DE102022201239A1 - Non-pyrotechnic seat belt tensioner - Google Patents
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- B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
- B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
- B60R22/46—Reels with means to tension the belt in an emergency by forced winding up
Abstract
Gurtsystem zum Rückhalten eines Fahrzeuginsassen mit einem Sicherheitsgurt und mit einem Gurtstraffer, wobei der Gurtstraffer ein Gurtaufwickelmittel (3, 4) zum Aufwickeln von Gurtlosen des Sicherheitsgurts sowie einen Antrieb zum Treiben des Gurtaufwickelmittel (3, 4)s aufweist, wobei der Antrieb eingerichtet ist, das Gurtaufwickelmittel (3, 4) zu drehen, um Sicherheitsgurt um das Gurtaufwickelmittel (3, 4) herum zu wickeln.Belt system for restraining a vehicle occupant with a safety belt and with a belt tensioner, the belt tensioner having belt winding means (3, 4) for winding up slack in the safety belt and a drive for driving the belt winding means (3, 4), the drive being set up rotate the belt winding means (3, 4) to wind seat belt around the belt winding means (3, 4).
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gurtsystem zum Rückhalten eines Fahrzeuginsassen.The present invention relates to a belt system for restraining a vehicle occupant.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Pyrotechnische Gurtstraffer sind bekannt. Beispielsweise zeigt die
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen pyrotechnikfreien Gurtstraffer anzugeben.Against this background, the invention is based on the object of specifying a pyrotechnic-free seat belt tensioner.
Demgemäß ist vorgesehen:
- - ein Gurtsystem zum Rückhalten eines Fahrzeuginsassen mit einem Sicherheitsgurt und mit einem Gurtstraffer, wobei der Gurtstraffer ein Gurtaufwickelmittel zum Aufwickeln von Gurtlosen des Sicherheitsgurts sowie einen Antrieb zum Treiben des Gurtaufwickelmittels aufweist, wobei der Antrieb eingerichtet ist, das Gurtaufwickelmittel zu drehen, um Sicherheitsgurt um Gurtlose des Sicherheitsgurts zu reduzieren und insbesondere Sicherheitsgurt um das Gurtaufwickelmittel herum zu wickeln.
- - A belt system for restraining a vehicle occupant with a safety belt and with a belt tensioner, the belt tensioner having a belt winding means for winding up slacks in the seat belt and a drive for driving the belt winding means, the drive being set up to rotate the belt winding means in order to seat belt around slack belts of the seat belt and in particular to wrap the seat belt around the belt winding means.
Ein Sensor, auch als Detektor, (Messgrößen- oder Mess-)Aufnehmer oder (Mess-)Fühler bezeichnet, ist ein technisches Bauteil, das bestimmte physikalische, chemische Eigenschaften oder Zustände, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Geschwindigkeit, Helligkeit, Beschleunigung, pH-Wert, Ionenstärke, elektrochemisches Potential und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Diese Größen werden mittels physikalischer oder chemischer Effekte erfasst und als Sensordaten in ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal umgeformt. Fahrzeugsensoren umfassen optische Sensoren, beispielsweise Kamera, Lidar, Radar, TOF und weitere Sensortechnologien, beispielsweise Akustiksensoren.A sensor, also known as a detector, (measuring variable or measurement) pickup or (measuring) probe, is a technical component that detects certain physical, chemical properties or states, e.g. B. temperature, humidity, pressure, speed, brightness, acceleration, pH, ionic strength, electrochemical potential and / or the material properties of its environment can be qualitatively or quantitatively recorded as a measurand. These variables are recorded using physical or chemical effects and converted into an electrical signal that can be further processed as sensor data. Vehicle sensors include optical sensors, such as camera, lidar, radar, TOF, and other sensor technologies, such as acoustic sensors.
Eine Unfallsensorik detektiert einen Aufprall, einen zu erwartenden Aufprall eines Objektes auf ein Fahrzeug oder andere unkontrollierte Bewegungen eines Fahrzeugs, wie z.B. Schleudern, Überschlagen und dergleichen.An accident sensor system detects an impact, an expected impact of an object on a vehicle or other uncontrolled movements of a vehicle, such as skidding, overturning and the like.
