DE102018211697B4 - Belt retractor for a safety belt device in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Gurtaufroller für eine Sicherheitsgurteinrichtung eines Kraftfahrzeuges, mit-einer in einem fahrzeugfest befestigbaren Rahmen drehbar gelagerten zweiteiligen Gurtspule (10), mit-einem Gurtspulenkörper (1), auf dem ein Ende eines Sicherheitsgurtes aufwickelbar ist, und-einem Profilkopf (2), welcher mittels einer Blockiereinrichtung gegenüber dem Rahmen fahrzeugfest blockierbar ist, und-einer ersten Kraftbegrenzungseinrichtung in Form eines ersten Torsionsstabes (3), welcher mit einem Ende drehfest mit dem Gurtspulenkörper (1) und mit dem anderen Ende drehfest mit dem Profilkopf (2) verbunden ist, wobei-eine zweite Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist, welche zeitversetzt zu der ersten Kraftbegrenzungseinrichtung wirkt, wobei-ein Gewindeteil (4) vorgesehen ist, welches in ein Gewinde des Profilkopfes (2) oder ein Gewinde des Gurtspulenkörpers (1) eingreift und in Bezug zu dem jeweils anderen Teil drehfest gehalten ist, wobei-das Gewindeteil (4) während der durch die Aktivierung der ersten Kraftbegrenzungseinrichtung ermöglichten Relativdrehbewegung des Gurtspulenkörpers (1) zu dem Profilkopf (2) durch den Gewindeeingriff eine Axialbewegung ausführt, wobei-ein Anschlag (6) vorgesehen ist, an dem das Gewindeteil (4) durch die Axialbewegung zur Aktivierung der zweiten Kraftbegrenzungseinrichtung zur Anlage gelangt, dadurch gekennzeichnet, dass-die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung einen zweiten Torsionsstab (14) umfasst, welcher eine höhere plastische Verformungsgrenze als der erste Torsionsstab (3) aufweist, und-der erste und der zweite Torsionsstab (3,14) in Reihe angeordnet sind, und-eine mit dem Profilkopf (2) oder dem Gurtspulenkörper (1) drehfest verbundene Torsionshülse (15) vorgesehen ist, welche durch Festlegung oder Freigabe jeweils eines oder beider einander zugewandter Enden (16,17) der beiden Torsionsstäbe (3,14) die Aktivierung des zweiten Torsionsstabes (3,14) steuert, und-die Bewegung der Torsionshülse (15) durch die Bewegung des Gewindeteils (4) gegen den Anschlag (6) steuerbar ist.Belt retractor for a safety belt device of a motor vehicle, having a two-part belt reel (10) rotatably mounted in a frame that can be fixed to the vehicle, having a belt reel body (1) on which one end of a safety belt can be wound, and a profile head (2) which is a blocking device that can be blocked fixed to the vehicle relative to the frame, and-a first force-limiting device in the form of a first torsion bar (3), which is non-rotatably connected at one end to the belt reel body (1) and at the other end non-rotatably to the profile head (2), wherein - a second force-limiting device is provided, which acts with a time delay to the first force-limiting device, wherein - a threaded part (4) is provided, which engages in a thread of the profile head (2) or a thread of the belt reel body (1) and in relation to the other Part is held against rotation, wherein-the threaded part (4) during the activation of the the first force-limiting device enables the belt reel body (1) to rotate relative to the profile head (2) through the thread engagement, carrying out an axial movement, with a stop (6) being provided on which the threaded part (4) comes to rest as a result of the axial movement to activate the second force-limiting device , characterized in that-the second force-limiting device comprises a second torsion bar (14) which has a higher plastic deformation limit than the first torsion bar (3), and-the first and the second torsion bar (3,14) are arranged in series, and - a torsion sleeve (15) is provided which is non-rotatably connected to the profile head (2) or the belt reel body (1) and which activates the activation by fixing or releasing one or both ends (16,17) of the two torsion bars (3,14) facing one another of the second torsion bar (3,14), and controls the movement of the torsion sleeve (15) by the movement of the threaded part (4) g can be controlled against the stop (6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für eine Sicherheitsgurteinrichtung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.The present invention relates to a belt retractor for a seat belt device of a motor vehicle with the features of the preamble of
