DE19653510A1 - Occupant restraint seat-belt force-limiting device for motor vehicle - Google Patents

Occupant restraint seat-belt force-limiting device for motor vehicle

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Abstract

The device has a torsion shaft (12) mounted in a belt spooling casing (2) between the casing and a torsion rod (4). The torsion shaft can be deformed as it absorbs energy. The shaft is force-connected to the torsion rod and/or to the belt spooling casing at one end. The other end of the torsion shaft interacts with a controllable blocking device (13,14,16). The blocking device for the torsion shaft and/or torsion rod consists of a pawl wheel (13;5) mounted on it or them and a pawl (14;6) electromagnetically actuated via a cam (15), mounted on the housing and which interacts with the pawl wheel.

Description

Die Erfindung betrifft eine gurtkraftbegrenzende Einrichtung für einen Sicherheitsgurt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a belt force limiting device for a seat belt the preamble of claim 1, especially for motor vehicles.

Gurtkraftbegrenzende Einrichtungen für Fahrzeug-Sicherheitsgurte, die mit einem Ende in einer Gurtaufwickelvorrichtung mit einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten, blockier­ baren und in Aufwickelvorrichtung federkraftbeaufschlagten Gurtaufwickelhülse verbunden sind, sind bekannt. Diese Einrichtungen weisen einen in der Gurtaufwickelhülse angeord­ neten Torsionsstab auf, der mit der Gurtaufwickelhülse in Wirkverbindung steht und der beim Überschreiten vorbestimmter zulässiger Gurtkräfte in Gurtaufwickelrichtung, die bei einer starken Verzögerung des Fahrzeugs oder bei einem Aufprallunfall auftreten, unter Energieaufnahme tordiert wird.Belt force limiting devices for vehicle seat belts that end in one a belt winding device with a rotatably mounted in a housing, blocking cash and in the winding device spring-loaded belt winding sleeve connected are known. These devices have one arranged in the belt winding sleeve Neten torsion bar, which is in operative connection with the belt winding sleeve and when exceeding predetermined allowable belt forces in the belt winding direction, which at a severe deceleration of the vehicle or in the event of a collision Energy consumption is twisted.

Derartige Einrichtungen sind Gegenstand der DE-24 19 937-C2, der DE-43 31 027-A1 und der EP-0 627 345. Beim Gegenstand der EP-0 627 345 steht der Torsionsstab mit einem mit dem Gehäuse der Gurtaufwickelvorrichtung zusammenwirkenden Blockiermechanismus gegen Drehung in Abwickelrichtung in Wirkverbindung, der Klinkenräder und Klinken aufweist.Such devices are the subject of DE-24 19 937-C2, DE-43 31 027-A1 and EP-0 627 345. The subject of EP-0 627 345 is the torsion bar with one the housing of the belt retractor cooperating blocking mechanism against rotation in the unwinding direction in operative connection, the ratchet wheels and pawls having.