Ein Sicherheitsgurt ist ein Rückhaltesystem in Kraftfahrzeugen, Flugzeugen und anderen Verkehrsmitteln. Die Fahrzeuginsassen werden dabei im Falle von durch Unfallsituationen hervorgerufenen Fahrzeugverzögerungen von stabilen, mit der Karosserie verbundenen Gurten gehalten und können somit nicht durch das Fahrzeug oder gar aus diesem hinausgeschleudert werden. Der Sicherheitsbonus der Knautschzone kommt so auch den Insassen zugute. Zudem dehnen sich die Gurte bei einem Aufprall, um die Verzögerungskräfte zu begrenzen.A seat belt is a restraint system in motor vehicles, airplanes and other means of transport. In the event of vehicle deceleration caused by accident situations, the vehicle occupants are held by stable belts connected to the body and can therefore not be thrown through the vehicle or even out of it. The safety bonus of the crumple zone also benefits the occupants. In addition, the belts stretch in the event of an impact in order to limit the deceleration forces.
Ein Gurtstraffer hat die Aufgabe, die Sicherheitsgurte zu straffen, damit ein Fahrzeuginsasse früher an einer Gesamtverzögerung des Fahrzeuges teilnimmt. Dazu wird der Gurt innerhalb von einer bestimmten Zeitspanne um einen Verstellweg angezogen. Sinnvoll ist dies insbesondere dann, wenn dicke Kleidung ein straffes Anliegen des Gurtes am Körper verhindert.The task of a belt tensioner is to tighten the seat belts so that a vehicle occupant takes part in an overall deceleration of the vehicle earlier. To do this, the belt is tightened by an adjustment path within a certain period of time. This is particularly useful when thick clothing prevents the belt from sitting snugly on the body.
Mit Gurtlose bezeichnet man den losen oder nichtanliegenden Teil des Sicherheitsgurts von Kraftfahrzeugen am Körper. Die Gurtlose entsteht beim Dreipunkt-Automatikgurt systembedingt durch die Gurtdehnung, den Filmspuleneffekt des Aufrollmechanismus sowie durch weite Kleidung. Gurtlose sind kein erzwungener Verlauf, sondern ein zufälliger Verlauf eines Sicherheitsgurts.A slack belt is the loose or loose portion of a motor vehicle seat belt on the body. The slack in the three-point automatic belt is system-related due to belt stretching, the film spool effect of the retractor mechanism and loose clothing. Seatbelt slacks are not a forced course, but rather an accidental course of a seatbelt.
Ein Gurtsystem dient der Insassenfixierung und umfasst einen Sicherheitsgurt, einen Gurtstraffer, einen Antrieb zum Aufrollen bzw. Straffen des Sicherheitsgurts sowie gegebenenfalls weitere Bauelemente.A belt system is used for occupant fixation and includes a safety belt, a belt tensioner, a drive for rolling up or tightening the safety belt and possibly other components.
Gurt mittels eines Gurtaufwickelmittels aufrollen bedeutet in dieser Patentanmeldung zunächst den erzwungenen Verlauf eines Sicherheitsgurts mittels des Gurtaufwickelmittels zu verlängern. Dementsprechend zeigen die Positionen B und C gemäß
Eine geometrische Form ist ein Kreis, ein Polygon, ein un/regelmäßiges Vieleck, eine Ellipse und dergleichen.A geometric shape is a circle, a polygon, an irregular/regular polygon, an ellipse, and the like.
Das Maschinenelement Zahnrad ist ein Rad mit über den Umfang verteilten Zähnen. Ein Paar aus einer Zahnstange und einem Zahnrad dient der Übersetzung einer linearen Bewegung in eine Drehbewegung.The machine element gear wheel is a wheel with teeth distributed over the circumference. A rack and pinion pair is used to translate linear motion into rotary motion.
Eine Turbine ist eine rotierende Strömungsmaschine, die das Abfallen der inneren Energie eines strömenden Fluides (Flüssigkeit oder Gas) in mechanische Rotationsenergie umwandelt (Drehmoment mal Drehzahl), die sie über ihre Welle abgibt.A turbine is a rotating flow machine that converts the internal energy loss of a flowing fluid (liquid or gas) into mechanical rotational energy (torque times speed), which it delivers through its shaft.
