WO2013167247A1 - Gurtaufroller für einen fahrzeug-sicherheitsgurt - Google Patents

Gurtaufroller für einen fahrzeug-sicherheitsgurt Download PDF

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WO2013167247A1
WO2013167247A1 PCT/EP2013/001300 EP2013001300W WO2013167247A1 WO 2013167247 A1 WO2013167247 A1 WO 2013167247A1 EP 2013001300 W EP2013001300 W EP 2013001300W WO 2013167247 A1 WO2013167247 A1 WO 2013167247A1
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belt retractor
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Michael Stegmeier
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Trw Automotive Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a belt retractor for a vehicle seat belt.
  • the invention further relates to a vehicle occupant protection device with such a belt retractor.
  • DE 100 36 933 A1 shows such a detection device, which is fastened in pairs by means of fastening devices on the vehicle-fixed mounting brackets for the child seat.
  • a fixed part of the device comprises a magnetic switching element and a magnet for providing a magnetic actuating field for the switching element.
  • a movable mechanism is moved in the installation of the child seat by the insertion of a pair of locking means in the mounting bracket from a first position to a second position. This will affect the magnetic
  • CONFIRMATION COPY Actuation achieved so that the magnetic switching element changes its switching state. In this way, a signal is switched, which gives the information to the airbag control of the vehicle to disable the airbag deployment for this seat.
  • a seat anchoring element for child seats which can be fixed with rear projecting fixing elements on transverse bolts in the backrest of a vehicle seat or on the vehicle body.
  • the fixing elements are associated with sensors in the form of micro-switches, which are electrically connected by cables to a signaling device.
  • the signal device is signaled by an acoustic element or by signal diodes, the secure installation of the seat anchoring element.
  • a child seat with an electrically monitored locking mechanism for detecting a faulty attachment of the child seat to a vehicle seat is known from WO 2008/063999 A2.
  • a first electrical contact is mounted on a sleeve in which a pivotable bracket is arranged.
  • a second electrical contact is positioned on this bracket so that it comes into contact with the first electrical contact when pivoting into a position in which it engages a vehicle-fixed mounting anchor.
  • the present invention is based on the recognition that a child seat recognition may be useful from another point of view, namely specifically in connection with belt retractors, which allow an adjustable belt force limit in a case of restraint with blocked belt reel.
  • a generic belt retractor with an adaptive force limiter is shown for example in DE 10 2007 026 128 A1.
  • This known force limiter is based on the consideration that the withdrawn strap length is representative of the size or weight of a vehicle occupant. In the event of a crash, the force limiter is therefore controlled at different times as a function of the withdrawn belt length by a switching operation in a force limiting position. Thus, a force limit is possible, which is optimally adapted to the vehicle occupants.
  • Another generic belt retractor is known from DE 10 2008 063 639 A1, in which the switching between two different levels of force limitation is effected by a pyrotechnic switching element.
  • various parameters can be used, the mass of the occupant located on the associated seat, the contour of the seat impression.
  • known seat sensor mats are used.
  • the respective seat adjustment position or the extended webbing length can be used as parameters for controlling the switching element ..
  • the object of the invention is to allow for a belt retractor, a vote of the force limiting operation on a possibly installed child seat.
  • the belt retractor for a vehicle seat belt comprises a rotatably mounted belt reel, can be deducted from the webbing, a force limiting device, which allows a controlled belt withdrawal in a Kraftbegrenzungsphase with blocked belt spool and exceeding a certain force threshold in Gurtbandabzugsplatz, and a switching device for performing a switching operation before and / or in the force limiting phase, in which a change is made from a first force level to a second force level.
  • the switching device has a control device which can initiate or prevent the switching operation at least in response to the detection of an installed child seat.
  • the switching device with the control device can in principle also be designed so that the triggering or inhibiting the switching operation solely as a function of the detection of an installed child seat, that is independent of other criteria.
  • the belt retractor according to the invention is particularly advantageous with a switching device which can additionally initiate or prevent the switching operation as a function of the withdrawn belt length.
  • the detection or non-recognition of a child seat is used in this case in addition to the withdrawn Gurtbandin as another input for the decision on the optimum level of force.
  • the control device "overrides" an input on the withdrawn belt length as an input based decision on the triggering or inhibiting a switching operation.
  • the control device is designed so that - at least at the beginning of a force limiting phase - upon detection of a installed child seat (initially) triggers a shift regardless of the withdrawn Gurtbandin or prevented.
  • the switching device For the provision of a selectively connectable or disconnectable force limit for changing the force level, the switching device according to a preferred embodiment, a Einberichtmechanismus with a shift lever, with which the engagement of a force limiting element, in particular a cutting body, can be released or prevented in a force limiting position.
  • the shift lever is not intended for easy switching (activation or deactivation of an additional force), but is to be understood as a locking and releasing device that allow the control of the force limiting element in the force limiting position (control can, must but not necessarily take place) or lock (control can be prevented in any case).
  • the invention also provides a vehicle occupant protection device with a belt retractor as described above.
  • the vehicle occupant protection device according to the invention further comprises a device for detecting an installed child seat, which is coupled to the control device of the belt retractor.