Aus der DE-OS 27 27 470 ist eine Sicherheitsgurteinrichtung für Fahrzeuge der o.g. Art bekannt, bei der die in einem feststehenden Gehäuse drehbar gelagerte Aufwickelhülse mit einer Sperrvorrichtung in Wirkverbindung steht, die bei extremen Geschwindigkeits­ verzögerungen des Fahrzeugs zur Schaffung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Aufwickelhülse eingreift. Der zwischen dem Gehäuse und der Aufwickelhülse angeordnete Torsionsstab zur Gurtkraftbegrenzung weist dabei eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Veränderung seiner Einspannlänge auf, so daß das Kraftniveau bei der Gurtkraftbegrenzung veränderbar und an die jeweiligen, durch den Fahrzeuginsassen mitbestimmten Bedingungen individuell anpaßbar ist, um so optimale Voraussetzungen für eine wirkungsvolle und möglichst verletzungsfreie Rückhaltung des Fahrzeuginsassen zu bieten. Die die Einspannlänge des Torsionsstabes verändernde Vorrichtung ist in Abhängigkeit vom Gewicht des Fahrzeuginsassen und/oder von dem zur Verfügung stehenden Vorverlagerungsweg des Fahrzeuginsassen steuerbar. Eine Veränderung des Kraftniveaus ist bei dieser Vorrichtung durch die durch das Gehäuse vorbestimmte maximale Einspannlänge des Torsionsstabes begrenzt.DE-OS 27 27 470 describes a seat belt device for vehicles of the above. Art known in which the winding sleeve rotatably mounted in a fixed housing a locking device is operatively connected at extreme speed delays of the vehicle to create a positive connection between engages the housing and the winding sleeve. The one between the case and the Winding sleeve arranged torsion bar for limiting the belt force has one Device for continuously changing its clamping length so that the Force level at the belt force limit changeable and to the respective one by Vehicle occupants with certain conditions is individually adaptable, so as to be optimal Prerequisites for an effective and injury-free retention of the  To offer vehicle occupants. The one that changes the clamping length of the torsion bar Device depends on the weight of the vehicle occupant and / or on the available advance route of the vehicle occupant controllable. A Change in the level of force in this device is due to the through the housing predetermined maximum clamping length of the torsion bar is limited.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine gurtkraftbegrenzende Einrichtung für einen Sicherheitsgurt zu schaffen, die eine Veränderung des Kraftniveaus für das Wirksam­ werden einer Gurtkraftbegrenzung im Falle einer starken Verzögerung des Fahrzeugs oder bei einem Aufprallunfall in weitem Rahmen ermöglicht.It is therefore an object of the invention to provide a belt force limiting device To create a seat belt that changes the force level for effectiveness a belt force limit in the event of a strong deceleration of the vehicle or in a wide range in the event of an impact.

Diese Aufgabe wird bei einer gurtkraftbegrenzenden Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This task is in a belt force limiting device according to the preamble of claim 1 solved by its characterizing features.

Diese Merkmale bestehen darin, daß zwischen einem einenends mit einer Gurtaufwickel­ hülse formschlüssig verbundenen und andernends mit einer steuerbaren Sperrvorrich­ tung in Wirkverbindung stehenden, unter Energieaufnahme verformbaren Torsionsstab und der Gurtaufwickelhülse in dieser mindestens eine unter Energieaufnahme verform­ bare Torsionswelle zwischengeschaltet ist, die einenends auf der Seite der formschlüs­ sigen Verbindung des Torsionsstabes formschlüssig mit diesem und/oder der Gurtauf­ wickelhülse verbunden ist und andernends mit einer von der Sperrvorrichtung für den Torsionsstab unabhängigen Sperrvorrichtung in Wirkverbindung steht. Diese Einrichtung eröffnet die Möglichkeit, das Kraftniveau für das Wirksamwerden der Gurtkraftbegren­ zung in weitem Rahmen zu verändern, indem unter Ausschaltung der Sperrvorrichtung für die Torsionswelle, wodurch diese kein Torsionsmoment aufnehmen kann, der Tor­ sionsstab allein, oder unter Ausschaltung der Sperrvorrichtung des Torsionsstabes, wodurch dieser kein Torsionsmoment aufnehmen kann, die Torsionswelle allein, oder bei Greifen beider Sperrvorrichtungen der Torsionsstab und die Torsionswelle ein Torsions­ moment aufnehmen können. Dadurch ergibt sich eine dreistufige Gurtkraftbegrenzung, die durch die Anordnung zusätzlicher Torsionswellen zwischen dem Torsionsstab und der Gurtaufwickelhülse und damit durch die Ausbildung zusätzlich einstellbarer Stufen des Gurtkraftniveaus für das Wirksamwerden einer Gurtkraftbegrenzung erweitert werden kann. Damit können von der Einrichtung höhere Torsionsmomente aufgenom­ men werden, als sie vom Torsionsstab allein aufnehmbar sind, aber auch niedrigere. Der Torsionsstab steht in seiner gesamten Einspannlänge zur Aufnahme eines Torsions­ momentes zur Verfügung. These features are that between one end with a belt reel sleeve positively connected and at the other with a controllable locking device active torsion bar that is deformable when absorbing energy and the belt winding sleeve deforms in this at least one while absorbing energy Bare torsion shaft is interposed, which ends on the side of the positive sigen connection of the torsion bar form-fitting with this and / or the belt winding sleeve is connected and the other with one of the locking device for the Torsion bar independent locking device is operatively connected. This facility opens up the possibility to limit the force level for the belt force to take effect change in a wide range by switching off the locking device for the torsion shaft, which means that it cannot absorb any torsional moment, the gate sionsstab alone, or by turning off the locking device of the torsion bar, whereby this can not absorb a torsional moment, the torsion shaft alone, or at Gripping both locking devices of the torsion bar and the torsion shaft a torsion can record moment. This results in a three-stage belt force limitation, by the arrangement of additional torsion shafts between the torsion bar and the belt winding sleeve and thus through the formation of additional adjustable levels of the belt force level for a belt force limitation to take effect can be. This allows higher torsional moments to be absorbed by the device than they can be absorbed by the torsion bar alone, but also lower. Of the The entire clamping length of the torsion bar is used to absorb a torsion currently available.  

