WO2012156019A1 - Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug und gurtaufroller - Google Patents

Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug und gurtaufroller Download PDF

Info

Publication number
WO2012156019A1
WO2012156019A1 PCT/EP2012/001728 EP2012001728W WO2012156019A1 WO 2012156019 A1 WO2012156019 A1 WO 2012156019A1 EP 2012001728 W EP2012001728 W EP 2012001728W WO 2012156019 A1 WO2012156019 A1 WO 2012156019A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
limiting device
force limiting
movement
retractor
belt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2012/001728
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus-Peter Singer
Ronald Jabusch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Autoliv Development AB
Original Assignee
Autoliv Development AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Autoliv Development AB filed Critical Autoliv Development AB
Publication of WO2012156019A1 publication Critical patent/WO2012156019A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/34—Belt retractors, e.g. reels
    • B60R22/341—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means
    • B60R22/3413—Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/042—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement
    • F16D7/044—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with at least one part moving axially between engagement and disengagement the axially moving part being coaxial with the rotation, e.g. a gear with face teeth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R22/00—Safety belts or body harnesses in vehicles
    • B60R22/28—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices
    • B60R2022/288—Safety belts or body harnesses in vehicles incorporating energy-absorbing devices with means to adjust or regulate the amount of energy to be absorbed

Definitions

  • the invention relates to a force limiting device for a motor vehicle and a belt retractor having the features of one of the preambles of one of claims 1 or 8.
  • WO 2006/108451 Al e.g. a speed-controlled Kraftbegrerizungs adopted for a belt retractor, which has a plurality of arranged on the frame of the belt retractor, to be vibrated masses.
  • the masses are rotatably mounted on the retractor frame and engage during the force-limited belt webbing alternately with two teeth in a toothed ring connected to the belt shaft.
  • the belt retractor due to the arranged on the retractor vibrating masses consuming in the production and expensive.
  • the belt retractor requires due to the oscillating masses a relatively large amount of space.
  • German patent application 10 2008 049 931.5 a further developed, based on the same physical principle working force limiting device is described in which two parts are moved with the teeth force-limited to each other and one of the parts doing a wavy feed motion, in which the gears alternately in Engaging and disengaging.
  • the oscillating masses are replaced by the part which carries out the wavelike feed motion, so that the force limiting device described therein requires a considerably smaller installation space. and has a much simpler structure.
  • the wavy feed movement exporting part is realized by a toothed disc, which is non-positively connected to the belt shaft.
  • the level of the force limiting device is given by the kinetic energy of the occupant to be degraded during the forward displacement automatically, the basic characteristic being determined by the parameters of the gear disc, such as e.g. the number of teeth, the tooth spacing or the mass of the toothed disc, is fixed.
  • a disadvantage of these force limiting devices is that the basic characteristic of the force limitation curve of the finished force limiting device is fixed once because of the parameters that are no longer to be changed. In certain applications, however, it may be necessary to subsequently adapt the basic characteristic of the force limitation curve of the force limiting device to the motor vehicle individually. Since this is not possible with a generic force limiting device, the force limiting device must be adapted individually in the design according to the vehicle-specific requirements. Furthermore, it is not possible to fine-tune the basic characteristic of the force limitation curve to the type of occupant to be detained and the accident situation.
  • the object of the invention is to provide a generic force limiting device in which the basic characteristic of the force limiting curve can be subsequently changed with the simplest possible means.
  • a force limiting device according to the invention with the features of claim 1 is proposed. Further preferred embodiments of the invention are given in the dependent claims the figures and the associated description.
  • a device for changing the engagement depth of the toothings is provided on the force limiting device.
  • the degree of overlapping of the teeth during the intervention can be changed, by which the destroyed in the Kraftbegrenzungs- device destroyed energy and thus the force limiting level with. Furthermore, the transverse movement portion of the undulating feed movement can thereby be changed, which forms a decisive proportion of the feed movement.
