. For this purpose, the external tooth diameter D Z = 78.98 mm (D Z = 83.92 mm, D Z = 88.85 mm) and the number of teeth Z = 31.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (5)

Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung in Anwendungskombination, insbesondere mit einer integrierten pyrotechnischen Antriebseinheit, gekennzeichnet durch: – einen grundlegenden Aufbau nach DE 103 00 491, – eine zusätzliche, auf pyrotechnischer Basis erfolgenden Auslösung, – einen auf die rückseitigen Segmentplatten der Sperrsegmente (3) einwirkenden pyrotechnisch erzeugten Treibdruck, welcher die Sperrsegmente (3) betätigt und somit die Arretierung herbeiführt, – eine modifizierte Schutzhülle (6.0) zur Ausbildung eines abgeschotteten Pyro-Treibvolumens über der Arretiermechanik, – eine in der Schutzhülle (6.0) integrierte Pyro-Antriebseinheit (6.1), die vergleichsweise eine geschlossene Ringform aufweist, mit den Zündanschlüssen (6.2), – vergleichsweise mehrere verteilt in der Schutzhülle (6.0) angeordnete Pyro-Treibelemente (6.1), die parallelgeschaltet gezündet werden, – in der ringförmigen Pyro-Antriebseinheit (6.1) vorgesehenen, entsprechend angepasste Austrittsöffnungen für das Pyro-Treibmedium, unter geringer Distanz und jeweils symmetrisch zugeordnet zu den Segmentplatten der Sperrsegmente (3), – in die Außenhülle (6.0) eingebrachte Druckausgleichsbohrungen zur Deaktivierung nach einer Auslösung, vergleichsweise mit Vorkehrungen für eine entsprechend zeitverzögerte Deaktivierung, – eine Verzahnung (4) im grundlegenden Aufbau, die aus einem geeigneten oder speziellen faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist, zur Erzielung einer besseren Gleitfähigkeit und einer Geräuschdämpfung bei elektromagnetischer Betätigung.Safety belt locking device in application combination, in particular with an integrated pyrotechnic drive unit, characterized by: - a basic structure according to DE 103 00 491, - an additional triggering on a pyrotechnic basis, - one on the rear segment plates of the blocking segments ( 3 ) acting pyrotechnically generated motive pressure which the blocking segments ( 3 ) and thus brings about the locking, - a modified protective cover ( 6.0 ) to form a shielded pyro-propellant volume above the locking mechanism, - one in the protective cover ( 6.0 ) integrated pyro drive unit ( 6.1 ), which comparatively has a closed ring shape, with the ignition terminals ( 6.2 ), - comparatively several distributed in the protective cover ( 6.0 ) arranged pyro-propellant elements ( 6.1 ), which are ignited in parallel, - in the annular pyro-drive unit ( 6.1 ) provided, correspondingly adapted outlet openings for the pyro-propellant medium, at a small distance and in each case symmetrically associated with the segment plates of the blocking segments ( 3 ), - in the outer shell ( 6.0 ) introduced pressure equalization holes for deactivation after tripping, comparatively with provisions for a corresponding time-delayed deactivation, - a toothing ( 4 ) in the basic structure made of a suitable or special fiber-reinforced plastic, for better lubricity and noise attenuation in electromagnetic operation. Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: – eine in 2-Stufen auslösende Beschleunigungssensorik: Auslösung der Rückhaltung durch Stufe 1, bei Fahrzeugbremsbeschleunigungen, nach Erreichen einer vorgegebenen Auslöseschwelle, durch Ansteuerung des Elektroringmagneten (8); Auslösung der Rückhaltung durch Stufe 2, bei Kollisionsbeschleunigung, nach Erreichen einer vorgegebenen Auslöseschwelle, die Prozessor gestützt in Abhängigkeit vom Beschleunigungsanstieg definiert ist, durch Zündung der Pyro-Antriebseinheit (6.1).Safety belt locking device according to claim 1, characterized by: - an acceleration sensor system triggered in two stages: activation of restraint by step 1 , at Fahrzeugbremsbeschleunigungen, after reaching a predetermined triggering threshold, by controlling the Elektroringmagneten ( 8th ); Trigger the retention by level 2 in collision acceleration, after reaching a predetermined triggering threshold, the processor is defined as a function of the increase in acceleration defined by ignition of the pyro-drive unit ( 6.1 ). Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch: – eine Kombination mit einer herkömmlichen, nach dem Stand der Technik bekannten, Sicherheitsgurt-Blockierungsvorrichtung, gemeinsam verbunden mit der Wickelrolle (1), – eine Auslösung der Rückhaltung bei Fahrzeugbremsbeschleunigungen durch die herkömmliche Sicherheitsgurt-Blockierungsvorrichtung, – eine Auslösung der Rückhaltung bei Kollisionsbeschleunigung, nach Erreichen einer vorgegebenen Auslöseschwelle, die Prozessor gestützt in Abhängigkeit vom Beschleunigungsanstieg definiert ist, durch Zündung der Pyro-Antriebseinheit (6.1).A seatbelt locking device according to claim 1, characterized by: a combination with a conventional prior art seatbelt locking device connected in common with the winding roller 1 A release of the retention at vehicle braking accelerations by the conventional seat belt locking device, a triggering of the collision acceleration retention, after reaching a predetermined triggering threshold, the processor is defined in dependence on the acceleration increase defined by ignition of the pyro drive unit 6.1 ). Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung, nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch: – eine Schalttaste, vergleichsweise im Cockpit, in der Armaturentafel, am Lenkrad, mittels derer eine Ein-/Aus-Schaltung der Rückhaltung über den Elektroringmagneten (8) vorgenommen wird, zwecks Arretierung von Gegenständen wie Gepäckstücken oder einem Kindersitz auf dem Fahrzeugsitz, – einen generellen Einsatz der durch Ein- und Aus-Schaltung des Elektroringmagneten (8) gegebenen automatischen sowie gefahrenabhängigen Rückhaltung, vergleichsweise zunächst für Fahrer und Beifahrer, wobei mittels einer entsprechenden Schalttaste die Wahlmöglichkeit besteht zur Umschaltung in den automatischen oder gefahrenabhängigen Modus, letzteres bei gewünschter Bewegungsfreiheit, – eine hierzu mögliche Sprachbefehlserkennung durch den Computer, – eine vom Prozessor autark geführte Rückführung in den automatischen Modus nach Ablauf eines für die Bewegungsfreiheit vorgegebenen Zeitintervalls, – eine Verwendung eines Drehgebers wie Winkelschrittgebers, angetrieben von der Wickelrolle (1), zur Prozessor gestützten Kontrolle von Bewegung und Lage des Sicherheitsgurtes.Safety belt locking device, according to the preceding claims, characterized by: - a switch button, comparatively in the cockpit, in the instrument panel, on the steering wheel, by means of which an on / off circuit of the retention on the Elektroringmagneten ( 8th ), for the purpose of locking objects such as luggage or a child seat on the vehicle seat, - a general use of the on and off circuit of the Elektroringmagneten ( 8th ) given automatic as well as danger-dependent retention, comparatively initially for driver and passenger, with a corresponding switch button, the choice exists for switching to the automatic or dangerous driving mode, the latter with the desired freedom of movement - a possible voice command recognition by the computer, - a self-sufficient from the processor Guided return to automatic mode after expiry of a time interval specified for freedom of movement, - use of a rotary encoder such as an angle encoder, driven by the winding roller ( 1 ), for processor-based control of movement and seat belt position. Sicherheitsgurt-Arretiervorrichtung, nach den vorangehenden Ansprüchen, gekennzeichnet durch: – einen spezifisch ausgelegten sowie weiterentwickelten Elektroringmagneten (8), der ausschließlich bei einer Kollisionsbeschleunigung und Auslösung mit einer möglichst höhen Energieaufnahme kurzzeitig beaufschlagt wird, zwecks Abgabe einer dementsprechend hohen magnetischen Impulskraft, – einen präventiv vorgenommenen Austausch von entsprechenden Funktionselementen wie insbesondere dem Elektroringmagneten (8) nach einer Auslösung unter einer grenzwertigen Belastungseinwirkung.Safety belt locking device, according to the preceding claims, characterized by: - a specifically designed and further developed electroring magnet ( 8th ), which is acted upon briefly only with a collision acceleration and release with the highest possible power consumption, for the purpose of delivering a correspondingly high magnetic impulse force, - a preventive exchange of appropriate functional elements such as in particular the Elektroringmagneten ( 8th ) after tripping under a marginal load.
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