DE102019200628A1

DE102019200628A1 - BELT REEL

Info

Publication number: DE102019200628A1
Application number: DE102019200628.0A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Einsiedel; Paul Sprongl; Steffen Sohr
Original assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Current assignee: Joyson Safety Systems Germany GmbH
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2019-01-18
Publication date: 2020-06-10
Also published as: WO2020114563A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller (10) zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurts (20) einer Sicherheitsgurteinrichtung mit zumindest einer Gurtkraftbegrenzungseinrichtung (30).Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Gurtaufroller (10) eine Drehmomenterzeugungseinrichtung (50, 60, 70, 110, 300) aufweist, die mittelbar oder unmittelbar mit einer Gurtspule (40) des Gurtaufrollers (10) in Verbindung steht und geeignet ist, ein in Gurtabwickelrichtung wirkendes Drehmoment und/oder ein entgegen der Gurtabwickelrichtung wirkendes Drehmoment auf die Gurtspule (40) auszuüben.The invention relates to a belt retractor (10) for winding and unwinding a seat belt (20) of a seat belt device with at least one belt force limiting device (30) , 300) which is directly or indirectly connected to a belt spool (40) of the belt retractor (10) and is suitable for exerting a torque acting in the belt unwinding direction and / or a torque acting counter to the belt unwinding direction on the belt spool (40).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gurtaufroller zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurts einer Sicherheitsgurteinrichtung mit zumindest einer Gurtkraftbegrenzungseinrichtung.The invention relates to a belt retractor for winding and unwinding a seat belt of a seat belt device with at least one belt force limiting device.

Gurtaufroller mit Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen sind allgemein bekannt. Die Gurtkraftbegrenzungseinrichtungen können beispielsweise durch einen tordierbaren Torsionsstab gebildet sein oder einen solchen umfassen.Belt retractors with belt force limiting devices are generally known. The belt force limiting devices can be formed, for example, by a torsion bar or comprise such a torsion bar.

Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2009 023 625 B4 ist ein Gurtaufroller mit zwei Torsionsstäben bekannt. In einer ersten Phase der Gurtkraftbegrenzung wird nur ein Torsionsstab tordiert, der in dieser ersten Phase die Gurtrückhaltekraft bestimmt. In einer nachfolgenden zweiten Phase, deren Länge durch eine Kulissenmechanik fest vorgegeben ist, wird ein zweiter Torsionsstab hinzugeschaltet, so dass in der zweiten Phase zwei Torsionsstäbe tordierbar sind und die Gurtrückhaltekraft auf ein geringeres Niveau reduziert wird.From the German patent specification DE 10 2009 023 625 B4 a belt retractor with two torsion bars is known. In a first phase of the belt force limitation, only one torsion bar is twisted, which determines the belt restraint force in this first phase. In a subsequent second phase, the length of which is predetermined by a link mechanism, a second torsion bar is switched on, so that in the second phase two torsion bars can be twisted and the belt retention force is reduced to a lower level.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller anzugeben, bei dem im Falle einer gesperrten Gurtspule des Gurtaufrollers die Gurtkraftbegrenzung noch variabler als bisher eingestellt werden kann.The invention has for its object to provide a belt retractor in which the belt force limit can be set even more variably than before in the event of a locked belt spool of the belt retractor.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers sind in Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a belt retractor with the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the belt retractor according to the invention are specified in the subclaims.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Gurtaufroller eine Drehmomenterzeugungseinrichtung aufweist, die mittelbar oder unmittelbar mit einer Gurtspule des Gurtaufrollers in Verbindung steht und geeignet ist, ein in Gurtabwickelrichtung wirkendes Drehmoment und/oder ein entgegen der Gurtabwickelrichtung wirkendes Drehmoment auf die Gurtspule auszuüben, und der Gurtaufroller eine mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung verbundene Steuereinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Drehmomenterzeugungseinrichtung bei gesperrtem Gurtbandauszug und aktiver Gurtkraftbegrenzungseinrichtung anzusteuern und die Gurtrückhaltekraft der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung während der Gurtkraftbegrenzungsphase zu erhöhen und/oder zu erniedrigen.According to the invention, it is provided that the belt retractor has a torque generating device which is indirectly or directly connected to a belt spool of the belt retractor and is suitable for exerting a torque acting in the belt unwinding direction and / or a torque acting counter to the belt unwinding direction on the belt spool, and the belt retractor has a control device connected to the torque generating device, which is designed to control the torque generating device when the webbing extension is locked and the belt force limiting device is active and to increase and / or decrease the belt retention force of the belt force limiting device during the belt force limiting phase.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist darin zu sehen, dass im Falle einer gesperrten Gurtspule und aktiver Gurtkraftbegrenzung das durch die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung auf die Gurtspule ausgeübte und entgegen der Gurtbandauszugsrichtung wirkende Bremsdrehmoment durch die Steuereinrichtung und die Drehmomenterzeugungseinrichtung verändert werden kann und so beispielsweise über der Zeit bzw. über dem Gurtbandauszug ein gewünschter Drehmomentverlauf erzeugt werden kann. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung in vorteilhafter Weise eine Anpassung des Einflusses der Drehmomenterzeugungseinrichtung auf die Gurtrückhaltekraft an die individuellen Gegebenheiten der Gefahren- und/oder Insassensituation ermöglichen.A major advantage of the belt retractor according to the invention can be seen in the fact that, in the case of a locked belt spool and active belt force limitation, the braking torque exerted by the belt force limiting device on the belt spool and acting counter to the belt pull-out direction can be changed by the control device and the torque generating device and thus, for example, over time or a desired torque curve can be generated over the webbing extension. For example, the control device can advantageously allow the influence of the torque generating device on the belt restraint force to be adapted to the individual circumstances of the danger and / or occupant situation.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung elektrisch verstellbar und/oder elektrisch ansteuerbar ist. Eine elektrische Verstellbarkeit bzw. Ansteuerbarkeit ermöglicht in vorteilhafter Weise den Einsatz einer elektronisch arbeitenden Steuereinrichtung.It is advantageous if the torque generating device is electrically adjustable and / or electrically controllable. Electrical adjustability or controllability advantageously enables the use of an electronically operating control device.

