SE527927C2 - Belastningsbegränsande anordning för säkerhetsbälte - Google Patents

Description

25 30 527 927 eller begränsas. En del tidigare föreslagna belastningsbegränsande anordningar för användning i samband med säkerhetsbälten för fordon innefattar en torsionsstav fastsatt vid dess ände vid indragningsmekanismens konstruktion och vid dess andra ände fäst vid den roterbara rullen på vilken säkerhetsbältet är uppllndat. När spolen tvingas att rotera i utrullningsriktningen, under belastningen som anbringas säkerhetsbältet genom tröghetskraften hos en passagerare i sätet, kommer torsionsstaven att vridas och därigenom motstå utrullning av säkerhetsbältet.

Gfla En annan känd typ av belastningsbegränsande anordningar finns beskriven i DE 100 15 048 i vilket det deforrnerbara yttre elementet har formen av ett metallband vilket har en ände som är anslutningsbar till rullen på vilken säkerhetsbältet är upprullat. När en belastning anbringas säkerhetsbältet i utrullningsriktningen vid en krocksituation, kommer metallbandet att dras genom en slingrande bana vilken utgörs av en baffel, varvid nämnda metallband därigenom tillgodoser avlastning genom deformation av metallbandet.

Det har även tidigare föreslagits att belastningsbegränsande anordningar tillhandahållas med flera olika typer av deformerbara element för att tillgodose en flerstegseffekt beträffande den belastningsbegränsande funktionen, exempelvis genom att ordna ett högt motstånd mot utrullning i ett första steg, följt av ett andra steg med medelhögt motstånd och ett sista mjukt stoppsteg.

Tidigare föreslagna belastningsbegränsande anordningar är emellertid sådana att vart och ett av de deformerbara elementen defonneras automatiskt vid belastning av säkerhetsbältet i en krocksituation. Således finns det tidigare arrangemang som tillhandahåller en belastningsbegränsande anordning i vilket avlastningsfunktionen används inget selektivt, exempelvis till följd av vissa parametrar knutna till hastighet och/eller kraften i utrullningen av säkemetsbältet. 10 15 20 25 30 527 927 Det är således ett syfte med uppfinningen att tillhandahålla en förbättrad belastningsbegränsande anordning.

Följaktligen tillhandahåller föreliggande uppfinning en belastningsbegränsande anordning att användas i samband med ett säkerhetsbälte för fordon, vilket kännetecknas därav, att nämnda sensor är utfonnad att generera nämnda signal till följd av att säkerhetsbâltets utrullningshastighet motsvarar ett aktiveringskriterium.

Med fördel är nämnda sensor utformad att känna av rotationshastigheten hos nämnda rulle.

Med fördel innefattar nämnda deforrnerbara element en avlàng metallstav eller lina monterad så att den dras genom en slingrig bana när den är sammanlänkad med nämnda mile samtidigt som rullen roterar i utrullningsriktnlngen.

Lämpligen är nämnda deformerbara element anslutet till eller innefattar en rotor, varvid nämnda anslutningsmekanism är aktiverbar att ansluta nämnda rotor till rullen för samrotation med rullen.

Nämnda rulle innefattar företrädesvis ett flertal perifera tänder och nämnda anslutninsmekanlsm innefattar åtminstone en låsanordning, varje ingående låsanordning rörlig att som svar på nämnda signal växla från ett frisläppande läge, i vilket den löper huvudsakligen fritt l förhållande till tändema, till ett läst läge, i vilket den ingriper med nämnda tänder och varje låsanordning även ingripande med nämnda rotor när läsanondningen äri nämnda låsta läge., Med fördel rör sig nämnda låsanordning från nämnda frisläppande läge till nämnda lästa läge genom rotation av en aktiveringsrtng. 10 15 20 25 30 527 927 4 Lämpligen innefattar nämnda anslutningsmekanism en aktlveringsanordning anordnad att aktivera mekanismen.