  • a preferred mechanical solution provides that a Bowden cable is coupled on the one hand to the shift lever of the Einberichtmechanismus and on the other hand to an attachment point for the child seat.
  • a Bowden cable is coupled on the one hand to the shift lever of the Einberichtmechanismus and on the other hand to an attachment point for the child seat.
  • An electrical transmission of the information about the installation of a child seat can be done by a switch that changes its switching position during the installation of the child seat and is part of an electrical circuit for driving a coupled to the shift lever of the Einberichtmechanismus actuator.
  • Another possible electrical design is based on a transponder system with which the detection of an installed child seat is transmitted to the control device.
  • a radio transmitter is arranged on the child seat, which in the installation of the child seat outputs characteristic signal.
  • a receiver tuned to the radio transmitter, upon receipt of the signal, drives an actuator coupled to the shift lever of the input mechanism.
  • FIG. 1 is a sectional view of a known belt retractor
  • FIG. 2 shows a side view of a part of a force limiter of a belt retractor according to the invention, rotated by 90 ° with respect to FIG. 1, in an initial state;
  • FIG. 2a is an end view of the force limiter of Figure 2 in the initial state
  • - Figure 3 shows the part of the force limiter in the view of Figure 2 during a switching operation
  • - Figure 3a is an end view of the force limiter of Figure 2 during the switching operation
  • Figure 4 is a first characteristic of the force limiter of Figure 2;
  • FIG. 6 is a schematic representation of a first embodiment of the invention with mechanical child seat recognition when not locked
  • FIG. 8 is a schematic representation of a second embodiment of the invention with electrical child seat recognition when not locked child seat;
  • FIG. 9 the embodiment of Figure 8 with locked child seat
  • FIG. 10 is a schematic representation of a third embodiment of the invention with transponder-based child seat recognition when not locked child seat
  • Essential for the function of the force limiter is that in the force limitation of the first level of force, which is determined by the torsion of the torsion bar 16, can be switched by means of a switching device to an elevated second force level.
  • an additional force limiting element may be provided in the form of a cutting body 20 which is arranged on a control pin 22.
  • the control pin 22 can be adjusted together with the cutting body 20 by a Ein facedmechanismus from a starting position into a force limiting position.
  • the control pin 22 is biased in the initial position by a spring element 24 axially in the direction of the belt reel 12, but secured by a shift lever 26. By pivoting the shift lever 26, the control pin 22 can be released.
  • FIGS. 3 and 3a a situation is shown in which the control pin 22 is no longer held by the shift lever 26, so that the cutting body 20, which is initially supported on an axial projection 28 of the belt reel 12, follows a slight rotation of the belt reel 12 is moved relative to the disc 18 axially in the force limiting position.
  • the cutting body 20 projects axially beyond the end face of the disk 18 facing the belt spool 12 and can, during a rotation of the belt spool 12, machine material of the belt spool 12 relative to the disk 18.
  • the Einberichtmechanismus controls the cutting body 20 in response to the withdrawn Gurtbandin in the force limiting position. This means that, depending on the size or weight of a vehicle occupant, the cutting body 20 is actuated at different times or not at all.
  • Various embodiments of the Einberichtmechanismus are known from DE 10 2007 026 128 A1, in particular those in which the control of the cutting body 20 is carried out in the force limiting position after deduction of a predetermined length of webbing.
  • the first characteristic curve of the belt force F shown in FIG. 4 preferably results over the withdrawn belt length I, the length l 0 beginning the actual force limitation phase marked.
  • the cutting body 20 is - after an initial Gurtbandauszug with a small, increasing force due to the Gurtbanddehnung and the Filmspul bins (area I) - already controlled at the beginning of the force limit, so that the force limit both by the cutting of the cutting body 20 'and by the distortion of the Torsionsstabs 16 is reached (area II).
  • the characteristic curve shown in FIG. 5 preferably results in the case of a smaller or lighter vehicle occupant, corresponding to a so-called 50% or 5% dummy of the type Hybrid III.
  • the initial webbing extension at a small, increasing force due to the Gurtbanddehnung and the Filmspul bins (area I) is lower than in a larger or heavier vehicle occupant.
  • the cutting body 20 is driven only after reaching the predetermined withdrawn Gurtbandin in the force limiting position.
  • the characteristic curve can be realized in a variety of ways in the area in which the force limitation also takes place by means of material cutting.
  • a changing cutting width and / or cutting depth can lead to a progressive or degressive course.
  • a device for detecting an installed child seat is provided, which is coupled to the switching device. If the device recognizes an installed child seat, this information is used to decide whether or not to switch over to a higher or lower force level in the force limitation phase (at the beginning or in the further course).
  • control device which can initiate or prevent the switching operation at least as a function of the detection of an installed child seat.
  • the control device is designed so that in a case in which a large length webbing is deducted, which is in the range of usual for a large or heavy vehicle occupant lengths, but the installation of a child seat is due Switching to the higher force level at the beginning of the force limitation phase is prevented.
  • the control device "overrules" a changeover of the switching device based solely on the withdrawn webbing length Only when a predetermined larger webbing take-off length has been reached is the system switched to the higher force level The result is the characteristic shown in Figure 5. Without the recognition device, the characteristic would correspond to those of Figure 4.