Demgemäß ist es also vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung die Drehmomenterzeugungseinrichtung elektrisch verstellen und/oder elektrisch ansteuern kann.Accordingly, it is advantageous if the control device can electrically adjust and / or actuate the torque generating device.

Bei einer als vorteilhaft angesehenen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung ein aktives Drehmomenterzeugungselement ist oder umfasst, das unabhängig von einer Drehung der Gurtspule ein Drehmoment auf die Gurtspule ausüben kann. Ein aktives Drehmomenterzeugungselement kann in vorteilhafter Weise durch einen Elektromotor gebildet sein.In a configuration which is considered to be advantageous, it is provided that the torque generating device is or comprises an active torque generating element which can exert a torque on the belt reel independently of a rotation of the belt reel. An active torque generating element can advantageously be formed by an electric motor.

Alternativ oder zusätzlich kann in ebenfalls vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung ein passives Drehmomenterzeugungselement ist oder umfasst, dessen erzeugtes Drehmoment abhängig von der Drehung der Gurtspule ist. Ein passives Drehmomenterzeugungselement kann in vorteilhafter Weise durch eine Bremse, vorzugsweise eine Reibungsbremse (auf Reibung basierende Bremse) gebildet sein.Alternatively or additionally, it can also be provided in an advantageous manner that the torque generating device is or comprises a passive torque generating element, the torque generated of which is dependent on the rotation of the belt reel. A passive torque generation element can advantageously be formed by a brake, preferably a friction brake (brake based on friction).

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung ein Drehmomenterzeugungselement ist oder umfasst, das sowohl ein Drehmoment in Gurtabwickelrichtung als auch ein Drehmoment entgegen der Gurtabwickelrichtung erzeugen kann.It is advantageous if the torque generating device is or comprises a torque generating element that can generate both a torque in the belt unwinding direction and a torque counter to the belt unwinding direction.

Alternativ kann mit Blick auf eine kostengünstige Lösung vorgesehen sein, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung ein Drehmomenterzeugungselement ist oder umfasst, das ausschließlich geeignet bzw. dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment in einer Richtung, also in Gurtabwickelrichtung oder entgegen der Gurtabwickelrichtung, zu erzeugen.Alternatively, with a view to an inexpensive solution, it can be provided that the torque generating device is or comprises a torque generating element that is exclusively suitable or designed to generate a torque in one direction, i.e. in the belt unwinding direction or counter to the belt unwinding direction.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung oder zumindest eines ihrer Drehmomenterzeugungselemente geeignet bzw. dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment von mindestens 15 Nm zu erzeugen.It is advantageous if the torque generating device or at least one of its torque generating elements is suitable or is designed to generate a torque of at least 15 Nm.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung oder zumindest eines ihrer Drehmomenterzeugungselemente geeignet bzw. dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment von mindestens 15 Nm innerhalb von maximal 35 Millisekunden zu erzeugen.It is advantageous if the torque generating device or at least one of its torque generating elements is suitable or is designed to generate a torque of at least 15 Nm within a maximum of 35 milliseconds.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung einen Elektromotor umfasst, der ein Drehmoment wahlweise in der Gurtabwickelrichtung oder entgegen der Gurtabwickelrichtung erzeugen kann. Ein Elektromotor ist, wie oben bereits angesprochen, in vorteilhafter Weise geeignet, elektrisch angesteuert zu werden.It is advantageous if the torque generating device comprises an electric motor that can generate a torque either in the belt unwinding direction or counter to the belt unwinding direction. As already mentioned above, an electric motor is advantageously suitable for being electrically controlled.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Elektromotor ein Scheibenmotor ist oder einen solchen umfasst.It is particularly advantageous if the electric motor is a disc motor or comprises one.

Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung eine elektrisch steuerbare Bremse ist oder umfasst, die die Drehung der Gurtspule bremsen kann. Eine solche Bremse kann in besonders einfacher Weise durch eine Reibungsbremse gebildet werden. Eine Reibungsbremse kann beispielsweise einen oder mehrere Bremsklötze umfassen, die über eine elektromechanische Verstelleinrichtung verstellt werden können. Alternativ kann die Bremse auch eine elektrodynamische Bremse sein, die durch einen entsprechend angesteuerten Elektromotor gebildet wird.It can also be provided in an advantageous manner that the torque generating device is or comprises an electrically controllable brake which can brake the rotation of the belt reel. Such a brake can be formed in a particularly simple manner by a friction brake. A friction brake can include, for example, one or more brake pads that can be adjusted using an electromechanical adjustment device. Alternatively, the brake can also be an electrodynamic brake, which is formed by a correspondingly controlled electric motor.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung durchgehend oder zumindest zeitweise stufig arbeitet und zumindest zwei unterschiedlich hohe Drehmomentgrade (Drehmomentlevel) in Gurtabwickelrichtung und/oder entgegen der Gurtabwickelrichtung zur Verfügung stellen kann.It is advantageous if the torque generating device operates continuously or at least temporarily in stages and can provide at least two different degrees of torque (torque level) in the belt unwinding direction and / or counter to the belt unwinding direction.

Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung durchgehend oder zumindest zeitweise stufenlos arbeitet und geeignet bzw. dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment in Gurtabwickelrichtung und/oder ein Drehmoment entgegen der Gurtabwickelrichtung stufenfrei zu erzeugen.Alternatively or additionally, it can advantageously be provided that the torque generating device operates continuously or at least temporarily continuously and is suitable or designed to generate a torque in the belt unwinding direction and / or a torque counter to the belt unwinding direction in a stepless manner.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Gurtaufroller eine elektrische Steuereinrichtung aufweist, die geeignet bzw. dazu ausgebildet ist, das von der Drehmomenterzeugungseinrichtung erzeugte Drehmoment von der Höhe her und/oder von der Drehmomentrichtung her zu verstellen.It is particularly advantageous if the belt retractor has an electrical control device which is suitable or designed to adjust the torque generated by the torque generating device from the height and / or from the torque direction.

Mit Blick auf den zeitlichen Verlauf der Gurtrückhaltekraft wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinrichtung geeignet bzw. dazu ausgebildet ist, vor einer Gefahrensituation vorliegende Messwerte auszuwerten und in Abhängigkeit von den Messwerten einen Solldrehmomentverlauf, der nach Eintritt der Gefahrensituation eingestellt werden soll, über der Zeit für die Drehmomenterzeugungseinrichtung zu ermitteln.With regard to the time course of the belt restraint force, it is considered advantageous if the control device is suitable or is designed to evaluate existing measured values before a dangerous situation and, depending on the measured values, a target torque curve which is to be set after the dangerous situation has occurred, above which To determine time for the torque generating device.

Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinrichtung geeignet bzw. dazu ausgebildet ist, als Messwerte die Geschwindigkeit, die Kurvenlage und/oder die Lage eines mit dem Sicherheitsgurt geschützten Insassen zu verarbeiten.It is advantageous if the control device is suitable or designed to process the speed, the cornering position and / or the position of an occupant protected with the seat belt as measured values.

Alternativ oder zusätzlich kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuereinrichtung in der Lage ist, während einer Gefahrensituation vorliegende Messwerte auszuwerten und in Abhängigkeit von den Messwerten einen Solldrehmomentverlauf zu ermitteln, der während einer Gefahrensituation eingestellt werden soll.Alternatively or additionally, it can be advantageous if the control device is able to evaluate existing measured values during a dangerous situation and, depending on the measured values, to determine a target torque curve that is to be set during a dangerous situation.

Auch kann die Steuereinrichtung einen vorläufigen Solldrehmomentverlauf vor Eintritt der Gefahrensituation ermitteln und diesen nach Eintritt der Gefahrensituation anhand der während einer Gefahrensituation vorliegenden Messwerte nachführen bzw. korrigieren.The control device can also determine a provisional setpoint torque curve before the dangerous situation arises, and can correct or correct it after the dangerous situation has occurred on the basis of the measured values available during a dangerous situation.

Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise einen Mikrocomputer und/oder einen Mikrocontroller zum Errechnen und ggf. Nachführen des Solldrehmomentverlaufs.The control device preferably comprises a microcomputer and / or a microcontroller for calculating and possibly tracking the target torque curve.

Zusammengefasst ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung ein zusätzliches bremsendes Drehmoment während der aktiven Phase der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung zusätzlich zur Gurtrückhaltekraft der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung einzustellen und/oder während der aktiven Phase der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung deren Gurtrückhaltekraft zu reduzieren.In summary, it is advantageous if the control device is designed to use the torque generating device to set an additional braking torque during the active phase of the belt force limiting device in addition to the belt restraining force of the belt force limiting device and / or to reduce its belt restraining force during the active phase of the belt force limiting device.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung unmittelbar mit der Gurtspule zusammenwirkt und mit dieser unmittelbar gekoppelt ist.It is advantageous if the torque generating device interacts directly with the belt spool and is directly coupled to it.