Gurtaufroller werden in Sicherheitsgurteinrichtungen von Kraftfahrzeugen verwendet und dienen dazu, ein Ende eines zur Rückhaltung eines Insassen vorgesehenen Sicherheitsgurtes aufzuwickeln. Der Gurtaufroller ist entweder an der Fahrzeugstruktur oder an einem an der Fahrzeugstruktur befestigten Fahrzeugsitz bzw. an einer daran befestigten Sitzbank befestigt. Der Gurtaufroller weist in seinem Grundaufbau einen zur Befestigung vorgesehenen Rahmen und eine in dem Rahmen drehbar gelagerte Gurtspule auf, wobei der Sicherheitsgurt auf der Gurtspule aufwickelbar ist. Die Gurtspule ist über eine Triebfeder in Aufwickelrichtung federbelastet und über eine Blockiereinrichtung bei einem Überschreiten einer vorbestimmten Gurtbandauszugsbeschleunigung oder Fahrzeugverzögerung mittels einer Blockiereinrichtung gegen einen weiteren Auszug des Sicherheitsgurtes blockierbar, so dass der Insasse nachfolgend zur Vermeidung schwererer Verletzungen vor einem Aufprall auf die innere Fahrzeugstruktur zurückgehalten wird.Belt retractors are used in motor vehicle seat belt devices and are used to wind up one end of a seat belt provided for restraining an occupant. The belt retractor is attached either to the vehicle structure or to a vehicle seat attached to the vehicle structure or to a bench seat attached thereto. In its basic structure, the belt retractor has a frame provided for fastening and a belt spool mounted rotatably in the frame, with the safety belt being able to be wound up on the belt spool. The belt reel is spring-loaded by a drive spring in the winding direction and can be blocked by a blocking device when a predetermined belt pull-out acceleration or vehicle deceleration is exceeded by means of a blocking device against further extension of the seat belt, so that the occupant is subsequently restrained from an impact on the inner vehicle structure to avoid serious injuries .
Um die Insassenbelastung bei der Rückhaltung zu reduzieren, haben sich Kraftbegrenzungseinrichtungen als vorteilhaft herausgestellt, welche bei blockierter Gurtspule und Überschreiten einer vorbestimmten Gurtbandauszugskraft eine kraftbegrenzte Drehung der Gurtspule in Auszugsrichtung und damit eine kraftbegrenzte Vorwärtsverlagerung des Insassen ermöglichen. Je nach der Position des Sitzes, des Kraftfahrzeugtyps, der zurückzuhaltenden Person und schließlich je nach den gesetzlichen Anforderungen des Landes, in dem das Fahrzeug verkauft werden soll, muss die Kraftbegrenzungseinrichtung eine bestimmte Kraftbegrenzungscharakteristik und/oder ein bestimmtes Kraftbegrenzungsniveau aufweisen, damit die zurückzuhaltende Person optimal mit einer möglichst geringen Insassenbelastung bei einer gleichzeitigen Vermeidung schwererer Verletzungen zurückgehalten wird.In order to reduce the occupant stress during restraint, force-limiting devices have proven to be advantageous which, when the belt spool is blocked and a predetermined belt pull-out force is exceeded, allow a force-limited rotation of the belt spool in the pull-out direction and thus a force-limited forward displacement of the occupant. Depending on the position of the seat, the type of motor vehicle, the person to be restrained and finally depending on the legal requirements of the country in which the vehicle is to be sold, the force limiting device must have a certain force limiting characteristic and/or a certain level of force limiting so that the person to be restrained optimally is restrained with the lowest possible occupant burden while at the same time avoiding serious injuries.
So gibt es beispielsweise in verschiedenen Ländern, wie z.B. in Südkorea, die Anforderung, dass zur Rückhaltung von Personen auf bestimmten Sitzen Gurtaufroller mit einer progressiven Kraftbegrenzungscharakteristik mit einer Stoppfunktion vorgesehen sein müssen, bei der das Kraftbegrenzungsniveau ausgehend von einem Kraftbegrenzungsniveau in einem ersten Schritt auf eine höheres ansteigt und dann in einem zweiten Schritt am Ende der Kraftbegrenzungscharakteristik sprungartig ansteigt.For example, in various countries, such as South Korea, there is a requirement that, in order to restrain people in certain seats, belt retractors with a progressive force limitation characteristic with a stop function must be provided, in which the force limitation level, starting from a force limitation level, in a first step to a higher and then suddenly increases in a second step at the end of the force limiting characteristic.
Unter der Berücksichtigung der auftretenden Kräfte und der Geschwindigkeiten haben sich dabei mechanische Lösungen als Kraftbegrenzungseinrichtungen bewährt, welche zudem den Vorteil einer autarken Funktion haben, so dass der Gurtaufroller mit der Kraftbegrenzungseinrichtung beliebig angeordnet und befestigt sein kann. Ferner können die mechanischen Einzelteile kostengünstig in einer Großserienfertigung hergestellt werden.Taking into account the forces and speeds that occur, mechanical solutions have proven their worth as force-limiting devices, which also have the advantage of a self-sufficient function, so that the belt retractor with the force-limiting device can be arranged and attached as desired. Furthermore, the individual mechanical parts can be manufactured inexpensively in large-scale production.