Företrädesvis är nämnda aktlveringsanordning anordnad att rotera nämnda aktiveringsring.

Med fördel innefattar nämnda aktlveringsanordning en gasgenerator.

Lämpligen innefattar nämnda aktlveringsanordning en solenoid.

Företrädesvis innefattar den belastningsbegränsande anordningen ytterligare ett energiabsorberande vridningselement anslutet till rullen för att motstå rotation av rullen i nämnda utrullningsriktnlng före aktivering av nämnda anslutningsmekanism.

Med fördel innefattar vridenheten en torsionsstav. l syfte att uppfinningen skall bli tydligare förstådd och att fler särdrag hos den skall kunna uppskattas kommer i det följande utföringsforrner att beskrivas i fonn av exempel med hänvisning till följande figurer i vilka: FIGUR 1 visar en schematisk vy i genomskämlng av en belastningsbegränsande anordning enligt uppfinningen, uppvisande de funktionella delama av anordningen i deras utgångsposltioner, före aktivering av anordningen; FIGUR 2 visar en vy vilken i generella drag motsvarar vad som visas i figur 1, men uppvisar de funktionella delama av anordningen i ett utgångsläge efter aktivering av anordningen; 10 15 20 25 30 527 927 5 FIGUR 3 visar en vy vilken i generella drag motsvarar vad som visas i figur 1, men uppvisar de funktionella delama av anordningen i ytteriigare ett läge vid ett steg efterföljande aktiveringen av anordningen; FIGUR 4 visar en vy vilken i generella drag motsvarar vad som visas i figur 1, men uppvisar en altemativ utföringsfonn av föreliggande uppfinning.

FIGUR 5 uppvisar sambandet mellan bälteskraften och utmllning av bältet enligt ett första funktionssätt hos den belastningsbegränsande anordningen enligt föreliggande uppfinning; och FIGUR 6 visar sambandet mellan bälteskraften och utrullning av bältet enligt ett andra funktlonssätt hos den belastningsbegränsande anordningen enligt föreliggande uppfinning; Till att börja med beaktas figur 1, vilken uppvisar en belastningsbegränsande anordning enligt föreliggande uppfinning, vilken är lämplig för användning i anslutning till ett säkerhetsbälte 1 för fordon. Ena änden av säkerhetsbäitet 1 är upplindad på en roterbart lagrad rulle 2 vilken, i ena eller båda ändama, uppbär ett flertal utåtriktade, perifera låständer 3. Det skall dock läggas märke till att medan anordningen som uppvlsas i figur 1 visar iáständema 3 utformade integrerat med milen 2 på dess perifen' kan tändema utformas pà en separat del vilken i sin tur är ansluten till rullen 2. Det väsentliga är att de perlfera låständema 3 roterar med rullen 2.

Rullen 2 är fäst vid ena änden av ett vridningselement 4 såsom en torsionsstav av en typ som äri och för sig känd. En vanlig torsionsstav 4 som passar att använda i en anordning enligt föreliggande uppfinning är tillverkad av en relativt mjuk metall eller möjligen till och med plast, vilken är plastiskt deforrnerbar när en vridbelastning anbringas på torsionsstaven och strävar efter att böja torsionsstaven längs dess longitudinella axel 5. Vid dess ände 10 15 20 25 30 527 927 6 som är motstàende änden fäst till rullen 3 är torsionsstaven fäst till en fast del av konstruktionen eller höljet för avlastningselementet (ej visat).

