SE506221C2 - Anordning vid säkerhetsbälten - Google Patents

Description

506 221 10 15 20 25 30 35 2 det behov av en automatisk höjdomställningsanordning, så att inte användaren måste justera något reglage el.dyl. för att ställa in omlänkningsanordningen på ett korrekt sätt.

Vidare finns det ofta behov av att säkerhetsbältet skall innefatta någon form av försträckarmekanism, som på känt sätt syftar till att sträcka bältet vid en eventuell kollision. Härvid skall bältesbandet spännas fast mot användarens överkropp direkt efter kollisionsögonblicket, d.v.s. innan användaren pressas framåt på grund av sin vikt. Därigenom kan försträckarmekanismen förhindra eller mildra personskador i samband med kollisioner. En anordning för försträckning av ett bältesband med hjälp av en pyroteknisk försträckare är förut känd genom patentdokumen- tet EP-A-0138507.

Vidare finns det behov av att säkerhetsbältet skall ha en kraftbegränsande funktion i händelse av en kollision. Detta innebär att säkerhetsbältet inte skall vara helt stumt, utan skall istället absorbera en del av den energi som utvecklas när användaren pressas framåt vid en kraftig Aretardation.

På senare år har det tagits fram säkerhetsbälten där både upprullaren och omlänkningsanordningen är integrerade i fordonsstolens rygg (s.k. "belt-in-seat"), d.v.s. säker- hetsbältets upprullare är inte förankrad i fordonets kaross utan i fordonsstolen. Sådana system ger bättre komfort och högre skyddsprestanda eftersom bältesbandet alltid kommer i samma läge relativt användaren, oberoende av fordonssto- lens läge. Dessutom ges en förenklad konstruktionslösning för B-stolpen med avseende på teknik, packning och design, eftersom B-stolpen i så fall inte behöver förses med någon bältesupprullare och omlänkningsanordning. Slutligen erfordras en mindre mängd bältetsband, vilket ger minskade kostnader samt minskar risken för att en "filmspole"-effekt ï! 10 15 20 25 30 35 506 221 skall uppstå i upprullaren. Detta innebär att bandet - trots att det är fastlåst - matas ut ett litet stycke på grund av att det packas på rullen.

Det finns förut känt olika typer av höjdomställare, försträckare och kraftbegränsande anordningar. Dock föreligger ett problem i samband med dagens säkerhetsbälten i det att de inte medger att flera funktioner integreras i samma konstruktion. Detta problem gör att dagens system ofta blir såväl utrymmeskrävande som kostsamma. I synnerhet är detta ett problem i samband med de ovannämnda "belt-in- seat"-konstruktionerna.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN: Ett huvudsakligt ändamål med den föreliggande uppfinningen är således att åstadkomma en förbättrad anordning i samband med säkerhetsbälten vid motorfordon, i vilken ett flertal funktioner kan integreras och som dessutom utgör en enkel, kompakt och billig enhet. Detta ändamål uppnås genom en anordning av i inledningen nämnt slag, vars kännetecknande särdrag framgår av det efterföljande patentkravet 1.

Uppfinningen utgör en kombinerad omlänknings-, försträckar- och kraftbegränsningsanordning som företrädesvis är integrerad med fordonsstolen. Detta ger en hög komfort och hög skyddsprestanda för användaren.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i det följande att beskrivas närmare med hänvisning till de bifogade figurerna, där figur 1 är en vy framifrån av en kombinerad omlänkar-, försträckar- och kraftbegränsningsanordning enligt den föreliggande uppfinningen, figur 2 är en sidovy av anordningen enligt figur 1, 10 15 20 25 30 35 506 221 4 figur 3 är en schematisk vy som visar anordningen enligt uppfinningen i ett första arbetsläge, figur 4 är en schematiskt vy som visar anordningen enligt uppfinningen i ett andra arbetsläge, figur 5 är en schematisk vy som visar anordningen enligt uppfinningen i ett tredje arbetsläge, och figur 6 visar ett arrangemang för kraftbegränsning enligt en särskild utföringsform av uppfinning- en.

