DE2513739A1

DE2513739A1 - Loading dependant automatic safety belt device - has frictional brake system utilising some of the passengers kinetic energy to provide restraining forces

Info

Publication number: DE2513739A1
Application number: DE19752513739
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Ing Muesseler; Erhard Dipl Ing Poser
Original assignee: MUESSELER PETER
Current assignee: MUESSELER PETER
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1975-03-27
Publication date: 1976-10-07

Abstract

The automatic safety belt device has a load dependant damping device. It is so constructed that the force exerted by the safety belt during an accident is automatically adjusted by the kinetic energy developed by the passenger within the automobile, so that the stopping distance of the vehicle may be adequately utilised. The braking force for the belt is developed by means of a frictional type brake device, integrated into the automatic safety belt which converts part of the passengers kinetic energy.

Description

o. TITEL Sicherheitsgurtautomat mit lastabhängigem Dämpfungsglied 1. ANWENDUNG Die Erfindung betrifft einen in Sic}lerheitsgurtautonaten integrierten lastabhängigen Kraftbegrenzer.o. TITEL Automatic seat belt with load-dependent attenuator 1. APPLICATION The invention relates to an integrated safety belt dispenser load-dependent force limiter.

2. STAND DER TECHNIK Die derzeitigen Automatikgurte bauen die kinetische energie des (angeschnallten) Insassen durch plastische Deformation des Gurtbandes ab. Es cxistieren auch Ausführungen mit Aufreibnähten, mit Absorptionsgliedern, die auf plastischer Deformation von Metallen oder Kunststoffe beruhen, ferner mit Reibungsbremsen. Diese Mechanismen bezwecken einen Abbau von Gurtkraftspitzen und damit verbunden eine Minderung der Verletzungsgefahr, insbesondere eine Milderung des Peitscheneffektes an der Ilalswirbelsäule.2. PRIOR ART Current automatic seat belts are kinetic ones energy of the (buckled) occupant through plastic deformation of the belt strap away. There are also designs with rubbing seams, with absorption links, which are based on plastic deformation of metals or plastics, also with Friction brakes. The purpose of these mechanisms is to reduce belt force peaks and associated with this is a reduction in the risk of injury, in particular a mitigation the whip effect on the ileal spine.

Diese Deformationselemente ( z.B. Torsionsstäbe) sind jedoch nur für die gesetzlichen Bedingungen des US-Standards (1?MVSS 208 ausgelegt, d.h. für eine Aufprallgeschwindigkeit (5o km/h) und ein Körpergewicht ( sog. 50% Mann = 75 daN).These deformation elements (e.g. torsion bars) are only for the legal conditions of the US standard (1? MVSS 208 designed, i.e. for a Impact speed (50 km / h) and a body weight (so-called 50% man = 75 daN).

Es ist klar, daß ein so ausgelegter Kraftbegrenzer für leichtere Personen oder niedrigere Unfallgeschwindigkeiten zu hart sein wird, für schwerere Personen und höhere Gescilwindigkeiten dagegen zu weich. Daraus folgt, dab der im Fahrzeug verfügbare Bremsweg nicht von allen Insassen optimal ausgenutzt werden kann: schwere Insassen schlagen auf Armaturentafel oder Lenkanlage, leichtere dagegen sind weiterhin einer gefährlichen IIalswirbelsäuLenbeanspruchung ausgesetzt.It is clear that a force limiter designed in this way for lighter people or lower accident speeds will be too harsh for heavier people and higher speeds on the other hand too soft. It follows that the one in the vehicle available braking distance cannot be optimally used by all occupants: heavy Inmates hit the dashboard or steering system, but lighter ones are still exposed to dangerous stress on the spine.

3. AUFGABE Aufgabe der Neuerung ist eine Optimierung der Schutzwirkung und damit eine Steigerung des butzen/Kosten-Staktors von Sicherheitsgurten durch automatische Anpassung der Rückhaltekraft an unterschiedliche Fahrgastgewichte und Unfallgeschwindigkeiten.3. TASK The task of the innovation is to optimize the protective effect and thus an increase in the benefit / cost factor of seat belts automatic adjustment of the restraint force to different passenger weights and Accident speeds.

4. GRUNDLAGEN DER NEUERUNG Im Gegensatz zu den oben erwähnten Lösungen von Energieabsorbern wird der Energieabbau bei der Neuerung durch Ableitung der Bremskraft von der Gurtkraft bewerkstelligt.4. BASICS OF THE INNOVATION In contrast to the solutions mentioned above of energy absorbers is the energy reduction in the innovation by deriving the Braking force brought about by the belt force.