  • the detection of the installation of a child seat in particular in an Isofix attachment, can be mechanically and / or electrically transmitted (wired or wireless) to the controller and evaluated. A partial electrical transmission is possible.
  • Figures 6 and 7 show schematically a mechanical solution.
  • a Bowden cable 30 is arranged on the one hand to the shift lever 26 of the Einberichtmechanismus and on the other hand at an attachment point 32 for a child seat 34 that during installation of the child seat 34, the Bowden cable 30 exerts a force on the shift lever 26. More specifically, the Bowden cable 30 pushes the shift lever 26 from a position in which it allows movement of the control pin 22 and the cutter body 20 in the force limiting position ( Figure 6), in a securing position in which the shift lever 26 prohibits such a switching operation ( Figure 7 ).
  • Figures 8 and 9 show schematically an electrical design with a switch 36, 34 changes its switching position during the installation of the child seat.
  • the switch 36 is part of an electrical circuit for controlling an actuator 38, which, depending on the position of the switch 36 allows a switching operation of the force limiter ( Figure 8) or a switching operation prevents ( Figure 9).
  • the actuator 38 is suitably coupled to the shift lever 26 for this purpose.
  • FIGS. 10 and 11 An embodiment based on a wireless transponder system is shown schematically in FIGS. 10 and 11.
  • the installation of the child seat 34 automatically leads to activation of a radio transmitter 40 arranged on the child seat, which outputs a characteristic signal.
  • a tuned to the radio transmitter 40 receiver 42 receives the signal, the coupled to the shift lever 26 actuator 38 is driven so that a Switching operation of the force limiter is prevented ( Figure 1 1). Otherwise, a switching operation is permitted (FIG. 10).
  • the Ein mustmechanismus can also be designed so that it einêtt the force limiting element (cutting body 20) only in response to the child seat recognition alone, so regardless of the withdrawn Gurtbandin in the force limiting position.
  • the described belt retractor with the special force limiter is suitable both for the front seats and for the rear seats of a motor vehicle.

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Abstract

Ein Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt umfasst eine drehbar gelagerte Gurtspule (12), von der Gurtband abgezogen werden kann, eine Kraftbegrenzungseinrichtung, die in einer Kraftbegrenzungsphase bei blockierter Gurtspule (12) und Überschreiten einer bestimmten Kraftschwelle in Gurtbandabzugsrichtung einen kontrollierten Gurtbandabzug erlaubt, und eine Umschaltvorrichtung zur Durchführung eines Umschaltvorgangs vor und/oder in der Kraftbegrenzungsphase, bei dem von einem ersten Kraftniveau auf ein zweites Kraftniveau gewechselt wird. Gemäß der Erfindung weist die Umschaltvorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die den Umschaltvorgang wenigstens in Abhängigkeit von der Erkennung eines installierten Kindersitzes (34) auslösen oder unterbinden kann.

Description

Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt
Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt. Die Erfindung betrifft ferner eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung mit einem solchen Gurtaufroller. Zur Befestigung eines Kindersitzes in einem Kraftfahrzeug haben sich neben der konventionellen Befestigung mittels eines Sicherheitsgurts Befestigungssysteme etabliert, bei denen eine starre Verbindung zwischen der Karosserie des Fahrzeugs und dem Kindersitz hergestellt wird. Bekannt sind diese Systeme insbesondere unter der Bezeichnung Isofix, die aus der Standardisierung nach der Norm ISO 13216 entstanden ist.
Es sind verschiedene Vorrichtungen zur Detektion der Installation eines Kindersitzes bekannt, der mittels eines Isofix- oder ähnlichen Systems im Fahrzeug befestigt ist.
Die DE 100 36 933 A1 zeigt eine solche Detektionsvorrichtung, die paarweise mittels Befestigungseinrichtungen an den fahrzeugfesten Befestigungsbügeln für den Kindersitz befestigt ist. Ein fester Teil der Vorrichtung weist ein magnetisches Schaltelement und einen Magneten zur Bereitstellung eines Magnet- Betätigungsfelds für das Schaltelement auf. Ein beweglicher Mechanismus wird bei der Installation des Kindersitzes durch das Einschieben eines Paares von Arretiereinrichtungen in die Befestigungsbügel von einer ersten Lage in eine zweite Lage bewegt. Dadurch wird eine Beeinflussung des Magnet-
BESTÄTIGUNGSKOPIE Betätigungsfelds erzielt, sodass das magnetische Schaltelement seinen Schaltzustand wechselt. Hierdurch wird ein Signal geschaltet, das der Airbag- Steuerung des Fahrzeugs die Information gibt, die Airbag-Auslösung für diesen Sitz zu deaktivieren.
Aus der DE 10 2009 003 629 629 A1 ist ein Sitzverankerungselement für Kindersitze bekannt, das mit hinten vorstehenden Fixierelementen an Querbolzen in der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes oder an der Fahrzeugkarosserie fixierbar ist. Den Fixierelementen sind Sensoren in Form von Mikroschaltern zugeordnet, die elektrisch über Kabel mit einer Signaleinrichtung verbunden sind. Von der Signaleinrichtung wird durch ein akustisches Element oder durch Signaldioden der gesicherte Einbau des Sitzverankerungselements signalisiert.