FÖREDRAGEN uTFöRINGsFoRM= I figur 1 och 2 visas en vy framifrån respektive en sidovy av en anordning enligt den föreliggande uppfinningen, vilken enligt en föredragen utföringsform är anordnad vid en fordonsstol l, företrädesvis på dess ryggstöd. Anord- ningen innefattar en upprullare 2 på vilken ett bältesband 3 hos ett säkerhetsbälte kan rullas upp. Upprullaren 2, som i sig är av konventionellt slag, är fjäderbelastad så att bältesbandet 3 rullas upp automatiskt när det inte är i bruk. Vidare innefattar upprullaren 2 en axel 4 som är infäst i motsvarande hål i ett beslag i form av en bygel 5.

Upprullaren 2 är vridbart anordnad i förhållande till axeln 4. Bygeln 5 är fast anordnad vid fordonsstolen 1.

På bygeln 5 finns anordnad en trumma 6 som utgör en omlänkningsanordningiïh:bältesbandet.3.0mlänkningstrumman 6 innefattar två huvudsakligen cirkulära plattor eller skivor 7, 8 som är anordnade på en genomgående axel 9.

Axeln 9 skjuter ut ett stycke utanför respektive skiva 7, 8 och genon\ motsvarande hål. i bygeln. 5. På så vis är trumman 6 roterbart anordnad inuti bygeln 5. Vidare in- nefattar trumman 6 en tvärgående omlänkningspinne 10 som är infäst mellan skivorna 7, 8. Omlänkningspinnen 10 är w 10 15 20 25 30 35 506 221 5 företrädesvis infäst vid en punkt hos respektive skiva 7, 8 som ligger nära respektive skivas 7, 8 ytterkant.

Omlänkningspinnen 10 är företrädesvis vridbart infäst mellan skivorna 7, 8, men kan även vara vridfast infäst.

Trumman 6 är anordnad så att 'den kan roteras i båda riktningarna kring den symmetriaxel som definieras av dess genomgående axel 9. Bältesbandet 3 är anordnat så att det under användning omlänkas kring omlänkningspinnen 10 och lindas upp kring upprullaren 2 (se särskilt figur 2).

En försträckaranordning ll finns anordnad i anslutning till trumman 6. Försträckaranordningen ll är företrädesvis inbyggd och fast anordnad i stolens l rygg samt är enligt utföringsformen av pyroteknisk typ, vilket är en i sig känd typ av försträckare. Inuti försträckaren ll finns en kolv 12 anordnad, vilken kolv 12 är förbunden med ett förbindel- seorgan 13, som företrädesvis utgörs av en wire eller ett band. Wiren 13 är infäst med sin ena ände i kolven 12, medan dess andra ände är fast anordnad på trummans 6 ena ändskiva 8, företrädesvis vid dess periferi.

Inuti försträckaren ll finns placerad en sprängladdning (ej visad) som kan antändas med hjälp av en (ej visad) ut- lösningsanordning, varvid kolven 12 påverkas att förflyttas nedåt, vilket i sin tur leder till att wiren 13 dras nedåt.

Försträckarens 11 utlösningsanordning är vidare ansluten till en sensoranordning 14 via en ledning 15. Sensorn 14 är företrädesvis av typen accelerationssensor, vilken känner av om fordonet bromsas upp kraftigt. Sensorn 14 placeras företrädesvis inuti fordonets kupé.

En eventuell kollision kommer att detekteras med hjälp av sensorn 14, vilket medför att sprängladdningen detoneras.

Detta leder till att wiren 13 dras in i försträckaren ll, 10 15 20 25 30 35 506 221 6 vilket medför att trumman 6 vrids ett stycke medsols. Detta indikeras med pilen 16 i figur 2.

Det påpekas att placeringen av försträckaren ll samt längden hos wiren 13 avpassas så att trumman 6 under normalt bruk (d.v.s. då ingen kollision ännu har skett) kan vridas till ett sådant vinkelläge att omlänkningspinnen 10 ställs in optimalt efter säkerhetsbältets användare. För detta ändamål är trumman 6 företrädesvis fjäderbelastad så att den i ett opåverkat tillstånd strävar att vridas ' motsols.

Anordningen innefattar företrädesvis ett (ej visat) hölje eller en kåpa, som kan vara av metall eller hårdplast och som kan vara försedd med en springa genom vilken säkerhets- bältet 3 löper. Alternativt kan hela anordningen vara integrerad i övre delen av fordonsstolens 1 rygg.