  • the feed movement and thus the belt pull-out speed can be changed during the activation of the force limiting device, in such a way that the belt pull-out speed decreases as the engagement depth increases and increases as the engagement depth is reduced.
  • the force limiting device can thereby be adapted to the individual motor vehicle or the individual installation location even after assembly, that the force limiting characteristic of a for the installation or the
  • Motor vehicle corresponds to optimal or predetermined force limiting characteristic.
  • the force limiting device can initially be produced uniformly in large numbers and can only be subsequently adapted to the individual use. From experiments it has been found that a particularly effective change of the force limiting characteristic can be achieved if the depth of engagement in the range of 0.2 to 0.7 times the tooth depth of the teeth can be changed.
  • the device is set up to change the engagement depth of the teeth during activation of the force limiting device.
  • the force limiting characteristic can also be changed during activation, so that in particular non - linear force limiting profiles can be realized. This can e.g. in the case of force limiting devices in belt - wounders, progressive or degressive force - limiting processes should be implemented in which the force - limiting level is to rise or fall abruptly.
  • the device comprises an externally controllable actuator. Due to the externally controllable actuator, the force limiting characteristic can be active, i. also depending on the situation, be changed.
  • the actuator can be controlled by a driver assistance system.
  • Driver assistance systems are understood to be systems which determine critical conditions from signals relating to vehicle dynamics and parameters relating to the vehicle environment, such as the distances to vehicles in front or other obstacles, as a result of which measures to increase occupant safety can be taken at an early stage. Since these signals are available early before the actual accident situation occurs, can the power limiting device thereby already be adjusted so far before the accident in each case in the force limiting characteristic that it has an ideal for a subsequent accident accidental force limiting characteristic.
  • the device comprises an actuating part which rests on one of the parts via a ramp contour and is adapted to carry out a relative movement to the part for changing the engagement depth of the teeth. Due to the ramp contour, the adjusting movement and the actuating direction of the actuating part can be directed differently, so that both directions can be ideally designed for handling and the force effect. Furthermore, a kind of translation can be created by the ramp contour, by means of which e.g. a small actuating force is converted in a large actuating travel in a large adjusting force at a small displacement of the toothed part.
  • FIG. 8 shows a detail of a belt retractor with a force limiting device after actuation of the actuating element in an oblique view
  • the actuator 16 may also include a pyrotechnic propellant, a pressure medium source or an electromechanical adjustment, the piezo stack is particularly advantageous in that it is particularly well controlled, ie it can be realized very precise adjustment with large adjustment forces.
  • the same retractor frame 3 can be seen, in which the part 5 has been removed.
  • the part 5 and the actuating part 6 are shown as individual parts.
  • a plurality of annularly arranged ramps 7 and 9 are respectively provided on the axial sides, which each form a ramp contour, with which the part 5 and the actuating part 6 abut one another.
  • the ramps 9 on the part 5 and the ramps 7 on the actuating part 6 each have an identical pitch and are directed opposite, so that in the abutment of the part 5 on the actuating part 6 a parallel alignment of the part 5 to the actuating part. 6 enable.
  • FIGS. 5 and 6 each show a sectional view in a sectional plane through the force limiting device with two different positions of the part 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automotive Seat Belt Assembly (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftbegrenzungseinrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug, welche wenigstens zwei relativ zueinander mit einer frequenzbedingt definierten Bewegung gesteuerte Teile (5,11) aufweist, wobei die sich relativ zueinander bewegenden Teile (5,11) ineinandergreifende Verzahnungen (10,18) aufweisen und die frequenzbedingt gesteuerte Bewegung dadurch erfolgt, dass wenigstens eines der Teile (5,11) gegenüber dem anderen Teil (5,11) eine Vorschubbewegung (V) mit einer quer zu der Vorschubbewegung (V) gerichteten Wellenbewegung (Q) ausführt, bei der die Verzahnungen (10,18) wechselnd in Eingriff und außer Eingriff gelangen, wobei an der Kraftbegrenzungseinrichtung (4) eine Einrichtung zur Veränderung der Eingriffstiefe (T) der Verzahnungen (10,18) vorgesehen ist.

