DE19930958C1

DE19930958C1 - Sicherheitsgurtaufroller für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE19930958C1
Application number: DE19930958A
Authority: DE
Inventors: Martin Specht
Original assignee: Breed Automotive Technology Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 1999-07-05
Filing date: 1999-07-05
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2019-07-06
Also published as: US6328242B1

Abstract

Ein Sicherheitsgurtaufroller für ein Fahrzeug mit einer drehbar gelagerten Gurtspule, auf welcher ein Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist, einer vorgespannten Triebfeder 1, die an der Gurtspule zur Erzeugung einer am Sicherheitsgurt 5 wirkenden Zugkraft angreift, welche beim Auf- und Abwickeln einer von der Gurtbandauszugslänge abhängigen Kennlinie folgt, und einem elektromotorischen Antrieb 6, mit welchem die von der Triebfeder 1 erzeugte Zugkraft einstellbar ist, wobei die Vorspannung der Triebfeder 1 durch den Antrieb 6 in der Weise eingestellt ist, daß die Zugkraft bei jeder Temperatur einer der Zimmertemperatur (etwa 20 DEG C) entsprechenden Kennlinie folgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[Stand der Technik]

Ein derartiger Sicherheitsgurtaufroller ist aus der EP 0 893 313 A2 bekannt. Der bekannte Sicherheitsgurtaufroller besitzt eine an einem Gurtaufrollerrahmen drehbar gelagerte Gurtspu le, auf welche ein Sicherheitsgurt auf- und abwickelbar ist. Eine vorgespannte Triebfeder greift an der Gurtspule zur Erzeugung einer am Sicherheitsgurt wirkenden Zugkraft an. Beim Auf- und Abwickeln des Gurtbandes folgt die am Sicher heitsgurt wirkende Zugkraft einer von der Gurtbandauszugslän ge abhängigen Kennlinie. Ferner ist ein elektromotorischer Antrieb vorgesehen, mit welchem die von der Triebfeder er zeugte Zugkraft eingestellt werden kann.

[Aufgabe der Erfindung]

Aufgabe der Erfindung ist es die Funktionalität der Triebfe der, insbesondere im Hinblick auf verbesserten Tragekomfort des angelegten Sicherheitsgurtes, weiterzubilden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.

Bei der Erfindung ist die Wirkungsweise der Triebfeder dahin gehend verbessert, daß die Zugkraft, welche von ihr am Gurt band erzeugt wird, bei jeder Temperatur einer der Zimmertem pertur (etwa 20°C) entsprechenden Kennlinie folgt. Messungen haben ergeben, daß bei unterschiedlichen Temperaturen bei spielsweise in einem Temperaturbereich von -40°C bis +80°C in Abhängigkeit von der Auszugslänge des Gurtbandes beim Auf- und Abwickeln die am Gurtband wirkende Zugkraft unterschied lichen Kennlinien in Hysterese-Form folgt. Bei von der Zim mertemperatur abweichenden Temperaturen wird bei bekannten Sicherheitsgurtaufrollern der Tragekomfort des angelegten Sicherheitsgurts erheblich beeinträchtigt. Die Erfindung schaft hier dadurch Abhilfe, daß durch den an der Triebfeder angreifenden Antrieb, insbesondere elektromotorischen An trieb, die Federkraft so eingestellt wird, daß die am Gurt band wirkende Zugkraft bei jeder von der Zimmertemperatur abweichenden Temperatur einer der Zimmertemperatur entspre chenden Kennlinie folgt.

Hierzu kann eine Temperaturmeßeinrichtung vorgesehen sein, welche die Umgebungstemperatur im Bereich des Gurtaufrollers mißt. In Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur wird die Kraft der Triebfeder durch den Antrieb eingestellt.

Dies kann in der Weise erfolgen, daß bei unterhalb der Zim mertemperatur liegender Umgebungstemperatur durch den Antrieb die Vorspannung der Triebfeder verringert und bei oberhalb der Zimmertemperatur liegenden Umgebungstemperaturen die Vorspannung der Triebfeder durch den Antrieb erhöht wird. Hierzu kann der Einhängepunkt, an welchem sich die Triebfeder außen abstützt um das Federherz in entsprechendem Drehsinn gedreht werden.

Eine weitere Ausführungsform kann darin bestehen, daß die der Zimmertemperatur entsprechende Kennlinie in einem elektroni schen Speicher gespeichert wird und in Abhängigkeit von den durch die gespeicherte Kennlinie vorgegebenen Sollwerten für die am Gurtband wirkende Zugkraft die jeweilige Kraft bzw. Vorspannung der Triebfeder eingestellt wird. Hierzu kann im Kraftfluß zwischen der Triebfeder und dem Sicherheitsgurt oder auch an der Stelle, an welcher die Vorspannung der Triebfeder abgestützt ist, eine Kraftmeßeinrichtung vorgese hen sein, die für die Einstellung der Kraft der Triebfeder die Meßgröße im Regelkreis liefert.