Eine sich besonders bewährte Form einer mechanischen Kraftbegrenzungseinrichtung umfasst einen plastisch um seine Längsachse verformbaren Torsionsstab. Der Gurtaufroller umfasst in diesem Fall eine zweiteilige Gurtwelle mit einem Gurtspulenkörper, auf dem ein Ende des Sicherheitsgurtes aufwickelbar ist, und einen Profilkopf, welcher durch die Blockiereinrichtung fahrzeugfest blockierbar ist. Der Torsionsstab ist mit einem seiner Enden drehfest mit dem Gurtspulenkörper und mit dem anderen Ende drehfest mit dem Profilkopf verbunden und bildet damit eine feste mechanische Verbindung der beiden Teile in Bezug zu den von dem Sicherheitsgurt ausgeübten Zugkräften. Das Kraftbegrenzungsniveau ist bei dem Torsionsstab durch die plastische Verformungsgrenze des Torsionsstabes in Bezug zu den auf den Torsionsstab um die Längsachse einwirkenden Drehmomenten definiert.A particularly proven form of a mechanical force limiting device comprises a torsion bar that is plastically deformable about its longitudinal axis. In this case, the belt retractor comprises a two-part belt shaft with a belt spool body, onto which one end of the safety belt can be wound up, and a profile head, which can be blocked fixed to the vehicle by the blocking device. The torsion bar is non-rotatably connected at one of its ends to the belt reel body and at the other end non-rotatably to the profile head and thus forms a firm mechanical connection of the two parts in relation to the tensile forces exerted by the safety belt. In the case of the torsion bar, the force limitation level is defined by the plastic deformation limit of the torsion bar in relation to the torques acting on the torsion bar about the longitudinal axis.
Aus der Druckschrift
Aus der
Aus der
Aus der Druckschrift
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen zuverlässigen Gurtaufroller mit einer progressiven Kraftbegrenzungscharakteristik der Insassenrückhaltung im Unfall bereitzustellen.Against this background, the invention is based on the object of providing a reliable belt retractor with a progressive force-limiting mechanism to provide characteristics of occupant restraint in the accident.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.To solve the problem, a belt retractor with the features of
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung einen zweiten Torsionsstab umfasst, welcher eine höhere plastische Verformungsgrenze als der erste Torsionsstab aufweist, und der erste und der zweite Torsionsstab in Reihe angeordnet sind, und eine mit dem Profilkopf oder dem Gurtspulenkörper drehfest verbundene Torsionshülse vorgesehen ist, welche durch eine schaltbare Festlegung oder Freigabe jeweils eines oder beider einander zugewandter Enden der beiden Torsionsstäbe die Aktivierung des zweiten Torsionsstabes steuert.According to the basic idea of the invention, it is proposed that the second force-limiting device comprises a second torsion bar, which has a higher plastic deformation limit than the first torsion bar, and the first and the second torsion bar are arranged in series, and one is non-rotatably connected to the profile head or the belt reel body Torsion sleeve is provided, which controls the activation of the second torsion bar by a switchable fixing or releasing one or both mutually facing ends of the two torsion bars.
Insbesondere kann das Gewindeteil durch einen formschlüssigen Eingriff in einen Gurtschlitz des Gurtspulenkörpers mit dem Gurtspulenkörper drehfest verbunden sein. Der Gurtschlitz dient der Einführung und Festlegung des Endes des Sicherheitsgurtes in einen Hohlraum des Gurtspulenkörpers. Das Ende des Sicherheitsgurtes ist zu einer Schlaufe geformt und durch einen in der Schlaufe angeordneten Stift verdickt. Der Hohlraum und der Gurtschlitz sind von einer Seite des Gurtspulenkörpers zugänglich, so dass das Ende des Sicherheitsgurtes mit der Schlaufe und dem eingelegten Stift seitlich eingeschoben werden kann. Da der Schlitz schmaler als das verdickte Ende des Sicherheitsgurtes ist, ist das Ende des Sicherheitsgurtes nachfolgend gegenüber angreifenden Zugkräften an dem Gurtspulenkörper festgelegt und wird bei einer Drehung des Gurtspulenkörpers auf diesem aufgewickelt. Der bereits vorhandene Gurtschlitz wird gemäß der bevorzugten Weiterentwicklung hier auch zu einer drehfesten Verbindung des Gewindeteils mit dem Gurtspulenkörper genutzt. Dazu muss das Gewindeteil lediglich eine in den Gurtschlitz hineinragende Formschlussgestaltung aufweisen.In particular, the threaded part can be non-rotatably connected to the belt coil body by positive engagement in a belt slot of the belt coil body. The belt slot is used to insert and fix the end of the seat belt in a cavity in the belt coil body. The end of the seat belt is formed into a loop and thickened by a pin located in the loop. The hollow space and the seat belt slot are accessible from one side of the belt spool body, so that the end of the safety belt with the loop and the inserted pin can be pushed in from the side. Since the slot is narrower than the thickened end of the seat belt, the end of the seat belt is subsequently fixed against the tensile forces acting on the belt reel body and is wound up on the belt reel body when the belt reel body is rotated. According to the preferred further development, the existing belt slot is also used here for a non-rotatable connection of the threaded part to the belt reel body. For this purpose, the threaded part only has to have a form-fit design that protrudes into the belt slot.