Description

Kraf begrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Gurtaufroller
Die Erfindung betrifft eine Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und einen Gurtaufroller mit den Merkmalen einer der Oberbegriffe von einem der Ansprüche 1 oder 8.
Aus der WO 2006/108451 AI ist z.B. eine geschwindigkeitsgeregelte Kraftbegrerizungseinrichtung für einen Gurtaufroller bekannt, welche mehrere an dem Rahmen des Gurtaufrollers angeordnete, in Schwingung zu versetzende Massen aufweist. Die Massen sind drehbar an dem Aufrollerrahmen gelagert und greifen während des kraftbegrenzten Gurtbandauszugs wechselweise mit zwei Zähnen in einen mit der Gurtwelle verbundenen Verzahnungsring ein. Insgesamt ist der Gurtaufroller aufgrund der an dem Aufrollerrahmen angeordneten schwingenden Massen aufwendig in der Herstellung und teuer. Ferner benötigt der Gurtaufroller aufgrund der schwingenden Massen einen verhältnismäßig großen Bauraum.
In der deutschen Patentanmeldung 10 2008 049 931.5 wird eine weiter entwickelte, auf der Grundlage desselben physikalischen Prinzips arbeitende Kraftbegrenzungseinrichtung beschrieben, bei der zwei Teile mit den Verzahnungen kraftbegrenzt zueinander bewegt werden und eines der Teile dabei eine wellenförmige Vorschubbewegung ausführt, bei der die Verzahnungen wechselnd in Eingriff und außer Eingriff gelangen. Durch das die wellenförmige Vorschubbewegung ausführende Teil werden die schwingenden Massen ersetzt, so dass die dort beschriebene Kraftbegrenzungseinrichtung einen wesentlich kleineren Bauraum benö- tigt und einen wesentlich einfacheren Aufbau aufweist. In einem Ausführungsbeispiel ist das die wellenförmige Vorschubbewegung ausführende Teil durch eine Verzahnungsscheibe verwirklicht, die kraftschlüssig mit der Gurtwelle verbunden ist.
Das Niveau der Kraftbegrenzungseinrichtung ergibt sich durch die abzubauende kinetische Energie des Insassen während der Vorwärtsverlagerung automatisch, wobei die Grundcharakteristik durch die Parameter der Verzahnungsscheibe, wie z.B. die Anzahl der Zähne, den Zahnabstand oder die Masse der Verzahnungsscheibe, fest vorgegeben ist.
Ein Nachteil dieser Kraftbegrenzungseinrichtungen ist, dass die Grundcharakteristik des Kraftbegrenzungsverlaufs der fertigen Kraftbegrenzungseinrichtung aufgrund der nicht mehr zu verändernden Parameter einmalig festgelegt ist . In bestimmten Anwendungsfällen kann es jedoch erforderlich sein, die Grundcharakteristik des Kraftbegrenzungsverlaufs der Kraftbegrenzungseinrichtung nachträglich noch an das Kraftfahrzeug individuell anzupassen. Da dies mit einer gattungsgemäßen Kraftbegrenzungseinrichtung nicht möglich ist, muss die Kraftbegrenzungseinrichtung bereits bei der Auslegung individuell entsprechend der fahrzeugspezifischen Anforderungen angepasst werden. Ferner ist eine Feinabstimmung der Grundcharakteristik des Kraftbegrenzungsverlaufs an den zurückzuhaltenden Insassentyp und die Unfallsituation nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Kraftbegrenzungseinrichtung zu schaffen, bei der die Grundcharakteristik des Kraftbegrenzungsverlaufs mit möglichst einfachen Mitteln auch nachträglich noch verändert werden kann. Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Kraftbegrenzungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der Kraftbegrenzungseinrichtung eine Einrichtung zur Veränderung der Eingriffstiefe der Verzahnungen vorgesehen ist.
Durch die Veränderung der Eingriffstiefe der Verzahnungen kann das Maß der Überlappung der Verzahnungen während des Eingriffs verändert werden, durch welches die in der Kraftbegrenzungs- einrichtung vernichtete Energie und damit auch das Kraftbegrenzungsniveau mit bestimmt wird. Ferner kann dadurch der Querbewegungsanteil der wellenförmigen Vorschubbewegung verändert werden, welcher einen entscheidenden Anteil der Vorschubbewegung bildet . Durch diesen veränderten Querbewegungsanteil kann die Vorschubbewegung und damit die Gurtauszugsgeschwindigkeit während der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung verändert werden, und zwar derart, dass die Gurtauszugsgeschwindigkeit bei einer Vergrößerung der Eingriffstiefe sinkt und bei einer Verringerung der Eingriffstiefe steigt. Die Kraftbegrenzungseinrichtung kann dadurch auch nach dem Zusammenbau derart an das individuelle Kraftfahrzeug bzw. den individuellen Einbauort angepasst werden, dass die Kraftbegrenzungscharakteristik einer für den Einbauort oder das
Kraftfahrzeug optimalen oder vorgegebenen Kraftbegrenzungscharakteristik entspricht. Die Kraftbegrenzungseinrichtung kann dadurch zunächst einheitlich in großen Stückzahlen produziert werden und erst nachträglich auf die individuelle Verwendung angepasst werden. Aus Versuchen hat sich dabei herausgestellt, dass sich eine besonders wirkungsvolle Veränderung der Kraftbegrenzungscharakteristik erzielen lässt, wenn die Eingriffstiefe im Bereich der 0,2- bis 0,7-fachen Verzahnungstiefe der Verzahnungen veränderbar ist .
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung dazu eingerichtet ist, die Eingriffstiefe der Verzahnungen während der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung zu verändern.