Alternativ kann - in ebenfalls vorteilhafter Weise - vorgesehen sein, dass die Drehmomenterzeugungseinrichtung mittelbar, insbesondere über ein Zwischengetriebe, mit der Gurtspule gekoppelt ist.Alternatively, it can also be provided, likewise in an advantageous manner, that the torque generating device is coupled to the belt reel indirectly, in particular via an intermediate gear.

Vorteilhaft ist es, wenn die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung einen Torsionsstab umfasst oder durch einen Torsionsstab gebildet ist.It is advantageous if the belt force limiting device comprises a torsion bar or is formed by a torsion bar.

Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinrichtung mit einem CAN-Bus kompatibel ist. It is advantageous if the control device is compatible with a CAN bus.

Vorteilhaft ist es, wenn die Steuereinrichtung über einen CAN-Bus ein Steuersignal an die Drehmomenterzeugungseinrichtung zu deren Ansteuerung übermitteln kann.It is advantageous if the control device can transmit a control signal to the torque generation device via a CAN bus in order to control it.

Vorteilhaft ist es, wenn die Drehmomenterzeugungseinrichtung elektronisch, insbesondere über digitale Steuersignale, steuerbar ist.It is advantageous if the torque generating device can be controlled electronically, in particular via digital control signals.

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betreiben eines Gurtaufrollers zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurts einer Sicherheitsgurteinrichtung. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mit einer Drehmomenterzeugungseinrichtung, die mittelbar oder unmittelbar mit einer Gurtspule des Gurtaufrollers in Verbindung steht, bei gesperrtem Gurtbandauszug und aktiver Gurtkraftbegrenzungseinrichtung die Gurtrückhaltekraft der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung während der Gurtkraftbegrenzungsphase erhöht und/oder erniedrigt wird.The invention also relates to a method for operating a belt retractor for winding and unwinding a seat belt of a seat belt device. It is provided according to the invention that with a torque generating device which is directly or indirectly connected to a belt spool of the belt retractor, the belt restraining force of the belt force limiting device is increased and / or decreased during the belt force limiting phase when the belt webbing extension is locked and the belt force limiting device is active.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Gurtaufroller entsprechend.With regard to the advantages of the method according to the invention, the above statements in connection with the belt retractor according to the invention apply accordingly.

Vorteilhaft ist es, wenn vor Eintritt einer Gefahrensituation anhand von vor der Gefahrensituation vorliegenden Messwerten ein vorläufiger Solldrehmomentverlauf ermittelt wird und dieser vorläufige Solldrehmomentverlauf nach Eintritt der Gefahrensituation anhand von während der Gefahrensituation vorliegenden Messwerten unter Bildung eines modifizierten Solldrehmomentverlaufs nachgeführt oder korrigiert wird und die Drehmomenterzeugungseinrichtung derart angesteuert wird, dass dieser modifizierte Solldrehmomentverlauf - unter Berücksichtigung der Wirkung der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung - eingestellt wird.It is advantageous if, before the occurrence of a dangerous situation, a preliminary target torque curve is determined on the basis of measured values existing before the dangerous situation, and this preliminary target torque curve after the occurrence of the dangerous situation is tracked or corrected on the basis of measured values present during the dangerous situation to form a modified target torque curve and the torque generating device is controlled in this way is that this modified target torque curve - taking into account the effect of the belt force limiting device - is set.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

1 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller, der mit einer Drehmomenterzeugungseinrichtung in Form eines Elektromotors ausgestattet ist,
2 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller, bei dem eine Drehmomenterzeugungseinrichtung durch eine elektrisch steuerbare Bremse gebildet ist,
3 ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gurtaufroller, bei dem zwischen einer Drehmomenterzeugungseinrichtung und einer Gurtspule des Gurtaufrollers ein zusätzliches Getriebe angeordnet ist,
4 ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung eines Gurtaufrollers, beispielsweise eines Gurtaufrollers gemäß den 1 bis 3, in einem Fahrzeug,
5 beispielhaft Drehmomentverläufe über der Zeit bei den Gurtaufrollern gemäß den 1 bis 4 und
6 beispielhaft eine vorteilhafte Anbindung einer Drehmomenterzeugungseinrichtung am Beispiel eines Torsionsstabs als Gurtkraftbegrenzungseinrichtung.

The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments; show exemplary

1 An exemplary embodiment of a belt retractor according to the invention, which is equipped with a torque generating device in the form of an electric motor,
2nd An embodiment of a belt retractor according to the invention, in which a torque generating device is formed by an electrically controllable brake,
3rd 1 shows an exemplary embodiment of a belt retractor according to the invention, in which an additional gear is arranged between a torque generating device and a belt spool of the belt retractor,
4th an embodiment of an arrangement of a belt retractor, for example a belt retractor according to the 1 to 3rd in a vehicle
5 exemplary torque curves over time in the belt retractors according to 1 to 4th and
6 an advantageous connection of a torque generating device using the example of a torsion bar as a belt force limiting device.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.For the sake of clarity, the same reference numbers are always used in the figures for identical or comparable components.