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung wird der bereits mit einer ersten Kraftbegrenzungseinrichtung versehene Gurtaufroller aufgrund der vorgesehenen zeitversetzt wirkenden zweiten Kraftbegrenzungseinrichtung zu einer ansteigenden, also progressiven Kraftbegrenzungscharakteristik weiterentwickelt. Dabei wird die Erhöhung der Kraftbegrenzungscharakteristik bevorzugt durch eine parallele Anordnung der zweiten Kraftbegrenzungscharakteristik erreicht, da sich dadurch die Kraftbegrenzungsniveaus der beiden Kraftbegrenzungseinrichtungen summieren, während die Progressivität der Kraftbegrenzungscharakteristik durch das zeitversetzte Wirken der zweiten Kraftbegrenzungseinrichtung erreicht wird. Sofern die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung in Reihe zu der ersten Kraftbegrenzungseinrichtung angeordnet ist, kann die Progressivität der Kraftbegrenzungscharakteristik auch dadurch erreicht werden, indem die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung ein höheres Kraftbegrenzungsniveau als die erste Kraftbegrenzungseinrichtung aufweist, und indem die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung zeitversetzt zu der ersten Kraftbegrenzungseinrichtung aktiviert wird.The solution proposed according to the invention further develops the belt retractor, which is already provided with a first force-limiting device, into an increasing, ie progressive, force-limiting characteristic due to the second force-limiting device that is provided and acts with a time delay. The increase in the force-limiting characteristic is preferably achieved by a parallel arrangement of the second force-limiting characteristic, since this adds up the force-limiting levels of the two force-limiting devices, while the progressiveness of the force-limiting characteristic is achieved by the time-delayed action of the second force-limiting device. If the second force-limiting device is arranged in series with the first force-limiting device, the progressive nature of the force-limiting characteristic can also be achieved by the second force-limiting device having a higher force-limiting level than the first force-limiting device, and by the second force-limiting device being activated at a later time than the first force-limiting device.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung einen an dem Anschlag und/oder an einer Stirnseite des Gewindeteils vorgesehenen elastisch und/oder plastisch verformbaren Deformationsabschnitt und/oder ein zwischen dem Anschlag und einer Stirnseite des Gewindeteils vorgesehenes elastisch und/oder plastisch verformbares Deformationsteil umfasst. Der Deformationsabschnitt oder das Deformationsteil werden durch die Anlage des Gewindeteils an dem Anschlag durch die ausgeübten Axial- und Scherkräfte plastisch und/oder elastisch verformt und bilden damit die für die Kraftbegrenzung der zweiten Kraftbegrenzungseinrichtung erforderliche Energievernichtung. Dabei kann die Energievernichtung sowohl auf einer plastischen Verformung als auch auf einer elastischen Verformung des Deformationsabschnittes bzw. des Deformationsteiles basieren, oder auch durch eine Kombination gebildet sein, indem das Deformationsteil bzw. der Deformationsabschnitt zuerst elastisch und anschließend zusätzlich plastisch verformt wird.It is further proposed that the second force-limiting device comprises an elastically and/or plastically deformable deformation section provided on the stop and/or on an end face of the threaded part and/or an elastically and/or plastically deformable deformation part provided between the stop and an end face of the threaded part. The deformation section or the deformation part is plastically and/or elastically deformed by the contact of the threaded part on the stop by the exerted axial and shearing forces and thus form the energy dissipation required for the force limitation of the second force-limiting device. The energy dissipation can be based both on a plastic deformation and on an elastic deformation of the deformation section or the deformation part, or it can be formed by a combination in which the deformation part or the deformation section is first elastically and then additionally plastically deformed.