Ein Kindersitz mit einem elektrisch überwachten Schließmechanismus zur Erkennung einer fehlerhaften Befestigung des Kindersitzes an einem Fahrzeugsitz ist aus der WO 2008/063999 A2 bekannt. Ein erster elektrischer Kontakt ist an einer Hülse angebracht, in der ein schwenkbarer Bügel angeordnet ist. Ein zweiter elektrischer Kontakt ist so an diesem Bügel positioniert, dass dieser beim Verschwenken in eine Position, in der er einen fahrzeugfesten Befestigungsanker umgreift, in Kontakt mit dem ersten elektrischen Kontakt kommt.
Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine Kindersitzerkennung unter einem anderen Gesichtspunkt sinnvoll sein kann, nämlich speziell im Zusammenhang mit Gurtaufrollern, die in einem Rückhaltefall bei blockierter Gurtspule eine einstellbare Gurtkraftbegrenzung erlauben. Ein solcher gattungsgemäßer Gurtaufroller mit einem adaptiven Kraftbegrenzer ist beispielsweise in der DE 10 2007 026 128 A1 gezeigt. Diesem bekannten Kraftbegrenzer liegt die Überlegung zugrunde, dass die abgezogene Gurtbandlänge für die Größe bzw. das Gewicht eines Fahrzeuginsassen repräsentativ ist. Im Crashfall wird deshalb in Abhängigkeit von der abgezogenen Gurtbandlänge der Kraftbegrenzer zu unterschiedlichen Zeitpunkten durch einen Schaltvorgang in eine Kraftbegrenzungsposition eingesteuert. Somit ist eine Kraftbegrenzung möglich, die optimal an den Fahrzeuginsassen angepasst ist. Aus der DE 10 2008 063 639 A1 ist ein anderer gattungsgemäßer Gurtaufroller bekannt, bei dem die Umschaltung zwischen zwei verschieden hohen Kraftbegrenzungsniveaus durch ein pyrotechnisches Schaltelement erfolgt. Zur Ansteuerung des Schaltelementes können verschiedene Parameter verwendet werden, die Masse des auf dem zugeordneten Sitz befindlichen Insassen, die Kontur des Sitzabdruckes. Dazu werden beispielsweise an sich bekannte Sitzsensormatten verwendet. Auch die jeweilige Sitzeinstellposition oder die ausgezogene Gurtbandlänge können als Parameter zur Ansteuerung des Schaltelements herangezogen werden.. Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Gurtaufroller eine Abstimmung des Kraftbegrenzungsvorgangs auf einen möglicherweise installierten Kindersitz zu ermöglichen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gurtaufroller sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt umfasst eine drehbar gelagerte Gurtspule, von der Gurtband abgezogen werden kann, eine Kraftbegrenzungseinrichtung, die in einer Kraftbegrenzungsphase bei blockierter Gurtspule und Überschreiten einer bestimmten Kraftschwelle in Gurtbandabzugsrichtung einen kontrollierten Gurtbandabzug erlaubt, und eine Umschaltvorrichtung zur Durchführung eines Umschaltvorgangs vor und/oder in der Kraftbegrenzungsphase, bei dem von einem ersten Kraftniveau auf ein zweites Kraftniveau gewechselt wird. Gemäß der Erfindung weist die Umschaltvorrichtung eine Steuereinrichtung auf, die den Umschaltvorgang wenigstens in Abhängigkeit von der Erkennung eines installierten Kindersitzes auslösen oder unterbinden kann.
Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, bei Gurtaufrollern mit adaptivem Kraftbegrenzer die Präsenz eines Kindersitzes bei der Wahl des Kraftniveaus in der Kraftbegrenzungsphase gebührend zu berücksichtigen. Dies ist von Bedeutung, da erkannt wurde, dass es bei der Verwendung bestimmter Kindersitze ohne die erfindungsgemäße Kindersitzerkennung zu einer nicht optimalen Wahl des Kraftniveaus kommen kann. Insbesondere große Kindersitze bedingen einen relativ großen Gurtbandauszug, um ein auf dem Kindersitz sitzendes Kind anzugurten. Der Gurtbandauszug kann in diesen Fällen in einem Bereich liegen, welcher dem Gurtbandauszug eines großen bzw. schweren Erwachsenen entspricht, der bei der Entwicklung von Fahrzeuginsassen- Schutzvorrichtungen durch einen sogenannten 95%-Dummy des Typs Hybrid III repräsentiert wird. Ein so großer Gurtbandauszug würde bei dem aus der DE 10 2007 026 128 A1 bekannten Gurtaufroller immer dazu führen, dass die Umschaltvorrichtung ein hohes Kraftniveau für einen großen bzw. schweren Erwachsenen einstellt, obwohl ein solches hohes Kraftniveau für ein Kind gar nicht benötigt wird. Beim erfindungsgemäßen Gurtaufroller kann hingegen zwischen einem Erwachsenen und einem Kind auf einem Kindersitz unterschieden werden, sodass eine jeweils optimale Einstellung des Kraftniveaus gewährleistet werden kann.