Den del av rullen 2 vilken uppbär làständema 3 (eller den komponent som uppbär làständema 3 och i sin tur är fäst vid rullen 2) är upptagen inuti ett hål 6 i en rotortmmma 7. Det centrala hålet 6 i rotortmmman 7 definierar en inre rotoryta 8 vilken är belägen pà ett kort avstånd fràn làständema 3 runt om hela dess omfång. Tvärsnittet av det centrala hålet 6 är i stort sett runt såsom uppvisas i figur 1, men är försett med tre urgröpningar 9 vilka är fördelade på ekvidistant avstånd runt hålet 6. Varje urgröpning 9 har en utåtriktad, i stort sett tangentiellt utskjutande, bågformig del 10 och en i stort sett plan ryggyta 11. lnrymd i varje urgröpning 9 som rotortmmman 7 har försetts med, finns en låsanordning 12 vilken i stort sett har formen av en kilforrnad bock. Varje låsanordning 12 har en yttre, bàgforrnig yta, vilken vilar mot den inre bågformiga delen 10 av respektive urgröpning 9, och har en radiellt riktad ändyta för att bringa i ingrepp med respektive rygg 11. Den inre ytan av varje làsanordning är utformad att passa till de perifera delama av mllen eller komponenten som bär upp làständema 3 och är försedd med ett flertal kompletterande làständer för att gripa in med de perifera làständema, vilka är placerade runt om milen 2 på ett sätt som kommer att beskrivas mer i detalj senare.

Rotortmmman 7 är ansluten till ena änden av ett avlångt, deforrnerbart element 13 vilket sträcker sig tangentiellt bort från rotortmmman och går igenom ett flertal trissor 14 vilka är anordnade att sinsemellan utforma en slingrande bana och på så vis tjänstgöra som en baffel-llknande anordning.

Runt om milen 2 finns även en aktiveringsring 15 vilken är placerad nära rotortmmman 7. Aktiveringsringen 15 har ett centralt hål 16 med en profil som liknar den för rotortmmmans häl 6. Aktiveringsringens 15 hål 16 har 10 15 20 25 30 527 927 7 dock en något större dlameter än rotortrummans 7 hål 6. Det kan därför noteras att aktiveringsringens 15 centrala hål 16 också utformar tre llkformigt fördelade urgröpningar 17 (tydligast uppvisat i figur 2 vilken visar ett altematlvt läge av aktiveringsringen 15 i förhållande till rotortrumman 7).

Varje urgröpning 17 i hålet 16 är utformade pà ett liknande sätt som urgröpningama 9 gjorda i rotortrumman 7 men urgröpningama 17 i aktiveringsringen 15 är något “grundare". Var och en av urgröpningama 17 utfonnar en liten, radiellt utsträckt rygg 18 vilka, i läget som visas ifigur 1, var och en är likriktade med respektive rygg 11 hos urgröpningama 9 i rotortrumman 7. I aktiveringsringens 15 utgångsläge, visat i figur 1, är varje rygg 18 bragd i ingrepp med de radiellt utsträckta ytoma hos respektive làselement 12.

Aktiveringsringen 15 uppbär en radlellt utsträckt aktiveringsfläns 19.

Placerad intill aktiveringsflänsen 19 finns en aktiveringsanordning 20. l anordningen som uppvisas i figur 1 till 3 innefattar aktiveringsanordningen 20 en gasgenerator 21 med en pyroteknisk laddning 22 och en avfymingsanordning 23. Avfymingsanordningen 23 är elektriskt kopplad till en sensor 24 vilken, som kommer att beskrivas utförligare senare, kan anta flera olika former.

Aktiveringsanordningen 20 uppvisad i figur 1 till 3 inkluderar en kolv 25 vilken är glidbart innesluten i en hylsa 26. Hylsan 26 är orienterad så att dess longitudinella axel är riktad mot aktiveringsflänsen 19. l läget som uppvisas i figur 1 visas att det finns ett mellanrum mellan de tre lásanordningama 12 och làständema 3 som milen 2 försetts med runtom.

Detta innebär att rullen 2 kan rotera för att rulla in säkerhetsbältet 1 respektive låta säkerhetsbältet 2 rullas ut. Vid anbringade av en förutbestämd belastning på säkerhetsbältet 1 i utrullningsriktningen (betecknad A i figur 1) kommer torsionsstaven 4 att länkas samman med rullen 2 och därigenom 10 15 20 25 30 527 927 erbjuda visst motstånd mot utrullning av säkerhetsbältet från rullen 2 och således ge en energiabsorberande effekt. Under vissa omständigheter gäller dock, som kommer att beskrivas utförligare senare, att det är önskvärt att tillhandahålla ytterligare kraftbegränsande eller energiabsorberande åtgärder och under dessa omständigheter kan även det deforrnerbara elementet 13 vara sammanlänkat med rullen 2.