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen enthalten.Advantageous refinements are contained in the subclaims.

Als Sperrvorrichtung für die Torsionswelle und/oder den Torsionsstab kann in vorteil­ hafter Weise eine einfache Konstruktion aus der Anordnung jeweils eines Klinkenrades am Torsionsstab und an der Torsionswelle, in das zur Blockierung jeweils eine elektro­ magnetisch betätigbare und mit dem Gehäuse verbundene Klinke eingreifen kann, nach Anspruch 2 angeordnet werden. Eine solche Sperrvorrichtung ist, wenn sie am Torsions­ stab und an der Torsionswelle und direkt nebeneinander angeordnet wird, platzsparend.As a locking device for the torsion shaft and / or the torsion bar can be advantageous a simple construction from the arrangement of one ratchet wheel on the torsion bar and on the torsion shaft, in each of which an electro can engage magnetically actuated and connected to the housing pawl Claim 2 are arranged. Such a locking device is when on torsion bar and is arranged on the torsion shaft and directly next to each other, space-saving.

Von besonderem Vorteil ist die Anordnung der Klinke unterhalb des jeweiligen Klinken­ rades nach Anspruch 3, weil durch diese Anordnung für die Entsperrung die auf die Klinke ausgeübte Schwerkraft mit genutzt wird.The arrangement of the pawl below the respective pawl is particularly advantageous rades according to claim 3, because by this arrangement for unlocking the on Pitch applied gravity is used.

Die Betätigung der Klinke kann durch einen elektromagnetisch betätigbaren Schieber erfolgen, der an einem an der Unterseite der Klinke ausgebildeten Kurvenglied angreift und entweder die Klinke gegen das Klinkenrad drückt und dadurch zum Eingriff mit dem Klinkenrad bringt oder die Klinke freigibt, die dabei infolge ihres Gewichtes aus dem Eingriff mit dem Klinkenrad fällt.The pawl can be actuated by an electromagnetically actuated slide take place, which engages on a curve member formed on the underside of the pawl and either presses the pawl against the ratchet wheel and thereby engages with the Brinkenrad brings or releases the pawl, which due to its weight from the Engagement with the ratchet wheel falls.

Die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung für den Schieber kann in einfacher Weise nach Anspruch 5 durch einen Sensor angesteuert werden, der im oder unter dem Fahrzeugsitz angeordnet ist, und der nach Anspruch 6 in Abhängigkeit vom Gewicht des auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeuginsassen Signale an die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung gibt.The electromagnetic actuator for the slider can be in simple Way according to claim 5 controlled by a sensor in or under the Vehicle seat is arranged, and according to claim 6 depending on the weight of the Vehicle occupants sitting on the vehicle seat send signals to the electromagnetic Actuator there.