Die Umschaltvorrichtung mit der Steuereinrichtung kann grundsätzlich auch so ausgebildet sein, dass das Auslösen bzw. Unterbinden des Umschaltvorgangs alleine in Abhängigkeit von der Erkennung eines installierten Kindersitzes erfolgt, also unabhängig von weiteren Kriterien. Besonders vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Gurtaufroller gemäß den obigen Ausführungen allerdings mit einer Umschaltvorrichtung, die den Umschaltvorgang zusätzlich in Abhängigkeit von der abgezogenen Gurtbandlänge auslösen oder unterbinden kann. Die Erkennung bzw. Nichterkennung eines Kindersitzes dient in diesem Fall neben der abgezogenen Gurtbandlänge als weitere Eingangsgröße für die Entscheidung über das optimale Kraftniveau.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers „überstimmt" die Steuereinrichtung eine alleine auf der abgezogenen Gurtbandlänge als Eingangsgröße basierende Entscheidung über das Auslösen bzw. Unterbinden eines Umschaltvorgangs. Die Steuereinrichtung ist hierfür so ausgelegt, dass sie - zumindest zu Beginn einer Kraftbegrenzungsphase - bei Erkennung eines installierten Kindersitzes (anfänglich) einen Umschaltvorgang unabhängig von der abgezogenen Gurtbandlänge auslöst bzw. unterbindet.
Für die Bereitstellung einer wahlweise zu- bzw. abschaltbaren Kraftbegrenzung zur Änderung des Kraftniveaus weist die Umschaltvorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einen Einsteuermechanismus mit einem Schalthebel auf, mit dem die Einsteuerung eines Kraftbegrenzungselements, insbesondere eines Schneidkörpers, in eine Kraftbegrenzungsposition freigegeben oder unterbunden werden kann. Es ist hierbei zu beachten, dass der Schalthebel nicht für eine einfache Umschaltung (Zu- oder Abschalten einer zusätzlichen Kraft) vorgesehen ist, sondern als Sperr- und Freigabeeinrichtung zu verstehen ist, die die Einsteuerung des Kraftbegrenzungselements in die Kraftbegrenzungsposition zulassen (Einsteuerung kann, muss aber nicht zwangsläufig stattfinden) oder sperren (Einsteuerung in jedem Fall unterbunden) kann.
Die Erfindung schafft auch eine Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung mit einem Gurtaufroller, wie er oben beschrieben wurde. Die erfindungsgemäße Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung umfasst darüber hinaus eine Vorrichtung zum Erkennen eines installierten Kindersitzes, die an die Steuereinrichtung des Gurtaufrollers gekoppelt ist.
Die Erkennung eines installierten Kindersitzes kann mechanisch und/oder elektrisch an die Steuereinrichtung übertragen werden. Eine bevorzugte mechanische Lösung sieht vor, dass ein Bowdenzug einerseits an den Schalthebel des Einsteuermechanismus und andererseits an eine Befestigungsstelle für den Kindersitz gekoppelt ist. Bei der Installation des Kindersitzes sorgt der Bowdenzug für eine mechanische Betätigung oder Beaufschlagung des Schalthebels in eine vorgegebene Position.
Eine elektrische Übertragung der Information über die Installation eines Kindersitzes kann durch einen Schalter erfolgen, der bei der Installation des Kindersitzes seine Schaltstellung wechselt und Teil einer elektrischen Schaltung zur Ansteuerung eines an den Schalthebel des Einsteuermechanismus gekoppelten Aktuators ist.
Eine andere mögliche elektrische Ausführung basiert auf einem Transpondersystem, mit dem die Erkennung eines installierten Kindersitzes an die Steuereinrichtung übertragen wird.
Vorzugsweise ist bei der letztgenannten Ausführung am Kindersitz ein Funksender angeordnet, der bei der Installation des Kindersitzes ein charakteristisches Signal ausgibt. Ein auf den Funksender abgestimmter Empfänger steuert bei Empfang des Signals einen an den Schalthebel des Einsteuermechanismus gekoppelten Aktuator an.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
- Figur 1 eine Schnittansicht eines bekannten Gurtaufrollers;
- Figur 2 eine gegenüber Figur 1 um 90° gedrehte Seitenansicht eines Teils eines Kraftbegrenzers eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers in einem Ausgangszustand;
- Figur 2a eine Stirnseitenansicht des Kraftbegrenzers aus Figur 2 im Ausgangszustand;
- Figur 3 den Teil des Kraftbegrenzers in der Ansicht gemäß Figur 2 während eines Umschaltvorgangs; - Figur 3a eine Stirnseitenansicht des Kraftbegrenzers aus Figur 2 während des Umschaltvorgangs;
- Figur 4 eine erste Kennlinie des Kraftbegrenzers aus Figur 2;
- Figur 5 eine zweite Kennlinie des Kraftbegrenzers aus Figur 2;
- Figur 6 eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit mechanischer Kindersitzerkennung bei nicht verriegeltem
Kindersitz;
- Figur 7 die Ausführungsform aus Figur 6 bei verriegeltem Kindersitz;
- Figur 8 eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit elektrischer Kindersitzerkennung bei nicht verriegeltem Kindersitz;
- Figur 9 die Ausführungsform aus Figur 8 bei verriegeltem Kindersitz; - Figur 10 eine schematische Darstellung einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform mit Transponder-basierter Kindersitzerkennung bei nicht verriegeltem Kindersitz; und
- Figur 1 1 die Ausführungsform aus Figur 10 bei verriegeltem Kindersitz.