Durch die vorgeschlagene Ausbildung der Kraftbegrenzungseinrichtung kann die Kraftbegrenzungscharakteristik auch während der Aktivierung verändert werden, so dass insbesondere nicht - lineare Kraftbegrenzungsverläufe verwirklicht werden können. Dies kann z.B. bei Kraftbegrenzungseinrichtungen in Gurtauf - rollern erforderlich sein, wenn progressive oder degressive Kraftbegrenzungsverläufe verwirklicht werden sollen, bei denen das Kraftbegrenzungsniveau sprunghaft ansteigen oder abfallen soll .
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung einen extern ansteuerbaren Aktuator umfasst . Durch den extern ansteuerbaren Aktuator kann die Kraftbegrenzungscharakteristik aktiv, d.h. auch situationsabhängig, verändert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass der Aktuator von einem Fahrerassistenzsystem ansteuerbar ist. Unter Fahrerassistenzsystemen werden Systeme verstanden, die aus Signalen der Fahrdynamik sowie die Fahrzeugumgebung betreffenden Parametern, wie z.B. die Abstände zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder sonstigen Hindernissen, kritische Zustände ermitteln, wodurch frühzeitig Maßnahmen zur Vergrößerung der Insassensicherheit ergriffen werden können. Da diese Signale frühzeitig vor dem Eintreten der eigentlichen Unfallsituation zur Verfügung stehen, kann die Kraf begrenzungseinrichtung dadurch bereits vor dem Unfall jeweils soweit in der Kraftbegrenzungscharakteristik angepasst werden, dass diese eine für einen möglichen nachfolgenden Unfall ideale Kraftbegrenzungscharakteristik aufweist.
Eine besonders schnelle Ansteuerung bei sehr großen Verstell - kräften kann z.B. dadurch erzielt werden, indem der Aktuator durch ein Piezoelement oder einen Piezostapel gebildet ist. Piezostapel, oder auch „Piezostack" genannt, bieten sich dabei bevorzugt insofern an, da durch die Verwendung von einer Vielzahl aufeinander angeordneter Piezoelemente in Form eines Pie- zostapels der Verstellweg und auch die Verstellkraft vergrößert werden kann.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Einrichtung ein Betätigungsteil umfasst, welches an einem der Teile über eine Rampenkontur anliegt und dazu eingerichtet ist, zur Veränderung der Eingriffstiefe der Verzahnungen eine Relativbewegung zu dem Teil auszuführen. Durch die Rampenkontur können die Verstellbewegung und die Betätigungsrichtung des Betätigungsteils unterschiedlich gerichtet sein, so dass beide Richtungen jeweils für die Handhabung und die Kräftewirkung ideal ausgelegt werden können. Ferner kann durch die Rampenkontur eine Art Übersetzung geschaffen werden, mittels derer z.B. eine geringe Betätigungskraft bei einem großen Betätigungsweg in eine große Verstellkraft bei einem kleinen Verstellweg des mit der Verzahnung versehenen Teils umgewandelt wird.
Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Ermöglichung eines kraftbegrenzten Gurtbandauszugs mit -einer in einem Aufrollerrahmen drehbar gelagerten Gurtwelle, und -einer Blockiervorrichtung zum Blockieren der Gurtwelle bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Gurtbandauszugsbe- schleunigung und/oder der Fahrzeugverzögerung gegenüber dem Aufrollerrahmen in Gurtauszugsrichtung vorgeschlagen, wobei -die Kraftbegrenzungseinrichtung während der Aktivierung bei blockierter Gurtwelle mit einem Teil an dem Aufrollerrahmen festgelegt ist, und mit dem anderen Teil mit der Gurtwelle verbunden ist. Der vorgeschlagene Gurtaufroller kann durch die darin angeordnete erfindungsgemäß ausgebildete Kraftbegrenzungseinrichtung mit einer für den Insassen optimalen Rückhaltecharakteristik versehen werden, wobei die Kraftbegrenzungs- einrichtung durch die vorgeschlagene Zuordnung der Teile unmittelbar beim Blockieren der Gurtwelle zur Wirkung gelangt. Ferner kann durch die vorgeschlagene Zuordnung der Teile ein Gurtaufroller mit einem sehr geringen Bauraumbedarf bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass sich die Einrichtung an dem Aufrollerrahmen abstützt. Durch das Abstützen der Einrichtung an dem Aufrollerrahmen können die bei einer Betätigung der Einrichtung entstehenden Reaktionskräfte auf konstruktiv einfache Weise über den Aufrollerrahmen in die Fahrzeugstruktur eingeleitet werden. Ferner kann der Gurtaufroller dadurch als vormontierte Baueinheit beim Fahrzeughersteller angeliefert und an dem Kraftfahrzeug montiert werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das die wellenförmige Vorschubbewegung ausführende Teil durch eine ringförmige Verzahnungsscheibe gebildet ist, welche während der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung eine rotatorische Vorschubbewegung ausführt und das Betätigungsteil durch einen rotatorisch verstellbaren Ring gebildet ist, welcher über die Rampenkontur an der ringförmigen Verzahnungsscheibe anliegt. Durch die vorge- schlagene Ausbildung der Kraftbegrenzungseinrichtung und die dazu passende Ausbildung des Betätigungsteiles als rotatorisch verstellbarer Ring, welcher über die Rampenkontur an der Verzahnungsscheibe anliegt, kann die für den Gurtaufroller optimierte Kraftbegrenzungseinrichtung besonders einfach betätigt werden. Das Betätigungsteil überträgt die Verstellkraft dabei über den gesamten Umfang und gleichmäßig auf den Verzahnungs- ring, so dass dieser dabei nicht verkanten kann oder durch eine punktuelle Belastung beschädigt werden kann.