Ebenso einfach kann die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7 durch einen Sensor angesteuert werden, der in Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Vorverlagerungsweg des Fahrzeuginsassen Signale an die Betätigungsein­ richtung gibt.The electromagnetic actuation device according to claim 7 can be just as simple can be controlled by a sensor that is available depending on the standing forward displacement of the vehicle occupant signals to the actuation direction there.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen schematisch:The invention is explained below using an exemplary embodiment. In the the accompanying drawing shows schematically:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße gurtkraftbegrenzende Einrichtung und Fig. 1: a section through a belt force limiting device according to the invention and

Fig. 2: eine Seitenansicht dieser Einrichtung. Fig. 2: a side view of this device.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte gurtkraftbegrenzende Einrichtung weist ein feststehendes Gehäuse 1 auf, in dem drehbar eine Gurtaufwickelhülse 2 gelagert ist. Diese ist in der Aufwickelrichtung des Gurtes 3 in bekannter Weise federkraftbeauf­ schlagt (nicht dargestellt). Im Innern der Gurtaufwickelhülse 2 ist zentrisch und einenends mit dieser verbunden, ein unter Energieaufnahme verformbarer Torsionsstab 4 angeordnet. Dieser steht an seinem freien Ende mit einer steuerbaren Sperrvorrichtung in Wirkverbindung, zu der ein fest am Torsionsstab 4 an geordnetes Klinkenrad 5 gehört, in das eine Klinke 6 in Eingriff bringbar ist, die am Gehäuse 1 schwenkbar gelagert ist. Diese Klinke 6 wiederum steht mit einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 7 (Fig. 2) in Wirkverbindung, die durch einen nicht dargestellten, im Fahrzeugsitz ange­ ordneten Sensor auslösbar ist. Die Klinke 6 weist an ihrer Unterseite ein Kurvenelement 8 auf, das mit einem Schieber 9 in Wirkverbindung steht, der auf einer Schiebefläche 10 einer fest am Gehäuse angeordneten Plattform 11 durch die Betätigungsvorrichtung 7 verschiebbar angeordnet ist.The belt force limiting device shown in FIGS . 1 and 2 has a fixed housing 1 in which a belt winding sleeve 2 is rotatably mounted. This is in the winding direction of the belt 3 in a known manner spring force strikes (not shown). In the interior of the belt winding sleeve 2 , a torsion bar 4 which is deformable under the absorption of energy is arranged centrally and connected at one end to it. This is at its free end with a controllable locking device in operative connection, which includes a fixed on the torsion bar 4 to arranged ratchet wheel 5 , in which a pawl 6 can be engaged, which is pivotally mounted on the housing 1 . This pawl 6 in turn is in operative connection with an electromagnetic actuating device 7 ( FIG. 2), which can be triggered by a sensor (not shown) arranged in the vehicle seat. The pawl 6 has on its underside a cam element 8 , which is operatively connected to a slide 9 , which is arranged on a sliding surface 10 of a platform 11 fixed to the housing by the actuating device 7 .