Beispielhaft geht die nachfolgende Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung von einem Gurtaufroller mit einem adaptiven Kraftbegrenzer aus, wie er in der Figur 1 gezeigt und in der DE 10 2007 026 128 A1 beschrieben ist. Bezüglich des grundlegenden Aufbaus wird insoweit auf dieses Dokument verwiesen.
Eine in einem Rahmen 10 drehbar gelagerte Gurtspule 12, von der Gurtband 14 abgezogen werden kann, ist mittels eines Torsionsstabs 16 drehfest an eine Scheibe 18 gekoppelt. Übersteigt in einem Crashfall bei blockierter Gurtspule 12 die durch die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen über das Gurtband 14 auf die Gurtspule 12 übertragene Gurtbandabzugskraft das Torsionswiderstandsmoment des Torsionsstabs 16, wird der Torsionsstab 16 verdrillt, und die Gurtspule 12 dreht sich relativ zur Scheibe 18.
Wesentlich für die Funktion des Kraftbegrenzers ist, dass bei der Kraftbegrenzung von dem ersten Kraftniveau, das durch die Verwindung des Torsionsstabs 16 bestimmt ist, mittels einer Umschaltvorrichtung auf ein erhöhtes zweites Kraftniveau umgeschaltet werden kann.
Hierfür kann, wie in den Figuren 2 und 2a gezeigt, ein zusätzliches Kraftbegrenzungselement in Form eines Schneidkörpers 20 vorgesehen sein, der an einem Steuerstift 22 angeordnet ist. Der Steuerstift 22 kann mitsamt dem Schneidkörper 20 durch einen Einsteuermechanismus aus einer Ausgangsposition in eine Kraftbegrenzungsposition verstellt werden. Der Steuerstift 22 ist in der Ausgangsposition durch ein Federelement 24 axial in Richtung der Gurtspule 12 vorgespannt, jedoch durch einen Schalthebel 26 gesichert. Durch ein Verschwenken des Schalthebels 26 kann der Steuerstift 22 freigegeben werden.
In den Figuren 3 und 3a ist eine Situation gezeigt, in der der Steuerstift 22 nicht mehr vom Schalthebel 26 gehalten wird, sodass der anfänglich noch auf einem axialen Vorsprung 28 der Gurtspule 12 gestützte Schneidkörper 20 nach einer geringen Drehung der Gurtspule 12 relativ zur Scheibe 18 axial in die Kraftbegrenzungsposition bewegt wird. In der Kraftbegrenzungsposition ragt der Schneidkörper 20 axial über die der Gurtspule 12 zugewandte Stirnfläche der Scheibe 18 hinaus und kann bei einer Drehung der Gurtspule 12 relativ zur Scheibe 18 Material der Gurtspule 12 zerspanen.
Es ist auch eine umgekehrte Anordnung in Einklang mit dem Aufbau gemäß Figur 1 möglich, bei der der Schneidkörper 20 in der Kraftbegrenzungsposition Material der Scheibe 18 zerspant.
Der Einsteuermechanismus steuert den Schneidkörper 20 in Abhängigkeit von der abgezogenen Gurtbandlänge in die Kraftbegrenzungsposition ein. Das heißt, dass je nach Größe bzw. Gewicht eines Fahrzeuginsassen der Schneidkörper 20 zu unterschiedlichen Zeitpunkten oder auch gar nicht eingesteuert wird. Verschiedene Ausführungsformen des Einsteuermechanismus sind aus der DE 10 2007 026 128 A1 bekannt, insbesondere solche, bei denen die Einsteuerung des Schneidkörpers 20 in die Kraftbegrenzungsposition nach Abzug einer vorbestimmten Gurtbandlänge erfolgt.
Im Falle eines größeren bzw. schwereren Fahrzeuginsassen, entsprechend einem sogenannten 95%-Dummy des Typs Hybrid III, ergibt sich vorzugsweise die in Figur 4 gezeigte erste Kennlinie der Gurtkraft F über der abgezogenen Gurtbandlänge I, wobei die Länge l0 den Beginn der eigentlichen Kraftbegrenzungsphase markiert. Der Schneidkörper 20 ist - nach einem anfänglichen Gurtbandauszug bei einer geringen, ansteigenden Kraft aufgrund der Gurtbanddehnung und des Filmspuleffekts (Bereich I) - bereits zu Beginn der Kraftbegrenzung eingesteuert, sodass die Kraftbegrenzung sowohl durch das Spanen des Schneidkörpers 20 ' als auch durch die Verwindung des Torsionsstabs 16 erreicht wird (Bereich II). Nach einer Drehung der Gurtspule 12 um 360° wird eine Kraftbegrenzung nur noch durch Torsion erreicht, da der Schneidkörper 20 eine geschlossene Ringnut in die Scheibe 18 geschnitten hat und kein Material mehr spanen kann (Bereich III). Das Kraftniveau ist in dieser Teilphase deutlich niedriger.