Der verstellbare Ring ist dabei bevorzugt derart angeordnet, dass er sich während der Verstellbewegung zur Aufnahme der Reaktionskräfte an dem Aufrollerrahmen abstützt.
Eine besonders gleichmäßige Verstellbewegung mit einer geringstmöglichen Belastung der zusammenwirkenden Teile kann in diesem Fall dadurch erzielt werden, indem an der Verzahnungs- scheibe eine zu der Rampenkontur des verstellbaren Ringes entgegen gerichtete zweite Rampenkontur vorgesehen ist, an der der verstellbare Ring mit der Rampenkontur anliegt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Aus- führungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Dabei zeigt :
Fig. 1: Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung;
Fig. 2: Aufrollerrahmen mit einer ringförmigen Verzahnungsscheibe;
Fig. 3: Aufrollerrahmen mit einem ringförmigen Betätigungselement ; Fig. 4: Betätigungselement und Verzahnungsscheibe; Fig. 5: Ausschnitt eines Gurtaufrollers mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung in Schnittdarstellung vor der Betätigung des Betätigungselementes;
Fig. 6: Ausschnitt eines Gurtaufrollers mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung in Schnittdarstellung nach der Betätigung des Betätigungselementes;
Fig. 7: Ausschnitt eines Gurtaufrollers mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung vor der Betätigung des Betätigungselementes in Schrägansicht;
Fig. 8: Ausschnitt eines Gurtaufrollers mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung nach der Betätigung des Betätigungselementes in Schrägansicht; und
Fig. 9: Vergrößerter Ausschnitt der ineinander greifenden
Verzahnungen .
In der Figur 1 ist ein Gurtaufroller 1 mit einer in einem Auf- rollerrahmen 3 drehbar gelagerten Gurtwelle 2 zu erkennen. An dem Aufrollerrahmen 3 ist ferner eine ringförmige Kraftbegrenzungseinrichtung 4 vorgesehen, durch die die Gurtwelle 2 zentrisch hindurch ragt. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 weist eine Einrichtung für eine nachfolgend noch beschriebene Veränderung der Kraftbegrenzungscharakteristik auf, welche ein Betätigungsteil 6 mit einem radial abragenden Betätigungsabschnitt 8 und einen über eine Verstellstange 17 an den Betätigungsabschnitt 8 angekoppelten Aktuator 16 umfasst. Der Aktua- tor 16 ist fest an dem Aufrollerrahmen 3 befestigt und umfasst einen extern ansteuerbaren Piezostapel. Statt des Piezostapels kann der Aktuator 16 aber auch einen pyrotechnischen Treibsatz, eine Druckmittelquelle oder eine elektromechanische Verstelleinheit umfassen, wobei der Piezostapel insofern von besonderem Vorteil ist, da er besonders gut ansteuerbar ist, d.h. es können sehr genaue Verstellwege bei gleichzeitig großen Verstellkräften realisiert werden.
In der Figur 2 ist der Aufrollerrahmen 3 mit dem Betätigungsteil 6 und einem Teil 5 in Form einer ringförmigen Verzahnungsscheibe mit einer axial gerichteten Verzahnung 10 zu erkennen .
In der Figur 3 ist derselbe Aufrollerrahmen 3 zu erkennen, bei dem das Teil 5 entfernt wurde. In der Figur 4 sind das Teil 5 und das Betätigungsteil 6 als Einzelteile dargestellt. An dem Teil 5 und an dem Betätigungsteil 6 sind an den Axialseiten jeweils eine Vielzahl von ringförmig angeordneten Rampen 7 und 9 vorgesehen, welche jeweils eine Rampenkontur bilden, mit der das Teil 5 und das Betätigungsteil 6 aneinander anliegen. Die Rampen 9 an dem Teil 5 und die Rampen 7 an dem Betätigungsteil 6 weisen jeweils eine identische Steigung auf und sind entgegen gesetzt gerichtet, so dass sie in der Anlage des Teils 5 an dem Betätigungsteil 6 eine parallele Ausrichtung des Teils 5 zu dem Betätigungsteil 6 ermöglichen.
In den Figuren 5 und 6 ist jeweils eine Schnittdarstellung in einer Schnittebene durch die Kraftbegrenzungseinrichtung mit zwei verschiedenen Stellungen des Teils 5 zu erkennen.
Die Gurtwelle 2 ragt durch eine Öffnung in einem der Schenkel des U- förmigen Aufrollerrahmens 3, in die die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 mit einem ringzylindrischen Verzahnungsring 12 hinein ragt und die Gurtwelle 2 konzentrisch umfasst. Der Verzahnungsring 12 ist radial innen mit einer Verzahnung 13 versehen, in der die Gurtwelle 2 mittels einer Blockiereinrichtung, gebildet durch eine an der Gurtwelle gelagerte Blockierklinke, in Gurtauszugsrichtung blockierbar ist. Auf dem Verzahnungsring 12 ist an der Radialaußenseite ein Viel- zahnprofil 14 vorgesehen, auf dem ein Teil 11 in Form einer Schwingscheibe in Axialrichtung verschiebbar geführt ist und gleichzeitig in Umfangsrichtung formschlüssig verbunden ist. An dem Teil 11 ist eine ringförmige axial gerichtete Verzahnung 18 mit radial gerichteten Zahnflanken vorgesehen, welche an der dem Teil 5 zugewandten Seite des Teils 11 angeordnet ist .