Uppfinningens principiella funktion kommer nu att beskrivas med hänvisning till figurerna 3, 4 och 5. I initialläget, d.v.s. under normalt bruk av säkerhetsbältet, löper bältesbandet 3 runt omlänkningspinnen 10. Bältesbandet 3 är vidare infäst i, och inrättat att rullas upp kring, upp- rullaren 2. Detta initialläge visas i figur 3.

I händelse av en kollision kommer den pyrotekniska för- sträckningsmekanismen 11 (visas ej i figurerna 3-5) att aktiveras, vilket leder till att wiren 13 sträcks ett litet stycke. Detta medför att trumman 6 roterar ett motsvarande stycke medsols. Längden hos wiren 13 är företrädesvis avpassad så att en vridning av trumman 6 på drygt l80° erhålles vid aktivering av försträckaren ll. Denna vridning motsvarar en viss försträckning av bältesbandet 3. Efter vridningen, d.v.s. strax efter kollisionsögonblicket, kommer trumman 6 således att anta det läge som visas i figur 4. fl 10 15 20 25 30 35 566 221 7 När användarens kropp till följd av fordonets kraftiga retardation pressas framåt kommer bältesbandet 3 att utöva en kraft på omlänkningspinnen 10 så att denna i sin tur påverkar trumman 6 att vridas ytterligare ett stycke i medsols riktning. Under denna fortsatta vridning (som visas i figur 5) sker en kraftbegränsning, d.v.s. den energi som utvecklas som en följd av den kraftiga retardationen kommer till viss del att absorberas. För detta ändamål är trumman 6 inrättad så att den ger upphov till ett vridmotstånd under denna del av vridningen som äger rum till följd av att bältesbandet 3 utövar en kraft på omlänkningspinnen 10.

Enligt en alternativ utföringsform kan detta vridmotstånd, vilket i sin tur ger upphov till nämnda energiabsorption, åstadkommas med hjälp av ett kraftbegränsande arrangemang enligt vad som visas separat i figur 6. Denna figur är en schematisk sidovy som visar att trumman 6 är försedd med en pinne eller tapp 17 som löper i ett motsvarande, huvud- sakligen ringformigt spår 18 i bygeln 5. Tappen 17 sitter på utsidan av trumman 6, d.v.s. på den sidan av skivan 8 som vetter mot bygeln 5. Spåret 18 är företrädesvis uppdelat i två avsnitt, l8a respektive 18b. Det första avsnittet l8a har en utsträckning som svarar mot den rörelse som trumman 6 gör vid aktivering av försträckaren 11, vilket visas i detalj i figur 3 och 4. Detta första avsnitt l8a är relativt brett, vilket medför att tappen 17 kan löpa obehindrat under denna försträckningsfas. Under den kraftbegränsande fasen (jfr. figur 5) kommer tappen 17 att löpa i det andra avsnittet 18b av spåret 18. Detta andra avsnitt l8a är betydligt smalare än ovannämnda första avsnitt l8a. Detta innebär att spåret under denna kraftbe- gränsande fas utövar ett motstånd på tappen 17, vilket ger en energiabsorberande verkan hos trumman 6. För att erhålla en lämplig energiabsorption är företrädesvis tappen 17 tillverkad av stål. Bygeln 5 är företrädesvis tillverkad av stål, alternativt magnesium eller motsvarande material. 506 221 10 15 20 25 30 35 8 Enligt en alternativ utföringsform kan uppfinningen utnyttjas enligt följande. I initialläget, d.v.s. under normalt bruk av säkerhetsbältet, löper bältesbandet 3 runt omlänkningspinnen 10 på samma vis som visas i figur 3. I händelse av en kollision kommer den pyrotekniska för- sträckningsmekanismen 11 att aktiveras, vilket leder till att wiren 13 sträcks, dock endast så mycket att trumman 6 vrids något mindre än l80° från initialläget. När den åkande i fordonet sedan trycks framåt kommer bältesbandet 3 att utöva en kraft på omlänkningspinnen 10 så att denna i sin tur påverkar trumman 6 att vridas ett visst stycke i motsols riktning. Under denna vridningsfas sker en energi- absorption med hjälp av försträckaren, som för detta ändamål innefattar en (ej visad) energiabsorberande mekanism, exempelvis en fjäderanordning, som upptar energi som uppstår på grund av att bältesbandet 3 utövar en kraft på omlänkningspinnen 10.

