SE514382C2 - Sätt och anordning vid ett säkerhetsbälte - Google Patents

Description

~10 15 20 25 30 ^ :ßnszfe i 2 ning är att bältesnillen är förbunden med en fi-iktionskoppling, som kan vara inställ- bar för olika grad av lastupptagning.

Gemensamt för dessa kända lösningar är att överkroppen på bältesanvändaren tillåts att törflyttas framåt ett avsevärt stycke imder utdragning av säkerhetsbältet. Påkän- ningen på bältesanvändaren minskar, men det vore önskvärt att kunna reducera på- känningen och därigenom skaderisken på bältesanvändaren ytterligare.

Uppfinningens ändamål Syftet med uppfinningen är att ytterligare reducera skaderisken för en bältes- användare vid en kollision. Ännu ett syfte är att uppnå detta enkelt och säkert, med enkla medel.

Redogörelse för uppfinningen Genom att enligt uppfinningen strama åt säkerhetsbältet under åtminstone 300 ms och under denna tid begränsa den maximala dragkraften i säkerhetsbältet till ett forutbestämt värde uppnås en efiektiv men ändå skonsam fasthållning av bältesanvändaren. Åtstramningen kan med fördel pågå 800 ms eller mer for att säkerställa god fasthålhiing under ett förhållandevis långt kollisionstörlopp.

En anordning enligt uppfinningen är så utförd att åtstramningsanordningen kan verka under åtminstone 300 ms, och vidare är belasmingsbegränsningsanordningen anordnad att verka mellan upplindningsanordningen och åtstramningsanordningen.

Härigenom kan kontinuerlig åtstramning ske med samtidig belastningsbegänsning, så att bältesanvändaren skonsamt och effektivt hålls fast.

Enligt en speciellt tördelaktig variant av uppfinningen sker åtstramning i ett parti av säkerhetsbältet som löper över bältesanvändarens skuldra. 10 15 20 25 30 om: 3 Fastspänningen av bältesanvândaren kan enligt uppfinningen förbättras ytterligare genom att påbörja åtstramning med en viss förvarning före kollisionen.

Ytterligare särdrag och fördelar framgår av efterföljande beskrivning och patentkrav.

Figgrbesloivning Uppfinningen förklaras i det följande närmare med hjälp av ett på bifogade ritning visat utföringsexempel, där: fig. 1 visar i en vy framifrån ett säkerhetsbälte vid en fordonsstol, fig. 2 visar en till säkerhetsbältet i fig. 1 hörande upplindningsanordning med till- hörandezåtstramningsanordning och belasmingsbegränsningsanordning, enligt upp- fimiingen, och i fig. 3 visar ett arrangemang säkerhetsbältet är monterat i fordonsstolen.

I ett här ej närmare visat motorfordon finns det enligt fig. 1 vid en fordonsstol 1 ett säkerhetsbälte 2 av trepunktstyp. Från en i fordonet anbringad upplindningsanord- ning 3 sträcker sig bältet från ett första ândparti 4 över ett i fordonet anordnat skul- derfaste 5, som vanligen är ställbart för anpassning till bältesanvändarens storlek, och bildar först ett skulderbälte 6 och sedan ett höftbälte 7. Den fria änden på höft- bältet 7 är fastad vid ett fäste 8 i fordonet. Vid övergången mellan skulderbälte 6 och höftbälte 7 kan säkerhetsbältet på sedvanligt sätt med hjälp av ett bälteslås 9, i vilket bältet är iörskjutbart, fixeras vid en hållare 10 i fordonet.

Upplindningsanordningen 3 är av den konventionella typ som i normalt bruk, mot fjäderkraft, tillåter utdragning av skulderbältet 6 för att medge rörelsefiihet för an- vändaren, men som vid en kraftig belastning, till exempel vid en kollision, hindrar utdragning av skulderbältet 6.