Ferner ist an dem Aufrollerrahmen 3 das ringförmige Betätigungsteil 6 mit den axial gerichteten Rampen 7 angeordnet, an dem das Teil 5 mit den Rampen 9 anliegt. Das Teil 5 ist als Verzahnungsring mit einer axial gerichteten Verzahnung 10 ausgebildet und parallel zu dem Teil 11 ausgerichtet. Die Teile 5 und 11 befinden sich dabei vor der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung in einer derartigen Stellung zueinander, dass die Verzahnungen 10 und 18 ineinander greifen.
Die gesamte Kraftbegrenzungseinrichtung 4 ist mit einem Gehäuse 15 abgedeckt, welches mit beabstandeten Fingern 26 in Öffnungen 25 an dem Aufrollerrahmen 3 eingreift, deren Abmessungen in Umfangsrichtung der Breite der Finger 26 entsprechen. Das Gehäuse ist dadurch drehfest an dem Aufrollerrahmen 3 festgelegt. Außerdem sind an den Enden der Finger 26 Öffnungen 22 vorgesehen, in die eine Systemkappe 24 mit radial gerichteten Fortsätzen 23 eingreift, so dass das Gehäuse 15 gemeinsam mit der Systemkappe 24 in Abzugsrichtung an dem Aufrollerrahmen 3 gesichert ist. Das Betätigungsteil 6 ist ebenfalls mit Öffnungen 27 versehen, durch die die Finger 26 hindurchgeführt sind, welche aber eine größere Breite als die Finger 26 aufweisen, so dass das Betätigungsteil 6 geringfügig verdreht werden kann. Das Teil 5 weist radial nach außen gerichtete Fortsätze 20 auf, zwischen denen Ausnehmungen 21 gebildet sind. Die Fortsätze 20 weisen eine Breite auf, welche identisch mit der Weite der zwischen den Fingern 26 gebildeten Freiräume ist, so dass die Fortsätze 20 in die Freiräume zwischen den Fingern 26 hineinragen und dabei in Umfangsrichtung formschlüssig an den Fingern 26 anliegen. Das Teil 5 ist dadurch an dem Gehäuse 15 und gegenüber dem Betätigungsteil 6 drehfest festgelegt .
Bei einer Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung 4 durch eine Blockierung der Gurtwelle 2 in den Verzahnungsring 12 und Übersteigen einer durch die Auslegung der Kraftbegrenzungseinrichtung vorgegebenen Kraftschwelle werden der Verzahnungsring 12 und das Teil 11 durch die Drehbewegung der Gurtwelle 2 in Gurtauszugsrichtung angetrieben. Da die Verzahnungen 10 und 18 zu Beginn der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung 4 ineinander greifen, wird das Teil 11 neben der rotatorischen Vorschubbewegung V durch das aneinander Abgleiten der Zahnflanken, wie in der Figur 9 zu erkennen ist, zu einer quer zu der Vorschubbewegung V gerichteten Wellenbewegung Q angetrieben, während der das Teil 11 periodisch abgebremst und beschleunigt wird. Dieses periodische Abbremsen und Beschleunigen des Teils 11 ist die physikalische Ursache für die der geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung 4 zugrunde liegende Energievernichtung.
Ein wesentlicher Parameter für das Maß der Energievernichtung und damit für das momentane Kraftbegrenzungsniveau ist die durch das Abgleiten der Zahnflanken erzwungene quer gerichtete Wellenbewegung Q, welche unmittelbar durch die maximale Eingriffstiefe T der Verzahnungen 10 und 18 bestimmt wird.
Diese Eingriffstiefe T kann aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung verändert werden, indem der Aktuator 16 bei einer Ansteu- erung das Betätigungsteil 6 über die Verstellstange 17 und den Betätigungsabschnitt 8 verdreht. Durch die Verdrehung des Betätigungsteiles 6 in Pfeilrichtung A aus der in der Figur 7 gezeigten Stellung in die in Figur 8 gezeigte Stellung wird das Teil 5 aufgrund der aneinander abgleitenden Rampen 7 und 9 axial in Richtung des Teils 11 in Pfeilrichtung Z (siehe Figur 9) verschoben, wodurch die Eingriffstiefe T der Verzahnungen erhöht wird. Bei der Eingriffstiefe T handelt es sich um ein sich während der Wellenbewegung veränderndes Maß, der Begriff der Veränderung der Eingriffstiefe T soll daher im Sinne der Erfindung so verstanden werden, dass mit der Eingriffstiefe T immer die maximale Eingriffstiefe T während der Wellenbewegung gemeint ist .
Die Eingriffstiefe T kann einmalig manuell vor oder nach dem Einbau im Kraftfahrzeug eingestellt werden, so dass die Kraft - begrenzungscharakteristik individuell an das Kraftfahrzeug an- gepasst werden kann. Alternativ kann die Eingriffstiefe T auch in Abhängigkeit zu dem jeweilig zurückzuhaltenden Insassen oder der jeweilig sensierten nachfolgenden Unfallsituation vor Beginn der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung 4 verändert werden. Wobei sich insbesondere das Signal eines Fahrerassistenzsystems anbietet, da diese Signale frühzeitig bereits vor dem Eintreten der Unfallsituation zur Verfügung stehen .
Ferner kann die Verstellung der Eingriffstiefe T auch während der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung 4 erfolgen, wodurch nichtlineare Kraftbegrenzungscharakteristiken, wie z.B. progressive oder degressive Kraftbegrenzungsverläufe, verwirklicht werden können.
Da sich das Betätigungsteil 6 rückwärtig an einem Schenkel des Aufrollerrahmens 3 abstützt, können die bei der Verstellung des Teils 5 erzeugten Reaktionskräfte großflächig in den Aufrollerrahmen 3 eingeleitet werden. Insgesamt wird der erforderliche Bauraum durch die Einrichtung nur dadurch vergrößert, indem die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 um die Dicke des Betätigungsteils 6 vergrößert wird, und, sofern eine externe An- steuerung vorgesehen sein soll, ein entsprechender Bauraum für den Aktuator 16 vorhanden sein muss.