Die in Figur 5 gezeigte Kennlinie ergibt sich vorzugsweise im Falle eines kleineren bzw. leichteren Fahrzeuginsassen, entsprechend einem sogenannten 50%- oder 5%-Dummy des Typs Hybrid III. Der anfängliche Gurtbandauszug bei einer geringen, ansteigenden Kraft aufgrund der Gurtbanddehnung und des Filmspuleffekts (Bereich I) ist geringer als bei einem größeren bzw. schwereren Fahrzeuginsassen. Danach setzt wiederum die Kraftbegrenzung ein, die anfänglich jedoch auf einem niedrigeren Kraftniveau stattfindet, da sie nur auf Torsion beruht (Bereich II). Der Schneidkörper 20 wird erst nach Erreichen der vorbestimmten abgezogenen Gurtbandlänge in die Kraftbegrenzungsposition eingesteuert. Dann findet im weiteren Verlauf der Relativdrehung zwischen der Gurtspule 12 und der Scheibe 18 eine Kraftbegrenzung auf einem höheren Kraftniveau durch Spanen und Torsion statt (Bereich III). Nach einer Drehung der Gurtspule 12 um 360° ist der Spanvorgang abgeschlossen, und es wird eine Kraftbegrenzung nur noch durch Torsion auf dem niedrigeren Kraftniveau erreicht (Bereich IV).
Sowohl bei einem größeren bzw. schwereren als auch bei einem kleineren bzw. leichteren Fahrzeuginsassen kann der Kennlinienverlauf in dem Bereich, in dem die Kraftbegrenzung auch mittels Materialzerspanung erfolgt, auf vielfältige Weise realisiert werden. So kann eine sich ändernde Schnittbreite und/oder Schnitttiefe zu einem progressiven oder degressiven Verlauf führen.
Neben der abgezogenen Gurtbandlänge ist die Erkennung eines installierten Kindersitzes ein weiteres Kriterium dafür, ob und ggf. wann ein Umschalten zwischen den Kraftniveaus stattfindet. Hierfür ist eine Vorrichtung zum Erkennen eines installierten Kindersitzes vorgesehen, die an die Umschaltvorrichtung gekoppelt ist. Erkennt die Vorrichtung einen installierten Kindersitz, geht diese Information in die Entscheidung ein, ob in der Kraftbegrenzungsphase (zu Anfang oder im weiteren Verlauf) ein Umschalten auf ein höheres oder ein niedrigeres Kraftniveau stattfinden soll oder nicht.
Die mechanische Umsetzung dieser Entscheidung gelingt mithilfe einer Steuereinrichtung, die den Umschaltvorgang wenigstens in Abhängigkeit von der Erkennung eines installierten Kindersitzes auslösen oder unterbinden kann. Im Falle des oben beschriebenen Kraftbegrenzers ist die Steuereinrichtung so ausgelegt, dass in einem Fall, in dem eine große Länge Gurtband abgezogen ist, die im Bereich der für einen großen bzw. schweren Fahrzeuginsassen üblichen Längen liegt, jedoch der Installation eines Kindersitzes geschuldet ist, ein Umschalten auf das höhere Kraftniveau zu Beginn der Kraftbegrenzungsphase unterbunden ist. Die Steuereinrichtung „überstimmt" in diesem Fall sozusagen eine alleine auf der abgezogenen Gurtbandlänge basierende Umschaltung der Umschaltvorrichtung. Erst bei Erreichen einer vorbestimmten größeren Gurtbandabzugslänge wird auf das höhere Kraftniveau umgeschaltet. Es ergibt sich die in Figur 5 gezeigte Kennlinie. Ohne die Erkennungsvorrichtung würde die Kennlinie derjenigen der Figur 4 entsprechen.
Die Erkennung der Installation eines Kindersitzes, insbesondere bei einer Isofix-Befestigung, kann mechanisch und/oder elektrisch (leitungsgebunden oder drahtlos) an die Steuereinrichtung übertragen und ausgewertet werden. Auch eine teilweise elektrische Übertragung ist möglich.
Die Figuren 6 und 7 zeigen schematisch eine mechanische Lösung. Ein Bowdenzug 30 ist einerseits an den Schalthebel 26 des Einsteuermechanismus und andererseits so an einer Befestigungsstelle 32 für einen Kindersitz 34 angeordnet, dass bei der Installation des Kindersitzes 34 der Bowdenzug 30 eine Kraft auf den Schalthebel 26 ausübt. Genauer gesagt drückt der Bowdenzug 30 den Schalthebel 26 aus einer Stellung, in der er eine Bewegung des Steuerstifts 22 und des Schneidkörpers 20 in die Kraftbegrenzungsposition zulässt (Figur 6), in eine Sicherungsstellung, in der der Schalthebel 26 einen solchen Umschaltvorgang unterbindet (Figur 7).
Die Figuren 8 und 9 zeigen schematisch eine elektrische Ausführung mit einem Schalter 36, der bei der Installation des Kindersitzes 34 seine Schaltstellung wechselt. Der Schalter 36 ist Teil einer elektrischen Schaltung zur Ansteuerung eines Aktuators 38, der je nach Stellung des Schalters 36 einen Umschaltvorgang des Kraftbegrenzers zulässt (Figur 8) oder einen Umschaltvorgang unterbindet (Figur 9). Der Aktuator 38 ist hierfür in geeigneter Weise an den Schalthebel 26 gekoppelt.