[Beispiele]

Anhand der Figuren wird an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch einen Gurtaufroller mit einer Steuer einrichtung für die Federkrafteinstellung in Block schaltbilddarstellung; und

Fig. 2 schematisch Kennlinien der am Gurtband wirkenden Zugkraft bei verschiedenen Temperaturen.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Gurtaufroller dargestellt. Hierbei sind nur die Bauteile des Sicherheitsgurtaufrollers gezeigt, welche zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Der dargestellte Sicherheitsgurt besitzt einen Aufrol lerrahmen 4, an welchem eine nicht näher dargestellte Gurt spule in bekannter Weise drehbar gelagert ist. Auf der Gurt spule ist ein Gurtband 5 eines Sicherheitsgurtes auf- und abwickelbar. Eine Triebfeder 1 ist mit ihrem inneren Ende mit einem Federherz 3 verbunden, das kraftschlüssig, insbesondere starr im normalen Auf- und Abwickelbetrieb mit der Gurtspule verbunden ist und die von der Triebfeder 1 erzeugte Zugkraft F auf das Gurtband 5 überträgt. An ihrem äußeren Ende ist die Triebfeder 1 in einem Einhängepunkt 2 mit einem Ring 10 verbunden. Der Ring 10 ist gegenüber dem Aufrollerrahmen 4 drehbar gelagert. In bevorzugter Weise verlaufen die Achse des Ringes 10 und die Gurtspulenachse koaxial. Mit dem Ring 10 steht ein Antrieb, insbesondere elektromotorischer Antrieb 6 in Antriebsverbindung. Die Antriebsverbindung zwischen dem Ring 10 kann in der Weise hergestellt werden, wie es aus der EP 0 893 313 A2 oder aus der DE 27 42 676 A1 oder der DE 41 12 620 A1 bekannt ist. Ferner kann der Ring 10 auch vom Rotor eines Flachmotors gebildet werden. Ein derartiger Flachmotor ist auch aus der DE 43 02 042 A1 bekannt. In bevorzugter Weise ist der elektromotorische Antrieb 6 als kollektorloser Gleichstrommo tor ausgebildet, dessen am Rotor vorgesehene Pole als Perma nentmagnete ausgebildet sind. Durch diese bevorzugte Ausfüh rungsform wird bei ausgeschaltetem Motor eine für die Abstüt zung der Triebfeder 1 ausreichende Haltekraft zwischen den Polen des Rotors und den Polen des Stators während des norma len Auf- und Abwickelbetriebes erreicht.

Der Betrieb des Antriebs 6 wird von einer Steuereinrichtung 8 gesteuert. Mit der Steuereinrichtung 8 ist eine Temperatur meßeinrichtung 7 in Form eines Temperaturfühlers oder -sensors oder der gleichen verbunden. Die Temperaturmeßein richtung 7 gibt ein der Umgebungstempertur proportionales elektrisches Signal an die Steuereinrichtung 8 ab. Die Umge bungstemperatur entspricht der Temperatur, welche am Einbau ort des Sicherheitsgurtaufrollers im Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug herrscht. Die Temperaturmeßeinrichtung 7 kann am Gurtaufrollerrahmen 4 oder einem nicht näher dargestellten Gehäuse des Gurtaufrollers oder in unmittelbarer Nachbar schaft des Gurtaufrollers vorgesehen sein.

Mit der Steuereinrichtung 8, welche insbesondere als elektro nische Steuereinrichtung ausgebildet ist, kann ein ebenfalls elektronischer Sollwertspeicher 9 verbunden sein. Im Soll wertspeicher 9 ist zumindest die Kennlinie der am Sicher heitsgurt wirkenden Zugkraft gespeichert, welcher beim Auf- und Abwickeln die Zugkraft bei Zimmertemperatur in Abhängig keit von der Auszugslänge folgt. In der Fig. 2 ist diese Kennlinie, welche Hysterese Form aufweist in ausgezogener Linie dargestellt. Als Zimmertemperatur wird etwa 20°C ange nommen.

Bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise bei -40°C hat die Kennlinie der am Sicherheitsgurt wirkenden Zugkraft etwa den punktiert eingezeichneten Verlauf. Bei höheren Temperatu ren, beispielsweise bei +85°C hat die Kennlinie einen in der Fig. 2 dargestellten strichlierten Verlauf. Die Speicherein richtung 9 kann auch in der Weise ausgebildet sein, daß in ihr mehrere Kennlinien eines Temperaturbereichs, beispiels weise des von -40°C bis +80°C sich erstreckenden Temperatur bereichs gespeichert sind. In diesem Fall kann dann in der elektronisch ausgebildeten Steuereinrichtung 8 die Stellgröße errechnet werden, mit welcher der Antrieb 6 gesteuert wird um die Vorspannung der Triebfeder 1 auf einen solchen Wert zu bringen, daß die bei der Zimmertemperatur (etwa 20°C) vorhan dene Kennlinie für die am Gurtband 5 wirkende Zugkraft F vorgesehen wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform kann ein Regelkreis vorge sehen sein, welcher als Meßgröße die aus der Vorspannung der Triebfeder resultierende und auf das Gurtband 5 einwirkende Federkraft mißt. Hierzu kann im Kraftfluß zwischen der Trieb feder 1 und dem Gurtband 5 ein Kraftmeßgeber beispielsweise in Form eines Dehnungsmeßstreifends vorgesehen sein. In bevorzugter Weise kann der Kraftmeßgeber an der inneren Einhängestelle der Triebfeder, an welcher diese mit dem Federherz 3 verbunden ist, oder am äußeren Einhängepunkt 2 der Triebfeder vorgesehen sein. Es ist jedoch auch möglich die Kraftmessung mittels eines Kraftmeßgebers 11 zwischen dem äußeren Einhängepunkt 2 der Triebfeder und den Polen des Sators und Rotors vorzusehen, welche die Haltekraft zur Abstützung der Triebfeder 1 beim normalen Auf- und Abwickel betrieb liefern. Gegebenenfalls kann diese Haltekraft als Meßgröße erfaßt werden. Ein der gemessenen Kraft proportiona les Signal wird, wie es strichpunktiert in der Fig. 1 ge zeigt ist, der Steuereinrichtung 8 eingegeben, welche in Zusammenwirkung mit dem Sollwertspeicher 9, in welchem die der Zimmertemperatur entsprechende Kennlinie gespeichert ist, als Regler wirkt und ein elektrisches Signal als Stellgröße für den Antrieb 6 (Stellglied) liefert. Durch den Antrieb 6 wird dann der Ring 10 entsprechend gedreht, so daß die Vor spannung der Feder 1 so eingestellt wird, daß sie die jewei lige durch die Kennlinie vorgegebene Zugkraft am Gurtband 5 liefert. Bei unterhalb der Zimmertemperatur liegenden Umge bungstemperaturen wird der Ring 10 so angetrieben, daß die äußere Einhängestelle 2 der Triebfeder 1 zur Verringerung der Vorspannung bewegt wird. Bei der Anordnung der Fig. 1 ist dies eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn. Bei oberhalb der Zimmertemperatur liegenden Umgebungstemperaturen wird der Ring 10 vom Antrieb 6 so verstellt, daß die Vorspannung der Triebfeder 1 erhöht wird. Hierzu wird der äußere Einhänge punkt 2 der Triebfeder im Uhrzeigersinn verstellt. Diese Verstellung kann auch in direkter Steuerung in Abhängigkeit von den mittels der Temperaturmeßeinrichtung 7 gemessenen Temperaturen erfolgen. 1 Triebfeder
2 äußerer Einhängepunkt
3 Federherz
4 Aufrollerrahmen
5 Gurtband
6 Antrieb
7 Temperaturmeßeinrichtung
8 Steuereinrichtung
9 Sollwertspeicher
10 Ring
11 Kraftmeßeinrichtung

Claims

1. Sicherheitsgurtaufroller für ein Fahrzeug mit einer drehbar gelagerten Gurtspule, auf welcher ein Sicher heitsgurt auf- und abwickelbar ist, einer vorgespannten Triebfeder, die an der Gurtspule zur Erzeugung einer am Sicherheitsgurt wirkenden Zugkraft angreift, welche beim Auf- und Abwickeln einer von der Gurtbandauszugslänge ab hängigen Kennlinie folgt, und einem elektromotorischen Antrieb, mit welchem die von der Triebfeder erzeugte Zug kraft einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Triebfeder (1) durch den Antrieb (6) in der Weise einstellbar ist, daß die Einstellung der Zug kraft bei jeder von der Zimmertemperatur (etwa 20°C) ab weichenden Temperatur entsprechend einer Kennlinie bei Zimmertemperatur folgt.

2. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Temperaturmeßeinrichtung (7) im Be reich des Gurtaufrollers vorgesehen ist, welche die je weilige Umgebungstempertur am Einbauort des Gurtaufrol lers mißt und daß in Abhängigkeit von der gemessenen Tem peratur die Kraft der Triebfeder (1) durch den Antrieb (6) eingestellt ist.

3. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Zimmertemperatur entsprechen de Kennlinie in einem elektronischen Speicher (9) gespei chert ist und die jeweilige Kraft der Triebfeder (1) in Abhängigkeit von den durch die gespeicherte Kennlinie vorgegebenen Sollwerten eingestellt ist.

4. Sicherheitsgurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß in den Kraftfluß zwischen der äußeren Ab stützung der Triebfeder (1) und dem Sicherheitsgurt eine Kraftmeßeinrichtung (11) vorgesehen ist, die für die Ein stellung der Kraft der Triebfeder die Meßgröße liefert.

5. Sicherheitsgurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterhalb der Zimmer temperatur liegender Umgebungstemperatur der Antrieb (6) die Vorspannung der Triebfeder (1) verringert und bei o berhalb der Zimmertempertur liegender Umgebungstemperatur der Antrieb (6) die Vorspannung der Triebfeder (1) er höht.