Claims

Ansprüche :
1. Kraftbegrenzungseinrichtung (4) für ein Kraftfahrzeug, welche wenigstens zwei relativ zueinander mit einer frequenz- bedingt definierten Bewegung gesteuerte Teile (5,11) aufweist, wobei die sich relativ zueinander bewegenden Teile (5,11) ineinandergreifende Verzahnungen (10,18) aufweisen und die frequenzbedingt gesteuerte Bewegung dadurch erfolgt, dass wenigstens eines der Teile (5,11) gegenüber dem anderen Teil (5,11) eine Vorschubbewegung (V) mit einer quer zu der Vorschubbewegung (V) gerichteten Wellenbewegung (Q) ausführt, bei der die Verzahnungen (10,18) wechselnd in Eingriff und außer Eingriff gelangen, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kraftbegrenzungseinrichtung (4) eine Einrichtung zur Veränderung der Eingriffstiefe (T) der Verzahnungen (10,18) vorgesehen ist.
2. Kraftbegrenzungseinrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingriffstiefe im Bereich der 0,2- bis 0,7-fachen Verzahnungstiefe der Verzahnungen (10,18) veränderbar ist .
3. Kraftbegrenzungseinrichtung (4) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung dazu eingerichtet ist, die Eingriffstiefe (T) der Verzahnungen (10,18) während der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung (4) zu verändern.
4. Kraftbegrenzungseinrichtung (4) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen extern ansteuerbaren Aktuator (16) umfasst.
5. Kraf begrenzungseinrichtung (4) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (16) von einem Fahrerassistenzsystem ansteuerbar ist.
6. Kraftbegrenzungseinrichtung (4) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator (16) durch ein Pie- zoelement oder einen Piezostapel gebildet ist.
7. Kraftbegrenzungseinrichtung (4) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Betätigungsteil (6) umfasst, welches an einem der Teile (5,11) über eine Rampenkontur anliegt und dazu eingerichtet ist, zur Veränderung der Eingriffstiefe (T) der Verzahnungen (10,18) eine Relativbewegung zu dem Teil
(5,11) auszuführen .
8. Gurtaufroller (1) mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Ermöglichung eines kraftbegrenzten Gurtbandauszugs mit
-einer in einem Aufrollerrahmen (3) drehbar gelagerten Gurtwelle (2) , und
-einer Blockiervorrichtung zum Blockieren der Gurtwelle (2) bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Gurtband- auszugsbeschleunigung und/oder der Fahrzeugverzögerung gegenüber dem Aufrollerrahmen (3) in Gurtauszugsrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass
-die Kraftbegrenzungseinrichtung (4) während der Aktivierung bei blockierter Gurtwelle (2) mit einem Teil (5) an dem Aufrollerrahmen (3) festgelegt ist, und mit dem anderen Teil (11) mit der Gurtwelle (2) verbunden ist.
9. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einrichtung an dem Aufrollerrahmen (3) ab- stützt .
10. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das die wellenförmige Vorschubbewegung ausführende Teil (11) durch eine ringförmige Verzahnungsscheibe gebildet ist, welche während der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung eine rotatorische Vorschubbewegung (V) ausführt und das Betätigungsteil (6) durch einen rotatorisch verstellbaren Ring gebildet ist, welcher über die Rampenkontur an der ringförmigen Verzahnungsscheibe anliegt.
11. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der verstellbare Ring derart angeordnet ist, dass er sich während der Verstellbewegung an dem Aufrollerrahmen (3) abstützt.
12. Gurtaufroller (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an der Verzahnungsscheibe eine zu der Rampenkontur des verstellbaren Ringes entgegen gerichtete zweite Rampenkontur vorgesehen ist, an der der verstellbare Ring mit der Rampenkontur anliegt.
PCT/EP2012/001728 2011-05-13 2012-04-21 Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug und gurtaufroller Ceased WO2012156019A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011101517.9A DE102011101517B4 (de) 2011-05-13 2011-05-13 Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Gurtaufroller
DE102011101517.9 2011-05-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012156019A1 true WO2012156019A1 (de) 2012-11-22

Family

ID=46001139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2012/001728 Ceased WO2012156019A1 (de) 2011-05-13 2012-04-21 Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug und gurtaufroller