Die 1 zeigt einen Gurtaufroller 10, der zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurts 20 einer nicht weiter gezeigten Sicherheitsgurteinrichtung geeignet ist. Der Gurtaufroller 10 ist mit einer Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 ausgestattet, die vorzugsweise zumindest ein deformierbares Element umfasst. Die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 kann beispielsweise durch einen Torsionsstab 310 gebildet sein, der innerhalb einer Gurtspule 40 des Gurtaufrollers 10 angeordnet ist. Alternativ kann die Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 auch außerhalb der Gurtspule 40 angeordnet sein.The 1 shows a belt retractor 10th for winding and unwinding a seat belt 20th a seat belt device not shown is suitable. The belt retractor 10th is with a belt force limiting device 30th equipped, which preferably comprises at least one deformable element. The belt force limiting device 30th can, for example, by a torsion bar 310 be formed within a belt spool 40 of the belt retractor 10th is arranged. Alternatively, the belt force limiting device 30th also outside the belt spool 40 be arranged.

Der Gurtaufroller 10 gemäß 1 weist darüber hinaus eine zusätzliche Drehmomenterzeugungseinrichtung auf, die durch einen Elektromotor 50, beispielsweise einen Scheibenmotor, gebildet ist oder einen solchen umfasst. Durch Anlegen einer positiven oder negativen Betriebsspannung kann das von dem Elektromotor 50 erzeugte Drehmoment sowohl hinsichtlich der Drehrichtung als auch der Höhe nach eingestellt werden; es kann also somit wahlweise ein Drehmoment in Gurtabwickelrichtung des Gurtaufrollers 10 oder ein Drehmoment entgegen der Gurtabwickelrichtung des Gurtaufrollers 10 erzeugt werden. Die Möglichkeit, ein Drehmoment in beiden Drehrichtungen zu erzeugen, ist in der 1 durch einen Doppelpfeil mit dem Bezugszeichen P gekennzeichnet.The belt retractor 10th according to 1 also has an additional torque generating device, which by an electric motor 50 , for example a disc motor, is formed or includes one. This can be done by the electric motor by applying a positive or negative operating voltage 50 generated torque can be adjusted in terms of both the direction of rotation and the height; it can thus optionally be a torque in the belt unwinding direction of the belt retractor 10th or a torque against the belt unwinding direction of the belt retractor 10th be generated. The possibility of generating a torque in both directions of rotation is in the 1 by a double arrow with the reference symbol P featured.

Der Elektromotor 50 wird von einer Steuereinrichtung angesteuert, die in der 1 nicht näher dargestellt ist.The electric motor 50 is controlled by a control device in the 1 is not shown in detail.

Der Elektromotor 50 kann also im Falle eines Gurtbandsauszugs im Falle einer Gefahrensituation bei aktiver Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 das auf die Gurtspule 40 wirkende Bremsdrehmoment der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 erhöhen, indem ein zusätzliches Drehmoment entgegen der Gurtabwickelrichtung ausgeübt wird, oder erniedrigen, indem ein Drehmoment in Gurtabwickelrichtung erzeugt wird.The electric motor 50 can in the case of a webbing pull-out in the event of a dangerous situation with the belt force limiting device active 30th that on the belt spool 40 acting braking torque of the belt force limiting device 30th increase by exerting an additional torque against the belt unwinding direction, or decrease by generating a torque in the belt unwinding direction.

Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller, bei dem zusätzlich zu einer Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 eine Drehmomenterzeugungseinrichtung in Form einer elektrisch steuerbaren Bremse 60 vorhanden ist. Die elektrisch steuerbare Bremse 60 kann die Drehung der Gurtspule 40 des Gurtaufrollers 10 in Gurtabwickelrichtung bremsen, was durch einen Pfeil P1 in der 2 visualisiert ist. Im Falle einer Gefahrensituation und einer Drehung der Gurtspule 40 in Gurtabwickelrichtung bei aktiver Gurtkraftbegrenzungseinrichtung kann die Bremse 60 somit das den Gurtbandauszug bremsende Drehmoment der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 lediglich erhöhen, aber nicht erniedrigen. The 2nd shows an embodiment of a belt retractor, in addition to a belt force limiting device 30th a torque generating device in the form of an electrically controllable brake 60 is available. The electrically controllable brake 60 can the rotation of the belt spool 40 of the belt retractor 10th brake in the belt unwinding direction, which is indicated by an arrow P1 in the 2nd is visualized. In the event of a dangerous situation and rotation of the belt spool 40 In the belt unwinding direction when the belt force limiting device is active, the brake can 60 thus the braking force of the belt force limiting device that brakes the webbing extension 30th only increase, but not decrease.