5. LÖSUNG Die Neuerung erzeugt ihre Bremskraft mittels einer Reibungsbremse, deren Anprelikraft über eine geeignete rnecllanische Übersetzung aus der Gurtkraft gewonnen wird.5. SOLUTION The innovation generates its braking force by means of a friction brake, their contact force via a suitable Romanian translation from the belt force is won.

Zur Einleitung des Bremsvorganges wird eine Rückstellkraft benötigt, deren Beitrag zur gesamten Energieabsorption jedoch so gering sein muß, daß der gewünschte Regelvorgang nicht überdeckt wird.A restoring force is required to initiate the braking process, whose contribution to the total energy absorption must be so small that the desired control process is not covered.

6. BESCHREIBUNG Die im folgenden beschriebene Lösung ermöglicht die oben genannte Bremskraftanpassuxlg mit einfachen Mitteln: Bild 1 u. 2 zeigen die Punktiollsweise und die benötigten Einzelteile eines Ausführungsbeispiels.6. DESCRIPTION The solution described below enables the Above mentioned braking force adjustment with simple means: Fig. 1 and 2 show the Punctually and the required individual parts of an embodiment.

Die am Gurtautomaten wirksame Gurtkraft FG zieht über die Gurtwickel-Welle (2) die Dremsbacken (5) ulittels einer schiefen Ebene (o) mit geeignetem Keilwinkel zusammen. Auf diese Weise wird die Bremskraft eine Funktion der Gurtkraft.The belt force FG acting on the automatic belt machine pulls over the belt winding shaft (2) the Drems jaws (5) on an inclined plane (o) with a suitable wedge angle together. In this way the braking force becomes a function of the belt force.

Diese Anordnung erfordert ein deni aus der Gurtkraft resultierenden Dretimoment entgegenwirkendes Rückstellmoment zur Einleitung der Klemmung. Dies kann z.B. durch einen elastischen oder lastischen Drehstab erreicht werden, der jedoch nicht - wie bisher - Absorptionsaufgaben zu erfüllen hat und daher entsprechend schwach dimensioniert werden BIU.This arrangement requires a deni resulting from the belt force Reverse torque counteracting restoring torque to initiate clamping. this can e.g. be achieved by an elastic or elastic torsion bar that but not - as before - has to fulfill absorption tasks and therefore accordingly BIU.

Der Ablauf des Dämpfungsvorgangs ist in Bild 2 dargestellt: Ein herkömmliches Trägheitssystem (1) übernimmt zunächst die Sperrung des Automaten wie bisher. Als Folge der Gurtkraft dreht sich die Gurtwickel-Welle (2) weiter-und tordiert den am Sperrmechanismus abgestützten Drehstab (3), der damit das notwendige Rückstellmoment zur Einleitung der Klemmung liefert.The course of the damping process is shown in Figure 2: A conventional one Inertia system (1) initially blocks the machine as before. as As a result of the belt force, the belt winding shaft (2) continues to rotate and twist the torsion bar (3) supported on the locking mechanism, which provides the necessary restoring torque to initiate the clamping delivers.

Bild 2 zeigt weiterhin, daß der Durchmesser der Gurtwickel-Welle durch einen geeigneten Zusatz t4) zur trommel erweitert wird, um den Einfluß unterschiedlicher Sitzpositionen und Körpergröben (Gurtauszugl) zu verringern: Bei herkömmlichen Automatikgurten ist der Durchmesser des Gurtwickels für die vorderste Sitzposition -(kleiner Insasse) stark unterschiedlich zu dem Durchmesser für die hinterste Sitzposition (grober Insasse). Damit wird aber das von der Gurtkraft erzeugte Drehmoment für kleine Insassen im vergleich zum Bremsmoment klein und der kleine Insasse u.U. unerwünscht hart abgebremst (Bild 3). Dieser Effekt wird jedoch umso geringer, je gröber der Ausgangsdurchmesser des Gurtwickels ist (Bild 4).Figure 2 also shows that the diameter of the belt winding shaft is through a suitable addition t4) to the drum is extended to the influence of different To reduce sitting positions and body size (belt extension): With conventional automatic belts is the diameter of the belt roll for the foremost seating position - (small occupant) very different to the diameter for the rearmost seat position (coarser Inmate). However, this reduces the torque generated by the belt force for small occupants Small compared to the braking torque and the small occupant may be undesirably hard braked (Fig. 3). However, the larger the initial diameter, the smaller the effect of the belt roll (Fig. 4).