Fluide sind Flüssigkeiten oder Gase.Fluids are liquids or gases.
Ein Elektromotor ist ein elektromechanischer Wandler, der elektrische Leistung in mechanische Leistung umwandelt.An electric motor is an electromechanical converter that converts electrical power into mechanical power.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist es, einen Sicherheitsgurt mittels eines Gurtaufwickelmittels aufzuwickeln, um Gurtlose zu reduzieren. Dabei ist der Sicherheitsgurt bzgl. dem Gurtaufwickelmittel derart angeordnet, dass eine Drehung in einer ersten Drehrichtung des Gurtaufwickelmittels bewirkt, dass Sicherheitsgurt um das Gurtaufwickelmittel herum aufgewickelt wird bzw. dass Gurt freigegeben wird, wenn das Gurtaufwickelmittel in einer zu der ersten Drehrichtung entgegengesetzten Drehrichtung zurückgedreht wird, wenn Sicherheitsgurt auf dem Gurtaufwickelmittel aufgewickelt war.The basic idea of the invention is to wind up a safety belt by means of a belt winding means in order to reduce belt slack. The safety belt is arranged with respect to the belt winding means in such a way that a rotation in a first direction of rotation of the belt winding means causes the seat belt to be wound up around the belt winding means or that the belt is released when the belt winding means is rotated back in a direction of rotation opposite to the first direction of rotation , if the seat belt was wound up on the belt retractor.
Das Gurtaufwickelmittel kann ein- oder mehrteilig ausgebildet sein.The belt winding means can be designed in one or more parts.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous refinements and developments result from the further dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Gurtaufwickelmittel einen Querschnitt einer geometrischen Form, insbesondere eines Kreises oder eines unregelmäßigen oder regelmäßigen Vielecks auf.According to a preferred development of the invention, the belt winding means has a cross section of a geometric shape, in particular a circle or an irregular or regular polygon.
Ein Gurtaufwickelmittel mit einem kreisförmigen Querschnitt wird auch als Gurtrolle bezeichnet. Es versteht sich, dass Gurtaufwickelmittel mit beliebigen Querschnitten denkbar sind.A belt winding means with a circular cross-section is also referred to as a belt reel. It goes without saying that belt winding means with any desired cross-sections are conceivable.
Beispielsweise ist es denkbar, dass es sich bei dem Gurtaufwickelmittel um eine zweiteilige Gurtrolle mit zwei im Querschnitt halbkreisförmigen Komponenten handelt.For example, it is conceivable that the belt winding means is a two-part belt reel with two components that are semicircular in cross section.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Gurtaufwickelmittel eine Führung für den Sicherheitsgurt auf, mittels welcher der Sicherheitsgurt innerhalb des Gurtaufwickelmittels geführt ist.According to a preferred development of the invention, the belt winding means has a guide for the safety belt, by means of which the safety belt is guided within the belt winding means.
Beispielsweise ist es denkbar, dass das Gurtaufwickelmittel zwischen zwei halbkreisförmigen Komponenten geführt ist. Alternativ kann das Gurtaufwickelmittel auch mit anderen Führungsmitteln beispielsweise entlang einer Diagonale des Gurtaufwickelmittels geführt sein.For example, it is conceivable that the belt winding means is guided between two semicircular components. Alternatively, the belt winding means can also be guided with other guide means, for example along a diagonal of the belt winding means.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Antrieb ein Zahnrad und eine in das Zahnrad eingreifende Zahnstange auf, wobei das Zahnrad drehfest mit dem Gurtaufwickelmittel verbunden ist.According to a preferred development of the invention, the drive has a gear and a toothed rack engaging in the gear, the gear being non-rotatably connected to the belt winding means.
Demnach kann vorgesehen sein, dass Fluid aus einem Fluidspeicher (indirekt) die Zahnstange verschiebt, wodurch das Zahnrad in Drehung versetzt wird.Accordingly, it can be provided that fluid from a fluid reservoir (indirectly) displaces the toothed rack, as a result of which the gear wheel is set in rotation.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Antrieb eine Turbine auf, die mit dem Gurtaufwickelmittel drehfest verbunden ist.According to a preferred development of the invention, the drive has a turbine which is non-rotatably connected to the belt winding means.