Die 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller 10, bei dem zwischen der Gurtspule 40 und einer Drehmomenterzeugungseinrichtung 70, die beispielsweise durch den Elektromotor 50 gemäß 1 oder auch durch die Bremse 60 gemäß 2 gebildet sein kann, ein zusätzliches Getriebe 80 angeordnet ist. Anders als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 wirkt die Drehmomenterzeugungseinrichtung 70 also nicht unmittelbar auf die Gurtspule 40 ein, sondern nur mittelbar mittels des Getriebes 80.The 3rd shows an embodiment of a belt retractor 10th , where between the belt reel 40 and a torque generating device 70 , for example, by the electric motor 50 according to 1 or also by the brake 60 according to 2nd can be formed, an additional gear 80 is arranged. Unlike the embodiment according to the 1 and 2nd acts the torque generating device 70 not directly on the belt spool 40 one, but only indirectly by means of the transmission 80 .

Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Gurtaufroller 10. Eine Steuereinrichtung 100 des Gurtaufrollers 10 wirkt mit einer Drehmomenterzeugungseinrichtung 110 zusammen, bei der es sich beispielsweise um den Elektromotor 50 gemäß 1 oder die Bremse 60 gemäß 2 handeln kann. Die Drehmomenterzeugungseinrichtung 110 kann unmittelbar auf die Spule 40 einwirken oder mittelbar über ein Getriebe, das in der 4 nicht näher gezeigt ist.The 4th shows a further embodiment of a belt retractor 10th . A control device 100 of the belt retractor 10th acts with a torque generating device 110 together, which is, for example, the electric motor 50 according to 1 or the brake 60 according to 2nd can act. The torque generating device 110 can directly on the coil 40 act or indirectly via a gearbox in the 4th is not shown in detail.

Die 4 zeigt darüber hinaus, dass die Steuereinrichtung 100 vorzugsweise benachbart zur Gurtspule 40 des Gurtaufrollers 10 innerhalb eines Fahrzeugs 200 angeordnet wird.The 4th also shows that the control device 100 preferably adjacent to the belt reel 40 of the belt retractor 10th inside a vehicle 200 is arranged.

Die die Drehmomenterzeugungseinrichtung 110 ansteuernde Steuereinrichtung 100 umfasst einen Mikrocomputer oder Mikrocontroller 101, der zum Errechnen eines Solldrehmomentverlaufs vor Eintritt einer Gefahrensituation anhand von vor der Gefahrensituation vorliegenden Messwerten programmiert ist. Außerdem ist der Mikrocomputer und/oder Mikrocontroller 101 zum Errechnen eines modifizierten Solldrehmomentverlaufs nach Eintritt der Gefahrensituation anhand von während der Gefahrensituation vorliegenden Messwerten programmiert.The the torque generating device 110 controlling control device 100 includes a microcomputer or microcontroller 101 , which is programmed to calculate a target torque curve before the occurrence of a dangerous situation on the basis of measured values available before the dangerous situation. In addition, the microcomputer and / or microcontroller 101 programmed to calculate a modified target torque curve after the occurrence of the dangerous situation on the basis of measured values present during the dangerous situation.

Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Arbeitsweise des Gurtaufrollers 10 gemäß 1 näher im Detail. So zeigt die 5 den zeitlichen Verlauf des von der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 des Gurtaufrollers 10 über der Zeit ausgeübten Drehmoments Mb, wenn der Sicherheitsgurt 20 im Falle einer Gefahrensituation und einer gesperrten Gurtspule 40 in Gurtabwickelrichtung ausgezogen wird. Das bremsende Drehmoment Mb der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 ist über der Zeit t und damit über dem Gurtbandauszug bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 im Wesentlichen konstant.The 5 shows an embodiment of the operation of the belt retractor 10th according to 1 closer in detail. So it shows 5 the time course of the belt force limiting device 30th of the belt retractor 10th torque exerted over time Mb when the seat belt 20th in the event of a dangerous situation and a locked belt spool 40 is pulled out in the belt unwinding direction. The braking force Mb of the belt force limiting device 30th is over the time t and thus over the webbing extension in the embodiment according to 5 essentially constant.

Die 5 zeigt darüber hinaus das von der Drehmomenterzeugungseinrichtung bzw. dem Elektromotor 50 gemäß 1 erzeugte Drehmoment Mm über der Zeit und damit über dem Gurtbandauszug, wenn der Elektromotor 50 in geeigneter Weise von der Steuereinrichtung 100 angesteuert wird. In einer ersten Phase bis zum Zeitpunkt t1 erzeugt der Elektromotor 50 ein bremsendes Drehmoment Mm, also ein Drehmoment entgegen der Gurtabwickelrichtung, so dass die insgesamt auf die Gurtspule 40 wirkende Gurtrückhaltekraft durch den Elektromotor 50 erhöht wird. Dies zeigt das untere Diagramm in der 5, in dem das resultierende Drehmoment MSumme, das sich durch das Drehmoment Mb der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 und das Drehmoment Mm der zusätzlichen Drehmomenterzeugungseinrichtung in Form des Elektromotors 50 ergibt.The 5 also shows that of the torque generating device or the electric motor 50 according to 1 generated torque Mm over time and thus over the webbing when the electric motor 50 in a suitable manner by the control device 100 is controlled. In a first phase up to the point in time t1 generates the electric motor 50 a braking torque Mm, i.e. a torque against the belt unwinding direction, so that the total on the belt spool 40 effective belt retention force by the electric motor 50 is increased. This is shown in the diagram below 5 , in which the resulting torque MSum, which is the torque Mb of the belt force limiting device 30th and the torque Mm of the additional torque generating device in the form of the electric motor 50 results.