Såsom närmare framgår av fig. 2 ingåri upplindníngsanordningen 3 en spole ll med en axel 12, som är lagrad i ett stativ 13. Axeln 12 är via en belastningsbegräns- 10 15 20 25 30 e fz sz 4 ningsanordning 14 förbunden med en åtstramningsanordning 15 eller bältessträcka- re, som är anordnad att aktiveras vid en kollision för att därvid strama åt säkerhets- bältet och eliminera slack i detta Åtstramningsanordningen 15 kan lämpligen akti- veras då fordonets retardation uppnått ett iörutbestämt värde, t. ex. cirka 5 g. Detta kan t. ex. ske medelst en till åtstramningsanordningen 15 ansluten givare 16, där en accelerometer känner av retardationen Normalt brukar en åtstramningsanordning 15 vara verksam endast under en kort initialfas av en kollision, vanligen cirka 20 ms. Enligt uppfinningen är emellertid åtstramningsanordningen 15 avsedd och anordnad att vara i fimktion under en be- tydligt större del av kollisionsförloppet Beroende på lcraften i kollisionen, utgöran- de en funktion av bland annat fordonets hastighet och massa, kan kollisionstörloppet fortgå åtminstone 300 ms och ända upp till 800 ms, eller eventuellt ännu längre. Åtstramningsanordningen 15 bör därför kunna vara i drift åtminstone 300 ms, helst upp till 800 ms eller längre, d.v.s. i princip under hela kollsionsfórloppet.

Vid en kollision blir enligt uppfinningen händelseförloppet följande: Inom cirka 10 ms har fordonets retardafion nått ett sådant värde att åtstramnings- anordningen 15 aktiveras. Härigenom kommer bältet att stramas åt, så att slack i bältet elimineras och så att bältesanvändaren hålls väl fast i stolen. Beroende på hur snabb och stark åtstramningsanordningen 15 är kan en stor åtstramningskraft alstras i säkerhetsbältet, med risk att skada användaren. För att minska denna skaderisk och begränsa den maximalt tillåtna och maximalt möjliga dragkraften i säkerhetsbältet finns en belastningsbegiänsningsanordning 14, som åstadkommer att åtspännings- anordningen 15 kan slira relativt spolen 11 vid kraftig åtstramning, eller slira om bältet drages ut med alltför stor kraft vid en häftig kollision.

Efter en initial åtstramning uppnås under en kollision ett tillstånd där användaren slungas framåt mot skulderbältet 6 och belastar detta, eventuellt så mycket att be- lastningsbegränsningsanordningen 14 ger efter, eller slirar. Så snart slirningen upp- 10 15 20 25 30 5 hör kan åtstramningsanordningen 15 spola upp bältet igen och därigenom föra till- baka användaren i riktning mot stolen med avsedd lqaft. Härigenom uppnås en mera långvarig och jämn belastning på användaren, medförande en effektivare och skon- sammare upptagning av kollisionsenergin.

En stor fördel med den kontinuerliga bältessträclmingen eller åtstramningen är vida- re att användaren genom bältessträclcningen efter den första uppfångningen mot bäl- tet kommer i ett gynnsammare läge inför eventuella ytterligare uppfängningar mot bältet till följd av flera olika sammanstötningar under kollisionen. Dessutom minskar en härigenom uppnådd förbättrad placering i stolen bl.a. risken för att med överkroppen slungas åt sidan och till följd därav skadas.

Säkerhetsbältet 2 möter således enligt uppfinningen ett utdragningsmotstånd under huvuddelen av kollisionstörloppet, vilket möjliggör en skonsam men eiïektiv fast- hållning av användaren.

Den maximalt tillåtna draglcraften i säkerhetsbältet ligger lämpligen i intervallet 2,0-3,5 kN. Åtstramning av bältet kan härvid ske med en hastighet av 5-10 m/s för att hålla fast användaren. Bältesåtstramningen kan därvid behöva uppgå till cirka 140-250 mm för att uppnå avsedd eiïekt, eventuellt ända upp till 300-500 mm.