Zwischen der Gurtaufwickelhülse 2 und dem Torsionsstab 4 ist in dieser eine unter Energieaufnahme verformbare Torsionswelle 12 angeordnet und mit ihrem einen Ende auf der Seite der formschlüssigen Verbindung des Torsionsstabes 4 mit der Gurtauf­ wickelhülse 2 zwischen beiden formschlüssig mit diesen verbunden. Andernends steht die Torsionswelle 12 mit einer Sperrvorrichtung in Wirkverbindung, die im Aufbau der­ jenigen entspricht, durch die der Torsionsstab 4 blockierbar ist, und die als wesentliche Bestandteile ein fest an der Torsionswelle 12 an geordnetes Klinkenrad 13, eine Klinke 14 mit einem Kurvenelement 15 und einen mit diesem in Wirkverbindung stehenden Schieber 16 aufweist, der ebenfalls auf der Schiebefläche 10 der Plattform 11 durch eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 17 verschiebbar angeordnet ist. Die Betätigungseinrichtung 17 wird von dem gleichen Sensor angesteuert wie die Betäti­ gungsvorrichtung 7.Between the belt winding sleeve 2 and the torsion bar 4 , a deformable torsion shaft 12 is arranged therein with energy absorption and with one end on the side of the positive connection of the torsion bar 4 with the belt winding sleeve 2 between the two, positively connected to the latter. The other end is the torsion shaft 12 with a locking device in operative connection, which corresponds in structure to jenigen through which the torsion bar 4 is blocked, and as essential components, a fixed at the torsion shaft 12 at parent ratchet 13, a pawl 14 with a cam member 15 and has a slider 16 that is operatively connected to it, which is also slidably arranged on the sliding surface 10 of the platform 11 by an electromagnetic actuating device 17 . The actuating device 17 is controlled by the same sensor as the actuating device 7th

Bei einer starken Fahrzeugverzögerung wird die gurtkraftbegrenzende Einrichtung wirk­ sam, indem in Abhängigkeit von der Gewichtsverlagerung des Fahrzeuginsassen in vorbestimmter Folge zuerst die Betätigungseinrichtung 17 für den Schieber 16 ange­ steuert wird. Dieser Schieber 16 wird auf die Klinke 14 zu geschoben und bringt diese mit Hilfe des Kurvenelementes 15 in Eingriff mit dem Klinkenrad 13, wodurch die Torsionswelle 12 blockiert und damit auch das Abziehen des Gurtes gebremst wird. Dieses Blockieren ist jedoch nur einseitig, so daß sich die andernends mit der Gurtauf­ wickeirolle 2 formschlüssig verbundene Torsionswelle 12 unter Energieaufnahme ver­ drehen kann und das Abbremsen des Gurtes für den Fahrzeuginsassen kraftreduziert erfolgt. In einer zweiten Stufe wird im Anschluß daran auf die gleiche Weise der Torsionsstab 4 durch die diesem zugeordnete Sperrvorrichtung (5; 6; 9) blockiert, und zwar mit der Folge, daß nun die Torsionswelle 12 und der Torsionsstab 4 unter Kraft­ aufnahme verformt werden und eine stärkere Gurtkraftreduzierung für den Fahrzeug­ insassen gegeben ist.In the event of a strong vehicle deceleration, the belt force-limiting device becomes effective by first actuating the actuating device 17 for the slider 16 as a function of the weight shift of the vehicle occupant in a predetermined sequence. This slider 16 is pushed towards the pawl 14 and brings it into engagement with the ratchet wheel 13 with the aid of the cam element 15 , as a result of which the torsion shaft 12 is blocked and the pulling off of the belt is also braked. However, this blocking is only one-sided, so that the torsion shaft 12 , which is connected with the belt on wickeirolle 2 in a positively connected manner, can rotate with energy absorption and the braking of the belt for the vehicle occupants takes place with reduced force. In a second stage, the torsion bar 4 is then blocked in the same way by the locking device ( 5 ; 6 ; 9 ) assigned to it, with the result that the torsion shaft 12 and the torsion bar 4 are now deformed under load and there is a greater reduction in belt force for the vehicle occupants.

Claims (7)