Ab dem Zeitpunkt t1 arbeitet der Elektromotor 50 als ein Element, das die Gurtkraftbegrenzung der Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30 reduziert. Zu diesem Zweck erzeugt der Elektromotor 50 ein in der Gurtabwickelrichtung wirkendes Drehmoment Mm.From the time t1 the electric motor works 50 as an element that the belt force limitation of the belt force limiting device 30th reduced. For this purpose, the electric motor generates 50 a torque Mm acting in the belt unwinding direction.

Die 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine vorteilhafte Anbindung einer Drehmomenterzeugungseinrichtung 300 und einer Gurtkraftbegrenzungseinrichtung 30, die durch einen Torsionsstab 310 gebildet ist, an eine Gurtspule 40.The 6 shows an embodiment for an advantageous connection of a torque generating device 300 and a belt force limiting device 30th by a torsion bar 310 is formed on a belt spool 40 .

Der Torsionsstab 310 weist ein in der 6 rechtes Stabende 311 und ein in der 6 linkes Stabende 312 auf. Das rechte Stabende 311 ist drehfest mit einer Sperrbasis 320 verbunden. Die Sperrbasis 320 rotiert im Normalbetrieb mit der Gurtspule 40 mit. Im Falle eines abrupten Gurtbandauszugs schwenkt ein nicht weiter gezeigtes Sperrelement der Sperrbasis 320 trägheitsbedingt radial nach außen in eine ebenfalls nicht gezeigte Sperrverzahnung des Gurtaufrollers 10 aus und blockiert eine weitere Drehung der Sperrbasis 320. In diesem Falle ist ein weiterer Gurtbandauszug nur unter Torsion des Torsionsstabs 310 und unter Aufbringen einer entsprechenden Gurtbandauszugskraft zur Torsion möglich.The torsion bar 310 has one in the 6 right bar end 311 and one in the 6 left bar end 312 on. The right end of the bar 311 is non-rotatable with a locking base 320 connected. The blocking base 320 rotates with the belt reel in normal operation 40 With. In the event of an abrupt webbing extension, a locking element (not shown further) of the locking base pivots 320 Due to inertia radially outward into a locking toothing of the belt retractor, also not shown 10th and blocks another rotation of the lock base 320 . In this case, another webbing extension is only under torsion of the torsion bar 310 and possible by applying an appropriate belt pulling force for torsion.

Das linke Stabende 312 des Torsionsstabs 310 ist drehfest mit dem in der 6 linken Ende 41 der Gurtspule 40 verbunden. Die Gurtspule 40 kann sich bei gesperrter Sperrbasis 320 also nur in dem Maße drehen, wie der Torsionsstab 310 tordieren kann. The left end of the bar 312 of the torsion bar 310 is rotatable with the one in the 6 left end 41 the belt reel 40 connected. The belt spool 40 can occur when the lockout base is locked 320 so only turn to the extent that the torsion bar 310 can twist.

Das linke Stabende 312 des Torsionsstabs 310 und damit das linke Ende der Gurtspule 40 sind mit der Drehmomenterzeugungseinrichtung 300 verbunden, die die Drehung der Gurtspule 40 bei gesperrter Sperrbasis 320 erleichtern oder erschweren kann. Übt zum Beispiel die Drehmomenterzeugungseinrichtung 300 ein Drehmoment in Gurtbandauszugsrichtung aus, so wird dadurch die Rückhaltekraft des Torsionsstabs 310 entsprechend kompensiert und die resultierende Rückhaltekraft reduziert; in entsprechender Weise kann ein Drehmoment entgegen der Gurtbandauszugsrichtung die Rückhaltekraft des Torsionsstabs 310 unterstützen und die resultierende Rückhaltekraft erhöhen.The left end of the bar 312 of the torsion bar 310 and thus the left end of the belt spool 40 are with the torque generating device 300 connected to the rotation of the belt spool 40 when the locking base is locked 320 can facilitate or complicate. For example, exercises the torque generating device 300 a torque in the webbing extension direction, the retention force of the torsion bar 310 compensated accordingly and the resulting restraint force reduced; in a corresponding manner, a torque against the webbing extension direction can reduce the retention force of the torsion bar 310 support and increase the resulting retention force.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by means of preferred exemplary embodiments, the invention is not restricted by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention.