Bei einem Gurtwickeldurchmesser von 80 mm im aufgerollten Zustand wird dieser Einfluß vertretbar klein. Ein Automatikgurt der entsprechenden Grobe ist unschwer in den bisher dafür vorgesehenen Karosserieaussarungen unterzubringen.With a belt roll diameter of 80 mm when rolled up this influence becomes justifiable small. An automatic belt of the appropriate size can easily be accommodated in the previously provided body recesses.

Die Gleitflächen der schiefen Ebenen des Ausführungsbeispiels sollten einen möglichst geringen Gleitwiderstand aufweisen tz.X. durch zwischengebgte PTPE-Folie), da sonst die Bremskraft vermindert wird.The sliding surfaces of the inclined planes of the embodiment should have the lowest possible sliding resistance tz.X. through sandwiched PTPE foil), otherwise the braking force will be reduced.

Die Dremsbacken sollten mit Querschlitzen versehen sein, die das Entstehen unbeabsichtigter bchmierfilme unterbinden (Bild Ein Anschlag mit Sollbruchstelle sorgt dafür, daß der Klemmeffekt bei Gewaltbremsungen noch nicht wirksam wird.The drems jaws should be provided with transverse slots that prevent the emergence prevent unintentional smear film (picture A stop with predetermined breaking point ensures that the clamping effect is not yet effective in the event of forced braking.

(Detail 7 in Mild 1) Eine übermäßige Erwärmung der Bauteile aufgrund der Heibung kann durch Schmelz- oder Verdampfungskühlung vermieden werden.(Detail 7 in Mild 1) Excessive heating of the components due to The heating can be avoided by melt cooling or evaporative cooling.

Wenn der drehstab als Energiespeicher und die Bremse nicht selbsthemmend ausgelegt werden, läßt sich ein selbstnachspannender Gurtwickel bauen, der bei längeren Unfallphasen ohne Gurtlast (z.B. Überschlag nach Frontalaufprall) die entstandene Gurtlose mindestens zum Teil wieder aufrollt und dadu@ die wirksamkeit des Gurtes zusätzlich verbessert.If the torsion bar acts as an energy store and the brake is not self-locking are designed, a self-tensioning belt roll can be built, the longer Accident phases without seat belt load (e.g. rollover after frontal impact) the resulting Belt slack at least partially rolls up again and dadu @ the effectiveness of the belt additionally improved.

Andere kinematische ausfiihrungen der Bremse (z.B. Bild 6) können verwendet werden, wenn progressive oder degressive Bremskraft - Bewegungsenergie - Kennlinien erwünscht sind.Other kinematic designs of the brake (e.g. Fig. 6) can be used used when progressive or degressive braking force - kinetic energy - Characteristic curves are desired.

Claims

7. SCHUTZANS1'RU E

e Automatic seat belt with load-dependent attenuator, thereby indicated that the belt force in the event of an accident is determined by the respective kinetic energy of the vehicle occupant to be protected is automatically set so that the in Vehicle available braking distance is optimally used.

2. Seat belt machine according to claim 1, characterized in that that the braking force is generated by a friction brake integrated in the automatic seat belt will.

3. Automatic seat belt machine according to claim 1 and 2, characterized in that that the contact pressure of the brake by a mechanical translation from the kinetic energy of the occupant is derived.

4. Seat belt machine according to claim 1 to 3, characterized in that that by varying the instantaneous poles of the braking elements, the braking characteristics are different medical and technical requirements can be adapted.

5. Seat belt machine according to claim 1, characterized in that that the reset torque used to initiate the load-dependent braking in does not have to contribute significantly to energy absorption.

6. Seat belt machine according to claim 1 to 3, characterized in that that predetermined breaking points only allow the braking effect when the vehicle deceleration the belt force can rise above a medically desirable level.

7. Seat belt machine according to claim 1 to 6, characterized in that that the belt winding diameter is chosen so large that the relative change in diameter for different seating positions or body sizes no adverse effect has the burning effect.

8. Seat belt machine according to claim 1, characterized in that that it contains an energy store, which may be between different Accident phases can tighten the belt sufficiently quickly. The charging of the energy storage (e.g. torsion spring) is done, for example, by pulling the belt out.