Vid mottagandet av en lämplig signal från sensom 24 kommer avfymingsanordningen 23 att stimuleras och därigenom aktivera gasgeneratom 21. Genererlngen av en stor volym gas inuti hylsan 3 tvingar kolven 25 i riktning mot aktivertngsflänsen så att kolven 25 slår till aktiveringsflänsen 19 och därtgenom åstadkommer en rotation av aktiveringsringen 15 relativt rotortrumman 7. Denna rotation av aktiveringsringen 15 uppvisas i figur 2 i vilken det kan noteras att eftersom aktiveringsringens 15 radlella flänsar 18 är bragda i ingrepp med respektive Iåsanordningar 12 tvingas även làsanordningama 12 att rotera runt rullen 2.

Eftersom làsanordningama 12 även ligger an mot de bågforrniga delama 10 av urgröpningama 9 i rotortrumman 7 (vilken vid det här aktiveringsstadiet är stillastående) trycks låsanordningama inåt mot låständema 3 när de roterar runt milen. Det kommer således en punkt vid vilken Iåständema på innerytan av låsanordningama 12 bringas i ingrepp med och griper tag i de perifera låständema 3 vilka är placerade runt om rullen 2. Med tanke på att var och en av láståndema 3 är bragd l ingrepp med de bågformiga delama 10 på urgröpnlngama 9 i rotortrumman 7, kommer det tydligt att framgå när låsanordningama 12 bringas l ingrepp med làständema 3 pâ rullen 2 och rotortrumman 7 blir effektivt sammanlänkad eller låst vid rullen 2. Ytterligare utrullning av säkerhetsbältet 1 från rullen 2 kommer följaktligen att medföra att rotortrumman 7 roterar (som visat i figur 3) vilket tjänar tlll att dra det avlånga, deformerbara elementet 13 genom den slingrande banan utfonnad av trissoma 14. Detta medför att det deformerbara elementet 13 deformeras plastiskt och tjänar således som yttefligare energiabsorberande eller 10 15 20 25 30 527 927 belastningsbegränsande åtgärder vilka strävar till att motstå ytterligare utrullnlng av säkerhetsbältet 1 från rul|en 2.

Av det föregående skall det därför uppmärksammas att den belastningsbegränsande anordningen enligt föreliggande uppfinning möjliggör att det deforrnerbara elementet 13 är selektivt länkat till rullen för att tillgodose ytterligare belastningsbegränsande åtgärder utöver de som tillhandahålls av torsionsstaven 4.

Figur 4 uppvisar en altemativ utföringsforrn av den ovan beskrivna belastningsbegränsande anordningen i vilket kolven 25, istället för att drivas i riktning mot aktiveringsflänsen 19 av en gasgenerator, drivs i riktning mot aktiveringsflänsen 19 av en solenold 27 vilken stimuleras genom mottagande av en lämplig signal från sensom 24. I övriga aspekter är anordningen enligt flgur 4 identisk med vad som visas i figur 1 till 3. l en föreslagen utföringsfonn av den belastningsbegränsande anordningens utformning av dess kretsar kan sensom 24 vara i form av en avstàndssensor, en viktfördelningssensor eller en kombination av dessa. Om en avstàndssensor används kan den innefatta en laser- eller radaranordnlng och vara utformad att mäta avståndet mellan en passagerare med säkerhetsbälte och en fast del av motorfordonet såsom exempelvis ratten eller instrumentbrädan. Passagerarens läge relativt den fasta delen av bilen jämförs med ett aktlverlngskriterium vilket kan vara en funktion av fordonets hastighet och vikt samt passagerarens vikt. Om aktiveringskriteriumet är uppfyllt (exempelvis genom att passagerarens kropp befinner sig tillräckligt nära instrumentpanelen eller ratten) kommer sensom att generera en aktiveringssignal.