BezugszeichenlisteReference symbol list

1010th: GurtaufrollerBelt retractor
2020th: SicherheitsgurtSeat belt
3030th: GurtkraftbegrenzungseinrichtungBelt force limiting device
4040: GurtspuleBelt reel
4141: GurtspulenendeBelt reel end
5050: ElektromotorElectric motor
6060: Bremsebrake
7070: DrehmomenterzeugungseinrichtungTorque generating device
8080: Getriebetransmission
100100: SteuereinrichtungControl device
101101: Mikrocomputer/MikrocontrollerMicrocomputer / microcontroller
110110: DrehmomenterzeugungseinrichtungTorque generating device
200200: Fahrzeugvehicle
300300: DrehmomenterzeugungseinrichtungTorque generating device
310310: TorsionsstabTorsion bar
311311: rechtes Stabenderight bar end
312312: linkes Stabendeleft bar end
320320: Sperrbasis Blocking base
PP: DoppelpfeilDouble arrow
P1P1: Pfeilarrow
t1t1: Zeitpunkttime

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102009023625 B4 [0003]

Claims

Belt retractor (10) for winding and unwinding a seat belt (20) of a seat belt device with at least one belt force limiting device (30), characterized in that - the belt retractor (10) has a torque generation device (50, 60, 70, 110, 300) which is indirectly or directly connected to a belt spool (40) of the belt retractor (10) and is suitable for exerting a torque acting in the belt unwinding direction and / or a torque acting counter to the belt unwinding direction on the belt spool (40), and - the belt retractor (10) has a control device (100) which is connected to the torque generation device (50, 60, 70, 110, 300) and is designed to control the torque generation device (50, 60, 70, 110, 300) when the belt webbing extension is locked and the belt force limiting device (30) is active and to increase the belt retention force of the belt force limiting device (30) during the belt force limitation phase and / or z humiliate u.

Belt retractor (10) after Claim 1 , characterized in that - the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) is or comprises an active torque generating element which can exert a torque on the belt reel (40) independently of a rotation of the belt reel (40) and / or - the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) is or comprises a passive torque generating element whose generated torque is dependent on the rotation of the belt reel (40).

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the torque generating device (50, 70) is or comprises a torque generating element which can generate both a torque in the belt unwinding direction and a torque counter to the belt unwinding direction, or - the torque generating device (60, 70) is or comprises a torque generating element which is only suitable for generating a torque in or against the belt winding direction.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the torque generating device comprises an electric motor (50), in particular a disc motor, which can optionally generate a torque in the belt unwinding direction and counter to the belt unwinding direction.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the torque generating device comprises an electrically controllable brake (60) which can brake the rotation of the belt reel (40).

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) operates in stages and can provide at least two different degrees of torque in the belt unwinding direction and / or counter to the belt unwinding direction.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) works continuously and is suitable for generating a torque in the belt unwinding direction and / or a torque against the belt unwinding direction in a stepless manner.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) is designed to transmit the torque generated by the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) in height and / or with respect to the torque direction the time and / or the webbing extension.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the control device (100) is designed to evaluate existing measured values prior to a dangerous situation and, as a function of the measured values, a target torque curve that is to be set after the dangerous situation occurs over time for the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) and / or - the control device (100) is designed to measure the speed, the cornering position and / or the position of an occupant protected with the seat belt (20) to process, - and / or - the control device (100) is designed to evaluate existing measured values during a dangerous situation and to determine, depending on the measured values, a target torque curve that is to be set during a dangerous situation, and / or - the control device (100 ) is designed to work with the torque generating device ( 50, 60, 70, 110, 300) to set an additional braking torque during the active phase of the belt force limiting device (30) in addition to the belt retention force of the belt force limiting device (30) and / or - the control device (100) is designed to work with the torque generating device (50 , 60, 70, 110, 300) during the active phase of Belt force limiting device (30) to reduce its braking torque.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that - the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) interacts directly with the belt spool (40) and is directly coupled to it and / or - the torque generating device (50 , 60, 70, 110, 300) is coupled to the belt reel (40) indirectly, in particular via an intermediate gear (80).

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) is designed to determine a preliminary setpoint torque curve before the occurrence of a dangerous situation and this preliminary setpoint torque curve after the occurrence of the dangerous situation on the basis of measured values present during the dangerous situation, forming a modified one Tracking or correcting the target torque curve.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) comprises a microcomputer and / or a microcontroller (101) which is programmed to calculate a target torque curve before the occurrence of a dangerous situation on the basis of measured values available before the dangerous situation.

Belt retractor (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (100) comprises a microcomputer and / or a microcontroller (101) which is programmed to calculate a modified setpoint torque curve after the occurrence of the dangerous situation on the basis of measured values available during the dangerous situation .

Method for operating a belt retractor (10) for winding and unwinding a seat belt (20) of a seat belt device, characterized in that with a torque generating device (50, 60, 70, 110, 300), which indirectly or directly with a belt spool (40) of the belt retractor (10) is connected, the belt restraint force of the belt force limitation device (30) is increased and / or decreased during the belt force limitation phase when the belt webbing extension is blocked and the belt force limitation device (30) is active.

Procedure according to Claim 14 , characterized in that - before the occurrence of a dangerous situation, a preliminary target torque curve is determined on the basis of measured values existing before the dangerous situation, and this preliminary target torque curve after the occurrence of the dangerous situation is tracked or corrected on the basis of measured values present during the dangerous situation with formation of a modified target torque curve and - the torque generating device (50, 60, 70, 110, 300) is controlled in such a way that this modified setpoint torque curve is set, taking into account the effect of the belt force limiting device (30).