Genom att kombinera en relativt låg maximal dragkraft i säkerhetsbältet med en snabb och kraftig samt långvarig åtstramning blir det möjligt att skydda användaren mot skador på ett eñektivare sätt än tidigare. Åtstrarnningsanordningen 15 kan, enligt fig. 2, vara försedd med en gasgenerator 17 som vid aktivering kan blåsa ut gas mot ett turbínhjul 18 och därigenom rotera spolen 11, och skall, såsom fiarngått, kunna vara i drift under en förhållandevis lång period, kanske ända upp till 1000 ms eller eventuellt flera sekrmder. Detta kan t. ex. uppnås om gasackumulatom 17 görs tillräckligt stor för att medge drift under så läng tid.. En arman möjlighet är att kombinera gasdrift och eldrift. I detta senare fall kan 10 15 20 25 30 j ¿ppp L j 3 82 6 själva starten ske snabbt med gasdrifi, tex. på pyrotelcnisk väg, och sedan kan fort- satt drift ske med hjälp av en elmotor 19 som försörjs från fordonets elsystem via t.ex. en kondensator. Elrnotor och gasmotor kan härvid ha en gemensam axel och bilda en enhet.

Belastningsbegränsningsanordningen 14 kan med fördel utgöras av en fiiktions- koppling, som eventuellt kan ha ett ställbart ingrepp för att möjliggöra ändring av storleken på det överförda vridmomentet, t.ex. såsom funktion av användarens stor- lek och vikt. En möjlighet är t.ex. att låta en viktavkännare i stolen styra friktions- kopplingen.

I det visade exemplet har spolen 11 en horisontell axel, men det är naturligtvis också möjligt att orientera axeln på annat sätt, tex. vertikalt, och att därvid utnyttja lämp- liga styrningar för att få avsedd rörelse hos säkerhetsbältet.

Vid ovanstående utförande påbörjas åtstramningen först under kollisionsförloppet.

Det är dock enligt uppfinningen möjligt att förbättra fastspänningen av bältesanvän- daren ytterligare genom att redan tidigt i en situation, som befaras kunna utvecklas till en krocksituation, åstadkomma en förberedande åtstramning av säkerhetsbältet, således innan kollisionsförloppet enligt ovan har påbörjats. Denna lösning erfordrar att körsituationen analyseras för att ge underlag för en tidig aktivering av åtstram- ningen. En sådan körsituation kan tex vara en kraftig inbromsning eller en annan situation där avståndet till ett framförvarande föremål minskar på ett farligt sätt.

Vid en inbromsning kan retardationen registreras medelst en accelerometer, t. ex. i givaren 16, och då värdet nått en förutbestämd säkerhetsnivå, som är lägre än den förutbestämda kollisionsnivån, kan åtstramningen påbörjas såsom en förberedelse för ett kollisionsförlopp. Förvarningstiden bör härvid uppgå till 50-100 ms eller mer, varför såkerhetsnivån på retardationen bör väljas så att en tillräckligt lång förvarning erhålls. Denna förvarningstid möjliggör en relativt långsam start av åtstrarnnings- 10 15 20 25 30 l ' fïífseiræa4lsi saa 7 anordningen, vilket är fördelaktigt då en elektrisk motor 19 används för drivning av denna.

På motsvarande sätt kan tex. en avståndsradar, lämpligen i givaren 16, användas för att övervaka avståndet till ett framförvarande föremål och för att aktivera ätstram- i ningsanordningen då avståndet minskat till ett kritiskt värde eller minskar i en lnitisk takt. Även i detta fall är en förvarningstid av den nämnda storleksordningen önsk- värd för att kunna starta och driva åtsramningsanordningen på elektrisk väg. Båda dessa nämnda situationer kan utgöra en fas i ett blivande kollisionsförlopp, men det är också möjligt att kollision trots allt kan undvikas.

I de fall 'då en eftersträvad förvarning erhålls föreligger normalt inget behov av att snabbstarta åtstramningsanordningen, tex. på pyrotelcnisk väg, utan en kontinuerlig elektrisk drivning kan säkerställa önskad kontinuerlig åtstramning under' hela kolli- sionsförloppet. Möjligheten att snabbstarta åtstramningsanordningen bör dock finnas kvar för de situationer då förvarning om kollision av någon anledning inte erhålls.