Ferner kann die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung auch eine Schikane und ein durch die Schikane geführtes Bandmaterial umfassen, wobei durch das an dem Anschlag zur Anlage gelangende Gewindeteil eine Relativbewegung zwischen dem Bandmaterial und der Schikane erzwingbar ist. Das Bandmaterial wird beim Durchziehen durch die Schikane mehrfach plastisch umgeformt, wodurch die Energie vernichtet wird.Furthermore, the second force-limiting device can also comprise a baffle and a strip material guided through the baffle, wherein a relative movement between the strip material and the baffle can be forced by the threaded part coming into contact with the stop. The band material is plastically deformed several times as it is pulled through the chicane, which means that the energy is lost.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt
-
1 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einem elastisch verformbaren Deformationsteil; und -
2 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einem plastisch verformbaren Deformationsabschnitt; und -
3 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit einem plastisch verformbaren Bandmaterial und einer Schikane; und -
4 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit zwei Torsionsstäben gemäß einer ersten Ausführungsform; und -
5 einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller mit zwei Torsionsstäben gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
6 eine mit einem erfindungsgemäßen Gurtaufroller erzielte Kraftbegrenzungscharakteristik.
-
1 a belt retractor according to the invention with an elastically deformable deformation part; and -
2 a belt retractor according to the invention with a plastically deformable deformation section; and -
3 a belt retractor according to the invention with a plastically deformable band material and a baffle; and -
4 a belt retractor according to the invention with two torsion bars according to a first embodiment; and -
5 a belt retractor according to the invention with two torsion bars according to a second embodiment; -
6 a force limiting characteristic achieved with a belt retractor according to the invention.
In der
Der Gurtspulenkörper 1 und der Profilkopf 2 sind in bekannter Weise über einen eine erste Kraftbegrenzungseinrichtung bildenden ersten Torsionsstab 3 miteinander verbunden, welcher bei blockiertem Profilkopf 2 durch eine plastische Verformung um seine Längsachse eine kraftbegrenzte Drehung des Gurtspulenkörpers 1 in Auszugsrichtung des Sicherheitsgurtes ermöglicht. Der erste Torsionsstab 3 ist dazu mit einem Ende drehfest mit dem Gurtspulenkörper 1 und mit dem anderen Ende drehfest mit dem Profilkopf 2 verbunden. Soweit entspricht der Gurtaufroller einem im Stand der Technik bekannten Gurtaufroller. Die erste Kraftbegrenzungseinrichtung in Form des ersten Torsionsstabes 3 bewirkt ein erstes konstantes Kraftbegrenzungsniveau, welches durch die plastische Verformungsgrenze des ersten Torsionsstabes 3 definiert und in der
Erfindungsgemäß ist bei dem Gurtaufroller eine zweite Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen, welche in dem Ausführungsbeispiel der
Für den Fall, dass die Gurtspule 10 durch das Blockieren des Profilkopfes 2 blockiert ist, und die Auszugskraft des Sicherheitsgurtes im Rückhaltefall das durch die plastische Verformungsgrenze des ersten Torsionsstabes 3 definierte Kraftbegrenzungsniveau I der ersten Kraftbegrenzungseinrichtung übersteigt, beginnt der erste Torsionsstab 3 sich plastisch um seine Längsachse zu verformen, und der Gurtspulenkörper 1 rotiert gegenüber dem Profilkopf 2 in Gurtauszugsrichtung. Dabei wird die Drehbewegung des Gurtspulenkörpers 1 über die formschlüssige Verbindung auf das Gewindeteil 4 übertragen. Da das Gewindeteil 4 mit dem Innengewinde 8 in das Außengewinde 7 des Profilkopfes 2 eingreift, führt das Gewindeteil 4 gleichzeitig eine die Drehbewegung überlagernde Axialbewegung in Richtung des Anschlages 6 aus. Dadurch wird das Deformationsteil 5, wie in der mittleren und unteren Darstellung der
In der
In dem Ausführungsbeispiel der
Bei allen in den
In den
In dem Ausführungsbeispiel der
In der
Die Torsionshülse 15 bildet hier zusammen mit dem Gewindeteil 4 eine Schalteinrichtung, mittels derer der erste Torsionsstab 3 überbrückt und der zweite Torsionsstab 14 aktiviert werden kann. Dabei wird die vorbestimmte Gurtbandauszugslänge, ab der das Kraftbegrenzungsniveau auf das höhere Kraftbegrenzungsniveau II ansteigt, wiederum durch die Bewegung des Gewindeteils 4 definiert. Neben der in den
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
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R020 | Patent grant now final |