Uppfinningen är inte begränsad till den ovan beskrivna utföringsformen, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan uppfinningen antingen integreras i fordonsstolen 1 eller anordnas separat.

Dessutom medger uppfinningen en automatisk höjdomställning till följd av att omlänkningspinnen 10 ställs in efter en användares längd, d.v.s. användarens axelhöjd. Uppfinningen kan kompletteras med en anordning för fast inställning av trumman 6 i ett visst vinkelläge, för att därigenom fixera omlänkningspinnen 10 i ett visst läge förhållande till användarens axelparti.

När det gäller den kraftbegränsande funktionen hos upp- finningen gäller att motståndet, och därigenom energiab- sorptionen, kan påverkas genom valet av material hos tappen 17 och bygeln 5 (se figur 6). Vidare kan spåret 18 utformas 10 15 506 221 9 med en successivt minskande bredd eller med två eller flera avsnitt med distinkt olika bredd.

Trumman 6 kan dimensioneras så att ett högt motstånd före- ligger i början av vridningsrörelse och ett lägre vrid- motstånd i slutet av vridningsrörelsen, eller vice versa.

Dessutom kan trumman 6 ha en annan geometri än den cirkulä- ra som beskrivits ovan. Exempelvis kan den vara excentrisk, vilket medför att en varierande försträckningskraft kan erhållas under försträckningsförloppet.

I stället för den pyrotekniska försträckaren ll som beskrivits ovan kan någon annan form av försträckaranord- ning utnyttjas i samband med uppfinningen.

Uppfinningen kan utnyttjas i samband med olika typer av fordon, t.ex. personbilar, lastbilar eller bussar.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 506 221 10 PATENTKRAV:

1. Anordning vid säkerhetsbälten för fordon, innefattande en upprullningsanordning (2) för ett bältesband (3), en omlänkningsanordning (10) kring vilken.bältesbandet (3) kan löpa, medel (6, 13) för förflyttning av omlänkningsanord- ningen (10) i förhållande till upprullningsanordningen (2) från en utgångsposition till en andra position, varvid bältesbandet (3) sträcks, samt ett aktiveringsdon (11) för aktivering av nämnda medel (6, 13), varvid nämnda medel (6, 13) innefattar energiabsorberande medel (17, 18; ll) för dämpning av kraft som bältesbandet (3) utövar på omlän- kningsanordningen (10) under en återgångsrörelse från nämnda andra position, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att nämnda medel (6, 13) för förflyttning av omlänknings- anordningen (10) innefattar en roterbar trumma (6) i vilken omlänkningsanordningen (10) är inrättad.

2. Anordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att den innefattar organ (11, 13) för rotation av trumman (6) vid aktivering av aktiveringsdonet (11).

3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v , att omlänkningsanordningen (10) har en utsträckning som är huvudsakligen parallell med trummans (6) centrumaxel (9) och med utrullningsanord- ningens (2) centrumaxel (4).

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v , att nämnda energiabsorberande medel utgörs av en utskjutande tapp (17) som är inrättad att samverka med ett spår (18). 10 15 20 506 221 11

5. Anordning enligt patentkrav 4, k ä n n eit e c k n a d d ä r a v , att tappen (17) är anordnad i trumman (6) och spåret (18) är anordnat i ett konsolelement (5) som uppbär trumman (6) och som är fast anordnat i fordonet.

6. Anordning enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v , att trumman (6) är inrättad för förflyttning av omlänkningsanordningen (10) huvudsakligen längs en cirkelbåge.

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v , att aktiveringsdonet (11) är inrättat att aktiveras i samband med en fordonskollision.

8. Anordning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v , att nämnda aktiveringsdon (11) innefattar en pyroteknisk försträckaranordning som är inrättad att aktiveras av en i fordonet anordnad accelerationssensor (14).

9. Fordonsstol innefattande en anordning vid säkerhets- bälten enligt något av patentkraven 1-8.