Eine Ausführung basierend auf einem drahtlosen Transpondersystem ist schematisch in den Figuren 10 und 1 1 gezeigt. Die Installation des Kindersitzes 34 führt automatisch zu einer Aktivierung eines am Kindersitz angeordneten Funksenders 40, der ein charakteristisches Signal ausgibt. Sobald ein auf den Funksender 40 abgestimmter Empfänger 42 das Signal empfängt, wird der an den Schalthebel 26 gekoppelte Aktuator 38 so angesteuert, dass ein Umschaltvorgang des Kraftbegrenzers unterbunden wird (Figur 1 1 ). Ansonsten wird ein Umschaltvorgang zugelassen (Figur 10).
Es ist allgemein auch eine in Bezug auf den Umschaltvorgang umgekehrte Ausführungsform möglich, bei der durch die Beaufschlagung des Schalthebels 26 durch die Steuereinrichtung - entgegen den obigen Ausführungen - ein Umschaltvorgang ausgelöst wird, insbesondere von einem höheren auf ein niedrigeres Kraftniveau, wogegen ein unbeaufschlagter Schalthebel 26 einen Umschaltvorgang zulässt.
Der Einsteuermechanismus kann auch so ausgebildet sein, dass er das Kraftbegrenzungselement (Schneidkörper 20) nur in Abhängigkeit der Kindersitzerkennung alleine, also unabhängig von der abgezogenen Gurtbandlänge in die Kraftbegrenzungsposition einsteuert.
Der beschriebene Gurtaufroller mit dem besonderen Kraftbegrenzer ist sowohl für die Vordersitze als auch für die Rücksitze eines Kraftfahrzeugs geeignet.
Bezuqszeichenliste Rahmen
Gurtspule
Gurtband
Torsionsstab
Scheibe
Schneidkörper
Steuerstift
Federelement
Schalthebel
Vorsprung
Bowdenzug
Befestigungsstelle
Kindersitz
Schalter
Aktuator
Funksender
Empfänger

Claims

Patentansprüche
1. Gurtaufroller für einen Fahrzeug-Sicherheitsgurt, mit
einer drehbar gelagerten Gurtspule (12), von der Gurtband (14) abgezogen werden kann,
einer Kraftbegrenzungseinrichtung, die in einer Kraftbegrenzungsphase bei blockierter Gurtspule (12) und Überschreiten einer bestimmten Kraftschwelle in Gurtbandabzugsrichtung einen kontrollierten Gurtbandabzug erlaubt, und
einer Umschaltvorrichtung zur Durchführung eines Umschaltvorgangs vor und/oder in der Kraftbegrenzungsphase, bei dem von einem ersten Kraftniveau auf ein zweites Kraftniveau gewechselt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, die den Umschaltvorgang wenigstens in Abhängigkeit von der Erkennung eines installierten Kindersitzes (34) auslösen oder unterbinden kann.
2. Gurtaufroller nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung den Umschaltvorgang zusätzlich in Abhängigkeit von der abgezogenen Gurtbandlänge auslösen oder unterbinden kann.
3. Gurtaufroller nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung so ausgelegt ist, dass sie bei Erkennung eines installierten Kindersitzes (34) den Umschaltvorgang unabhängig von der abgezogenen Gurtbandlänge auslöst bzw. unterbindet.
4. Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschaltvorrichtung einen Einsteuermechanismus mit einem Schalthebel (26) aufweist, mit dem die Einsteuerung eines Kraftbegrenzungselements, insbesondere eines Schneidkörpers (20), in eine Kraftbegrenzungsposition freigegeben oder unterbunden werden kann.
5. Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung, mit einem Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Erkennen eines installierten Kindersitzes (34), die an die Steuereinrichtung des Gurtaufrollers gekoppelt ist.
6. Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung eines installierten Kindersitzes (34) mechanisch an die Steuereinrichtung übertragen wird.
7. Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung nach Anspruch 6 mit einem Gurtaufroller nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bowdenzug (3G) einerseits an den Schalthebel (26) des Einsteuermechanismus und andererseits an eine Befestigungsstelle (32) für den Kindersitz (34) gekoppelt ist.
8. Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung eines installierten Kindersitzes (34) elektrisch an die Steuereinrichtung übertragen wird.
9. Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung nach Anspruch 8 mit einem Gurtaufroller nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen an den Schalthebel (26) gekoppelten Aktuator (38) und eine elektrische Schaltung zur Ansteuerung des Aktuators (38) mit einem Schalter (36), der bei der Installation des Kindersitzes (34) seine Schaltstellung wechselt.
10. Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennung eines installierten Kindersitzes (34) mithilfe eines Transpondersystems an die Steuereinrichtung übertragen wird.
1 1. Fahrzeuginsassen-Schutzvorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen am Kindersitz (34) angeordneten Funksender (40), der bei der Installation des Kindersitzes (34) ein charakteristisches Signal ausgibt, und einen auf den Funksender (40) abgestimmten Empfänger (42), der bei Empfang des Signals einen an den Schalthebel (26) gekoppelten Aktuator (38) ansteuert.
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