Demnach kann vorgesehen sein, dass Fluid aus einem Fluidspeicher die Turbine direkt antreibt. Somit sind wenige Komponenten für ein Gurtsystem erforderlich.Accordingly, provision can be made for fluid from a fluid reservoir to drive the turbine directly. Thus few components are required for a belt system.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Gurtstraffer einen Fluidspeicher auf, wobei austretendes Fluid aus dem Fluidspeicher eingerichtet ist, den Antrieb zu treiben, um Gurt auf das Gurtaufwickelmittel aufzuwickeln.According to a preferred development of the invention, the belt tensioner has a fluid reservoir, with fluid emerging from the fluid reservoir being set up to drive the drive in order to wind the belt onto the belt winding means.
Somit lässt sich Energie zum Antreiben des Gurtaufwickelmittels in Form von Fluid speichern.Energy for driving the belt winding means can thus be stored in the form of fluid.
Alternativ oder zusätzlich kann der Antrieb einen Elektromotor aufweisen.Alternatively or additionally, the drive can have an electric motor.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Gurtstraffer in wenigstens einem ersten Modus und in einem zweiten Modus betreibbar, wobei in dem ersten Modus mehr Gurtlose reduziert werden als in dem zweiten Modus.According to a preferred development of the invention, the belt tensioner can be operated in at least a first mode and in a second mode, more belt slack being reduced in the first mode than in the second mode.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass in dem ersten Modus mehr Gurt aufgewickelt wird als in dem zweiten Modus.Alternatively or additionally, it can be provided that more belt is wound up in the first mode than in the second mode.
Für einen Gurtstraffer sind verschiedene Modi denkbar, beispielsweise ein erster „Unfall“-Modus, in welchem der Sicherheitsgurt maximal gestrafft wird, also Gurtlose maximal reduziert werden und ein zweiter „Komfort“-Modus, in welchem der Sicherheitsgurt etwas gestrafft wird, beispielsweise um die Haltung eines Fahrzeuginsassen zu verbessern. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass Sicherheitsgurt nach dem Straffen wieder freigegeben wird.Various modes are conceivable for a seat belt tensioner, for example a first “accident” mode in which the seat belt is tightened to the maximum, i.e. seat belt slack is reduced to a maximum, and a second “comfort” mode in which the seat belt is tightened somewhat, for example around the To improve posture of a vehicle occupant. Provision can also be made for the safety belt to be released again after it has been tightened.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der Gurtstraffer eine Schnittstelle zu einer Ermittlungseinheit auf, mittels welcher situationsabhängig ermittelt wird, wie viel Sicherheitsgurt auf das Gurtaufwickelmittel aufzuwickeln ist, wobei der Antrieb entsprechend gesteuert wird.According to a preferred development of the invention, the belt tensioner has an interface to a determination unit, by means of which it is determined, depending on the situation, how much the seat belt is is to be wound onto the belt winding means, with the drive being controlled accordingly.
So hängt die Länge der Gurtlosen z.B. von der Kleidung eines Fahrzeuginsassen ab. Situationsabhängig bedeutet auch, dass von der Ermittlungseinheit ermittelt wird, ob eine Kollision bevorsteht und ein Insasse dementsprechend mit maximaler Sicherheit und ggf. geringem Komfort an den Sitz anzubinden ist oder ob der Insasse lediglich an das Einnehmen einer sicheren Sitzposition erinnert werden soll.For example, the length of the seat belt slack depends on the clothing of a vehicle occupant. Depending on the situation, it is also determined by the determination unit whether a collision is imminent and an occupant is to be tied to the seat accordingly with maximum safety and possibly little comfort, or whether the occupant is merely to be reminded of assuming a safe seating position.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist das Gurtsystem einen Auslösemechanismus mit einer Feder auf und die Feder entspannt bei Auslösung. Somit ist ein verifizierbarer und reversibler Mechanismus geschaffen. Beispielsweise ist es denkbar, dass die Feder Fluid aus einem Fluidspeicher freigibt, sobald sich die Feder entspannt.According to a preferred development of the invention, the belt system has a release mechanism with a spring, and the spring relaxes when it is released. A verifiable and reversible mechanism is thus created. For example, it is conceivable that the spring releases fluid from a fluid reservoir as soon as the spring relaxes.