1. Gurtkraftbegrenzende Einrichtung für einen Sicherheitsgurt, der mit einem Ende in einer Gurtaufwickelvorrichtung mit einer in einem feststehenden Gehäuse drehbar gelagerten, blockierbaren und in Aufwickelrichtung federkraftbeaufschlagten Gurt­ aufwickelhülse verbunden ist, mit einem unter Energieaufnahme verformbaren Torsionsstab, der konzentrisch in der Gurtaufwickelhülse angeordnet, einenends formschlüssig mit dieser verbunden und andernends mit einer steuerbaren Sperr­ vorrichtung in Wirkverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß in der Gurtauf­ wickelhülse (2) zwischen dieser und dem Torsionsstab (4) mindestens eine unter Energieaufnahme verformbare Torsionswelle (12) angeordnet ist, die einenends auf der Seite der formschlüssigen Verbindung des Torsionsstabes (4) formschlüssig mit diesem und/oder der Gurtaufwickelhülse (2) verbunden ist, und die andernends mit einer steuerbaren Sperrvorrichtung (13, 14, 16) in Wirkverbindung steht.1. Belt force limiting device for a seat belt which is connected at one end in a belt winding device to a belt which is rotatably mounted in a fixed housing and which is lockable and in the winding direction spring-loaded belt, with a deformable torsion bar which is deformable under energy absorption and which is arranged concentrically in the belt winding sleeve, at one end with a positive fit connected to this and at the other with a controllable locking device is operatively connected, characterized in that in the belt winding sleeve ( 2 ) between this and the torsion bar ( 4 ) at least one deformable torsion shaft ( 12 ) is arranged, which has one end on the side the positive connection of the torsion bar ( 4 ) is positively connected to this and / or the belt winding sleeve ( 2 ), and the other is in operative connection with a controllable locking device ( 13 , 14 , 16 ). 2. Gurtkraftbegrenzende Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung für die Torsionswelle (12) und/oder den Torsionsstab (4) aus einem an dieser bzw. an diesem angeordneten Klinkenrad (13; 5) und einer am Gehäuse (1) gelagerten und mit dem Klinkenrad (13; 5) zusammen wirkenden Klinke (14; 6) gebildet ist, die elektromagnetisch betätigbar ist.2. Belt force limiting device according to claim 1, characterized in that the locking device for the torsion shaft ( 12 ) and / or the torsion bar ( 4 ) from a ratchet wheel ( 13 ; 5 ) arranged thereon or on this and one on the housing ( 1 ) mounted and with the ratchet wheel ( 13 ; 5 ) cooperating pawl ( 14 ; 6 ) is formed, which can be actuated electromagnetically. 3. Gurtkraftbegrenzende Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (14; 6) jeweils unterhalb des Klinkenrades (13; 5) angeordnet ist.3. Belt force limiting device according to claim 2, characterized in that the pawl ( 14 ; 6 ) is arranged below the ratchet wheel ( 13 ; 5 ). 4. Gurtkraftbegrenzende Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinke (14; 4) an ihrer Unterseite ein Kurvenglied (15; 2) aufweist, an dem ein elektromagnetisch betätigbarer Schieber (16; 9) angreift.4. Belt force limiting device according to claim 2 or 3, characterized in that the pawl ( 14 ; 4 ) has on its underside a cam member ( 15 ; 2 ) on which an electromagnetically actuated slide ( 16 ; 9 ) engages. 5. Gurtkraftbegrenzende Einrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Betätigungsvorrichtung (17; 7) durch einen Sensor ge­ steuert wird. 5. Belt force limiting device according to claim 2 or 4, characterized in that the electromagnetic actuating device ( 17 ; 7 ) is controlled by a sensor GE. 6. Gurtkraftbegrenzende Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor in Abhängigkeit vom Gewicht des auf dem Fahrzeugsitz sitzenden Fahrzeug­ insassen elektrische Signale an die Betätigungsvorrichtung (17; 7) gibt.6. Belt force limiting device according to claim 5, characterized in that the sensor gives electrical signals to the actuating device ( 17 ; 7 ) in dependence on the weight of the vehicle seated on the vehicle seat. 7. Gurtkraftbegrenzende Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor in Abhängigkeit von dem zur Verfügung stehenden Vorverlagerungsweg des Fahrzeuginsassen elektrische Signale an die Betätigungsvorrichtung (17; 7) gibt.7. Belt force limiting device according to claim 5, characterized in that the sensor gives electrical signals to the actuating device ( 17 ; 7 ) in dependence on the available forward displacement path of the vehicle occupant.
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