En förberedande åtstramning av denna typ medför att bältesanvändaren kommer i en bättre position inför en kollision och därför får bättre förutsättningar att klara kolli- sionen skadefritt. Ännu en möjlighet är att redan före den angivna ßrberedande åtstramningen utföra en mjukåtstramning som uppmärksammar bâltesanvändaren på att sittställningen inte är den bästa och bör förändras till en mera bakåtlutad ställning. Detta kan ske t.ex. genom att öka den ovan nämnda förvarningen ytterligare och initialt utföra åtstrainrring med lägre kraft tills dess att det normala förberedande åtstramnings- tillståndet uppnås, då åtstramningskraften ökas för att kunna hantera ett kollisions- förlopp på redan angivet sätt. Detta kan ske genom t.ex. lämplig elektrisk styrning av en elektrisk motor 19 som driver åtstramningsanordningen. En annan möjlighet är att ordna det så att påtagning av säkerhetsbåltet medför att en mekanism 20 spänns i 10 15 20 25 30 ;srarss2e 8 upplindningsanordningen 3 och att denna mekanism efter utlösning via en lämplig givare, t.ex. givaren 16, åstadkommer den önskade mjukåtstramningen.

I utförandet enligt fig. 1 sker åtstramning endast i det parti av säkerhetsbâltet som löper över användarens skuldra, men även andra utföranden är möjliga. Det är t. ex. möjligt att ersätta fästet 8 med en upplindningsanordning 3, och att därvid göra bälteslåset 9 fast på säkerhetsbältet. Härigenom kan både skulderbältet 6 och höft- bältet 7 stramas åt genom att försätta de båda upplindningsanordningarnas åtstram- ningsanordningar i ftmkfion. Eventuellt kan åtstramning ske endast vid platsen för fästet 8, med säkerhetsbältet fiitt löpande vid bälteslåset 9. ' I stället för att, såsom visas i fig. 1, förankra säkerhetsbältet 2 i fordonets kaross är det naturligtvis också möjligt att på känt sätt förankra säkerhetsbältet i fordonsstolen 1 och att således göra säkerhetsbâltet fórflyttbart tillsammans med fordonsstolen och montera en eller flera upplindningsanordningari denna. Ett sådant uttörande visas i fig. 3.

Utöver de här visade utlöringsformema avseende trepunktsbälten erbjuder sig naturligtvis andra utföranden inom uppfinningens ram. Således kan uppfinningsidén användas även vid t.ex. tvåpunkts- och fyrpunktbälten.

I en altemafiv utlöringsform kan en upplindningsanordning 3 placeras vid hållaren 10 och påverka denna så att den uppfinningsenliga bältesåtstramningen kan åstad- kommas. I detta fall är hållaren 10 utformad med ett upplindningsbart avsnitt (ej visat). Vid en sådan åtstramning är bältets övriga ändpartier låsta.

Det skall naturligtvis inses att upplindningsanordningens konstruktiva detaljutform- ning kan varieras inom uppfinningens ram. Den roterande bältesåtstramningsrörel- sen kan eventuellt ersättas av en linjär bältesåtstramningsrörelse.

Claims (27)

1. 0 15 20 25 s »: jae: s 1ls4s .Å332 9 Patentkrav 1. Sätt att medelst ett säkerhetsbälte (2) i ett fordon hålla en bältesanvändare fastspänd vid en kollision, varvid säkerhetsbältet vid uppnående av en förutbestämd retardationsnivå för fordonet stramas åt, och varvid den maximala draglcraften i säkerhetsbältet under kollisionen begränsas för att minska risken för skador på bältesanvändaren, kännetecknat av att åtstramning pågår under åtminstone 300 ms, efter påbörjad kollision och att den maximala dragkraften i säkerhetsbältet begränsas till ett fiirutbestämt värde under hela åtstramningen.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att åtstramningen pågår under åtminstone soo ms. i

3. Sätt enligt krav l eller 2, kännetecknat av att åtstramnjngslqaften är åtminstone lika stor som den maximalt tillåtna draglqafien i säkerhetsbältet.

4. Sätt enligt något av kraven 1-3, kännetecknat av att den maximala draglcraften i säkerhetsbältet är 2,0-3,5 kN.

5. Sätt enligt något av lcraven 1-4, kännetecknat av att åtstramningen föregås av en förberedande åtstramning, som initieras före kollisionen.

6. Sätt enligt krav 5, kânnetecknat av att den förberedande åtstramningen initieras såsom fimktion av fordonets retardation.

7. Sätt enligt lcrav 5, kännetecknat av att den förberedande åtstramningen initieras såsom fimlction av avståndet till ett fiamförvarande föremål.