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011101517B4 (de)
WO (1) WO2012156019A1 (de)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10046731B2 (en) 2014-03-12 2018-08-14 Joyson Safety Systems Japan K.K. Energy absorption apparatus, seatbelt retractor, and seatbelt apparatus
US10099652B2 (en) 2014-12-12 2018-10-16 Joyson Safety Systems Japan K.K. Energy absorbing device, seat belt retractor and seat belt device
US10173638B2 (en) 2014-03-12 2019-01-08 Joyson Safety Systems Japan K.K. Energy absorbing device, seat belt retractor and seat belt apparatus
US10189439B2 (en) 2014-06-27 2019-01-29 Joysoft Safety Systems Japan K.K. Seat belt retractor and seat belt device
US10207673B2 (en) 2014-06-10 2019-02-19 Joyson Safety Systems Japan K.K. Seat belt retractor and seat belt device
US10300883B2 (en) 2014-09-22 2019-05-28 Joyson Safety Systems Japan K.K. Pretensioner, retractor, and seat belt device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11577685B2 (en) * 2020-06-03 2023-02-14 Jean Alain van Poppel Adaptive load-limiting seatbelt assembly
US12263807B2 (en) 2022-12-08 2025-04-01 Jean Alain van Poppel Adaptive load-limiting seatbelt assembly

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060022447A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Kenneth Kohlndorfer Multilevel load limiting retractor with dual shifting mode
DE102004048455A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Straffung eines zum Insassenschutz in einem Fahrzeug dienenden Sicherheitsgurtes
US20060091252A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Trw Automotive Gmbh Belt retractor for a vehicle safety belt system and vehicle safety belt system
WO2006108451A1 (de) 2005-04-12 2006-10-19 Autoliv Development Ab Kraftbegrenzungseinheit für ein kraftfahrzeug
DE102008049931A1 (de) 2008-10-02 2010-05-20 Autoliv Development Ab Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102008063639A1 (de) * 2008-12-18 2010-06-24 Trw Automotive Gmbh Gurtaufroller mit schaltbarem Gurtkraftbegrenzer
DE102009010435A1 (de) * 2009-02-26 2010-09-02 Autoliv Development Ab Gurtaufroller mit einer geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung
WO2010139433A1 (de) * 2009-06-05 2010-12-09 Autoliv Development Ab Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060022447A1 (en) * 2004-07-29 2006-02-02 Kenneth Kohlndorfer Multilevel load limiting retractor with dual shifting mode
DE102004048455A1 (de) * 2004-10-05 2006-04-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Straffung eines zum Insassenschutz in einem Fahrzeug dienenden Sicherheitsgurtes
US20060091252A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Trw Automotive Gmbh Belt retractor for a vehicle safety belt system and vehicle safety belt system
WO2006108451A1 (de) 2005-04-12 2006-10-19 Autoliv Development Ab Kraftbegrenzungseinheit für ein kraftfahrzeug
DE102008049931A1 (de) 2008-10-02 2010-05-20 Autoliv Development Ab Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102008063639A1 (de) * 2008-12-18 2010-06-24 Trw Automotive Gmbh Gurtaufroller mit schaltbarem Gurtkraftbegrenzer
DE102009010435A1 (de) * 2009-02-26 2010-09-02 Autoliv Development Ab Gurtaufroller mit einer geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung
WO2010139433A1 (de) * 2009-06-05 2010-12-09 Autoliv Development Ab Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10046731B2 (en) 2014-03-12 2018-08-14 Joyson Safety Systems Japan K.K. Energy absorption apparatus, seatbelt retractor, and seatbelt apparatus
US10173638B2 (en) 2014-03-12 2019-01-08 Joyson Safety Systems Japan K.K. Energy absorbing device, seat belt retractor and seat belt apparatus
US10207673B2 (en) 2014-06-10 2019-02-19 Joyson Safety Systems Japan K.K. Seat belt retractor and seat belt device
US10189439B2 (en) 2014-06-27 2019-01-29 Joysoft Safety Systems Japan K.K. Seat belt retractor and seat belt device
US10300883B2 (en) 2014-09-22 2019-05-28 Joyson Safety Systems Japan K.K. Pretensioner, retractor, and seat belt device
US10099652B2 (en) 2014-12-12 2018-10-16 Joyson Safety Systems Japan K.K. Energy absorbing device, seat belt retractor and seat belt device

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011101517B4 (de) 2017-10-19
DE102011101517A1 (de) 2012-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011101517B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Gurtaufroller
EP2342100B1 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug
EP2663473B1 (de) Gurtaufroller mit einer geschwindigkeitsgeregelten kraftbegrenzungseinrichtung
DE102010050189B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE102009010435B4 (de) Gurtaufroller mit einer geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung
DE102011101515B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Gurtaufroller
DE102013220949B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Sicherheitsgurtsystem
DE102012214521B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Sicherheitsgurtsystem
DE102010026285B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
WO2010139433A1 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102011101516B4 (de) Gurtaufroller mit einer Straffeinrichtung und einer geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung
DE102014202498B3 (de) Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Sicherheitsgurtsystem
EP4182190B1 (de) Gurtaufroller
DE102011089203B4 (de) Gurtaufroller mit einer geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung
WO2015158762A1 (de) Gurtaufroller für eine sicherheitsgurteinrichtung
DE102011101518B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und Gurtaufroller
DE102011101481B4 (de) Gurtaufroller mit einer geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung
DE102008056552B3 (de) Sicherheitsgurtaufroller mit deaktivierbarem Blockiersystem
DE102014202142B3 (de) Gurtaufroller mit einer geschwindigkeitsgeregelten Kraftbegrenzungseinrichtung
DE102017216534B4 (de) Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12716260

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12716260

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1