Vid ett sådant arrangemang är det tänkbart att det deforrnerbara elementet 13 endast kommer att sammanlänkas med milen 2 för att tillhandahålla ytterligare avlastningsefiekt i det fall sensom 24 avger nämnda 10 15 20 25 30 527 927 10 aktiveringssignal vilken indikerar, exempelvis, att säkerhetsbältet 1 håller tillbaka en passagerare med en vikt som bedöms vara för hög för att säkert kunna hållas tillbaka enbart med verkan från torsionsstaven 4. Under sådana omständigheter sammanlänkas det defonnerbara elementet 13 med rullen 2 för att tillhandahålla ytterligare en belastningsbegränsande åtgärd och därigenom öka den totala nivån av energiabsorbering och säkert hålla tillbaka personen i sätet.

Figur 5 uppvisar en första kurva 30 av spänningen l säkerhetsbältet, eller "bälteskraften”, i relation till bälte under den energiabsorberande effekten av enbart torsionsstaven 4. En kurva 31 visar det extra energiabsorberande bidraget till följd av aktivering av de ovan beskrivna anordningama. mängden utrullat I andra anordningar kan det dock vara lämpligt att sätta igång aktiveringsmekanismen 20 för att sammanlänka det deforrnerbara elementet 13 med rullen 2 om utmllningen av säkerhetsbältet 1 från rullen 2 uppfyller ett aktiveringskriterium (som att överskrida en förutbestämd hastighetsgräns). I ett sådant arrangemang kan sensom 24 förekomma i form av en hastighetssensor som verkar för att generera en aktiveringssignal vid detektering av en rotationshastighet hos rullen 2 som uppfyller ett aktiveringskriterium.

Figur 6 uppvisar en kurva av bälteskraften i förhållande till utmllning av bältet för drlft av den belastningsbegränsande anordningen med en utrullningshastighetskänsllg sensor 24. Det visas i figur 6 att under en första period 32 av utrullning av säkerhetsbältet tillgodoser torsionsstaven en första nivå av energiabsorption. torsionsstaven 4 sjunker plötsligt vid en punkt 33 och hålls på en konstant nivå 34 för ytterligare en utmllningsperiod. Dessa energiabsorberande kännetecken är typiska för en tvåstegs torsionsstav av en typ som är känd per se, vilken tillgodoser en initialt hög nivå av energiabsorption följt av en Energiabsorptionen som tillhandahålls av 10 15 20 527 927 11 andra, lägre nivå av energiabsorption. Om hastighetssensom 24 därefter detekterar att rotationshastigheten hos rullen 2 i utrullningsriktningen överskrider en förutbestämd säkerhetsnivà (vilket möjligen kan resultera i att passageraren kommer att röra sig så hastigt att den kan nå motorfordonets ratt eller instrumentbräda) genererar sensom 24 vid en punkt 35 dess aktivenngssignal vilken ger upphov till att det andra energiabsorberande bidraget av det deforrnerbara elementet 13 kommer att tillföras. Det visas i figur 6 att det energiabsorberande bidraget från det deformerbara elementet ökar (vld 36) likformigt samtidigt som såkerhetsbältet fortsätter att rullas ut.

Den här typen av kännetecken kan tillgodoses av, exempelvis, ett avsmalnande, defonnerbart element 13 vilket är utformat att tillgodose en gradvis ökande energiabsorberande effekt samtidigt som det dras genom den slingrande banan som utgörs av trissoma 14.

I föreliggande beskrivning har ”innefattar” betydelsen ”innehåller eller består av" och ”innefattande” betyder " innehållande eller bestående av'.