Dabei ist es auch zweckmäßig, wenn der Auslösemechanismus ferner eine Batterie und/oder einen Kondensator aufweist. Eine Batterie kann eingerichtet sein, einen Elektromotor mit Strom zu versorgen. Ein Kondensator kann eingerichtet sein, eine Federentspannung zu gewährleisten.It is also expedient if the triggering mechanism also has a battery and/or a capacitor. A battery can be configured to supply electricity to an electric motor. A capacitor can be set up to ensure spring relaxation.
Figurenlistecharacter list
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 eine schematische Prinzipskizze einer Ausführungsform der Erfindung; -
2 eine schematische Prinzipskizze einer Ausführungsform der Erfindung; -
3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung; -
4 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a schematic outline sketch of an embodiment of the invention; -
2 a schematic outline sketch of an embodiment of the invention; -
3 a block diagram of an embodiment of the invention; -
4 a block diagram of an embodiment of the invention.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawings are provided to provide a further understanding of embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the foregoing advantages will become apparent by reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawings, elements, features and components that are identical, have the same function and have the same effect--unless stated otherwise--are each provided with the same reference symbols.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Der Gurtstraffer 1 gemäß
Der Gurtstraffer 1 umfasst gemäß
Das Gurtaufwickelmittel 3, 4 ist drehfest mit einem Zahnrad 5 verbunden. In das Zahnrad 5 greift eine Zahnstange 6 ein, die eingerichtet ist, das Zahnrad 5 in eine Drehung mit der Drehrichtung 104 zu versetzen, wenn die Zahnstange 6 in die Richtung 105 verschoben wird.The belt winding means 3, 4 is connected to a
Das Gurtaufwickelmittel 3, 4 dreht sich entsprechend des Zahnrads 5 und wickelt aufgrund dessen Drehung den Sicherheitsgurt 2, der durch das Innere des Gurtaufwickelmittels 3, 4 geführt ist, auf, sodass sich der Sicherheitsgurt in die Richtung 103 verkürzt bzw. in die Richtung 103 gezogen wird.The belt winding means 3, 4 rotates in accordance with the
Die
Die Position B ist sowohl Endposition des zweiten Modus als auch eine Zwischenposition der Position C des ersten Modus. In der Position B wird der Weg des Sicherheitsgurts im Bereich des Gurtaufwickelmittels 3, 4 verlängert, wodurch Gurtlose auch dann reduziert werden, wenn der Sicherheitsgurt noch nicht um das Gurtaufwickelmittel herumgewickelt ist.Position B is both the end position of the second mode and an intermediate position of position C of the first mode. In the B position the path of the safety belt in the area of the belt winding means 3, 4 is extended, thereby reducing belt slack even when the safety belt is not yet wound around the belt winding means.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Gurtstrafferbelt tensioners
- 22
- Sicherheitsgurtseat belt
- 33
- Hälfte des GurtaufwickelmittelsHalf of the belt retractor
- 44
- Hälfte des GurtaufwickelmittelsHalf of the belt retractor
- 55
- Zahnradgear
- 66
- Zahnstangerack
- 77
- Unfallsensorikaccident sensors
- 88th
- Steuergerätcontrol unit
- 99
- Batterie und/oder Kondensatorbattery and/or capacitor
- 1010
- Gurtsystembelt system
- 1111
- FederFeather
- 1212
- Elektromotorelectric motor
- 1313
- Auslösemechanismustrigger mechanism
- 101101
- Fahrzeugsitzvehicle seat
- 102102
- Gurtrollebelt roll
- 103103
- Gurteinzugsrichtungbelt retraction direction
- 104104
- Drehrichtungdirection of rotation
- 105105
- RichtungDirection
- 2020
- Ausführungsformembodiment
- 3030
- Ausführungsformembodiment
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
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R016 | Response to examination communication | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
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