8. Sätt enligt något av kraven 5-7, kännetecknat av att den förberedande åtstram- ningen är kontinuerlig och övergår kontinuerligt i åtstrarnningen. 10 15 20 25 30 sz 10

9. Sätt enligt något av kraven 5-8, kännetecknat av att före den förberedande åtstramningen initieras såsom ftmktion av fordonets körsituation en mjukåtstramning med lägre åtstramningskraft än under den förberedande åtstramningen.

10. Sätt enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att före åtstramningen initieras såsom funktion av fordonets körsituation en mjukåtstramning med lägre åtstram- ningskraft än under åtstramningen.

11. Sätt enligt något av kraven 1-10, kännetecknat av att åtstramning sker i ett parti (6) av sâkerhetsbältet (2) som löper över bältesanvändarens skuldra.

12. Anordning vid ett säkerhetsbälte (2) i ett fordon, där säkerhetsbältet påverkas av en åtstramningsanordning (15) samt är anordnat att spännas om en bältesanvändare, och med en belastningsbegränsningsanordning ( 14) för begränsning av maximal dragkraft i säkerhetsbältet, varvid âtstramningsanordningen (15) är aktiverbar vid en kollision för åtstramning av säkerhetsbältet, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är anordnad att kunna verka under åtminstone 300 ms, efter påbörjad kollision och att belastningsbegränsnings-anordningen (14) är anordnad att verka mellan bältet och åtstramningsanordningen (15).

13. Anordning enligt krav 1.2, kännetecknad av att åtstramningsanordníngen (15) är anordnad att arbeta under åtminstone 800 ms.

14. Anordning enligt krav 12 eller 13, kännetecknad av att åtstramningsanord- ningen (15) är anordnad att alstra en åtstramningslcraft som är åtminstone lika stor som den maximalt tillåtna dragkraften i säkerhetsbältet.

15. Anordning enligt något av kraven 12- 14, kännetecknad av att belastningsbe- gränsningsanordningen (14) är en fríktionskoppling. 10 15 _20 25 i*».í~e. s ~1e~4. afæzsz l l

16. l6._Anordning enligt något av kraven 12-15, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är anordnad att kunna strama åt säkerhetsbältet med en hastighet av 5-10 m/s, och att kunna linda upp åtminstone 140 mm av säkerhetsbältet.

17. Anordning enligt krav 15, kânnetecknad av att belastningsbegränsningsanord- ningen (14) är anordnad att tillåta en maximal dragkraft i säkerhetsbältet uppgående :in 2,o-3,5 kN.

18. Anordning enligt något av kraven 12-17, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är anordnad att vid start kunna drivas med gas, lämpligen på pyroteknisk väg.

19. Anordning enligt krav 18, kännetecknad av att åtstramningsanordningen är utformad för gasdrift under hela sin arbetsfas. i

20. Anordning enligt något av kraven 12-18, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är försedd med en elmotor (19).

21. Anordning enligt något av kraven 12-20, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är anordnad att kunna aktiveras före en kollision, för en förbe- redande åtstrarnning.

22. Anordning enligt krav 21, kännetecknad av att åtstrarnningsanordningen (15) är anordnad att kunna aktiveras såsom fimktion av fordonets retardation.

23. Anordning enligt krav 21, kännetecknad av att åtstramningsanordningen (15) är anordnad att kunna aktiveras såsom funktion av avståndet till ett fiamförvarande föremål. 10 15 i 12

24. Anordning enligt något av kraven 21-23, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är anordnad för eldrift under åtminstone den förberedande åtstramningen.

25. Anordning enligt något av kraven 22-24, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är anordnad att, såsom funktion av fordonets körsituation, fiíre den förberedande åtstramningen kunna åstadkomma en mjukåtstramning med lägre åt- _ stramningslcraft än under den förberedande åtstramningen.

26. Anordning enligt något av kraven 12-20, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) är anordnad att, såsom funktion av fordonets körsituation, före åtstramningen kunna åstadkomma en mjukåtstramning med lägre åtstramningslcraft än under âtstramningen.

27. Anordning enligt något av kraven 12-26, kännetecknad av att åtstramnings- anordningen (15) påverkar ett parti (6) av säkerhetsbältet (2) som löper över bältes- användarens skuldra.