De särdrag som finns med i föreliggande beskrivning, i följande krav elleri de bifogade ritningama, vari de uttrycks i bestämda utföringsforrner eller som villkor för att utföra den beskrivna uppgiften, eller en metod eller process för att uppnå den beskrivna effekten på ett lämpligt vis, separat eller i en kombination av dessa särdrag, kan användas för att utföra uppfinningen i olika former.

Claims (12)

10 15 20 25 30 527 927 12 Patentkrav:

1. Belastnlngsbegränsande anordning för användning i samband med ett säkerhetsbälte (1) för fordon, varvid nämnda belastningsbegränsande anordning innefattar en roterbar nilie (2), en anslutningsmekanism (12, 3), ett deforrnerbart element (13) och en sensor (24), varvid nämnda anslutningsmekanism är aktiverbar genom mottagande av en signal fràn nämnda sensor för att sammankoppla en del av det deforrnerbara elementet med milen och det deformerbara elementet är inrättat att deforrneras när det är sammankopplat med rullen samtidigt som rullen roterar i utrullningsrfktningen för att motstå utmllning av säkerhetsbältet, kännetecknad därav, att nämnda sensor (24) är utfonnad att generera nämnda signal till följd av att säkerhetsbältets (1) utrullningshastighet motsvarar ett aktiveringskriterium.

2. En belastningsbegränsande anordning enligt krav 1, kännetecknad därav, att nämnda sensor (24) är utformad att känna av rotationshastigheten hos nämnda rulle (3).

3. En belastningsbegränsande anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att nämnda deformerbara element (13) är anslutet till eller innefattar en rotor (7), nämnda anslutningsmekanism (12, 3) aktiverbar att ansluta nämnda rotor till rullen för samrotation med rullen.

4. En föregående patentkrav, kännetecknad därav, element (13) innefattar en avlàn metallstav eller lina monterad så att den dras genom en slingrig bana när den är sammanlånkad med nämnda rulle belastningsbegränsande anordning enligt något av att nämnda deformerbara samtidigt som milen (2) roterarl utnillningsriktningen. 10 15 20 25 30 527 927 13

5. En belastningsbegränsande anordning enligt krav 3, kännetecknad därav, att nämnda rulle (2) innefattar ett flertal perifera tänder (3) och nämnda anslutningsmekanism (12, 3) innefattar åtminstone en lásanordning (12), varje làsanordnlng rörlig att som svar pà nämnda signal växla fràn ett frisläppande läge, i vilket den löper huvudsakligen fritt i förhållande till tändema, till ett låst läge, i vilket den ingriper med nämnda tänder, varje làsanordnlng också samverkande med nämnda rotor (7) när làsanordningen äri nämnda låsta läge.

6. En belastningsbegränsande anordning enligt krav 5, kännetecknad därav, att varje làsanordnlng (12) rör sig från nämnda frlsläppande läge till nämnda låsta läge genom rotation av en aktiveringsring.

7. En belastningsbegränsande anordning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att nämnda anslutningsmekanism innefattar en aktiveringsanordning anordnad (20) att aktivera mekanlsmen.

8. En belastningsbegränsande anordning enligt krav 7 vid beroende på krav 6, kännetecknad därav, att nämnda aktiveringsanordning (20) är anordnad att rotera nämnda aktiveringsring (15).

9. En belastningsbegränsande anordning enligt krav 7 eller 8, kännetecknad därav, att nämnda aktiveringsanordning innefattar en gasgenerator (21).

10. En aktiveringsanordning enligt krav 7 eller 8, kännetecknar! därav, att nämnda aktiveringsanordning innefattar en solenoid.

11. En aktiveringsanordning enligt något av föregående krav, kännetecknad därav, att anordningen dessutom innefattar ett energiabsorberande vridningselement anslutet till rullen för att motstå rotation 527 927 14 av rullen I nämnda utrullningsñktning före aktivering av nämnda anslutnlngsmekanism.

12. En belastningsbegränsande anordning enligt krav 11, kännetecknar! därav , att vridenheten innefattar en torsicnsstav.