DE102008000966A1

DE102008000966A1 - Belt rolling unit for belt strap of belt system for passenger protection system in vehicle, has rolling module with spindle, on which belt strap is rolled

Info

Publication number: DE102008000966A1
Application number: DE200810000966
Authority: DE
Inventors: Heiko Freienstein; Thomas Lich; Sybille Eisele; Gian Antonio D'addetta
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-04-03
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2009-10-08

Abstract

The belt rolling unit (10) has a rolling module (16) with a spindle, on which a belt strap (12) is rolled. The spindle is supported on an axis in a pivotable manner. A force (F) is limited by a brake arrangement (20). The brake arrangement is conducted as a drum brake which is coupled with the spindle over an adjustable friction fit. A maximum friction fit is adjusted under normal conditions. An independent claim is included for a method for rolling a belt strap.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Gurtaufrolleinheit sowie einem Verfahren zum Aufrollen von mindestens einem Gurtband sowie einem Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit mindestens einer Gurtaufrolleinheit nach der Gattung der unabhängigen Patentansprüche.The The invention is based on a belt retracting unit and a method for rolling up at least one webbing and a belt system for an occupant protection system in a vehicle having at least a belt retractor according to the type of independent Claims.

Bei einem Gurtsystem unterscheidet man je nach Anordnung unterschiedliche Arten, wie beispielsweise einen Beckengurt, einen Schräg-Schultergurt, einen Dreipunktgurt, einen 4- oder 6-Punkt Hosenträgergurt, einen Beltbag, einen Bag-in-Belt oder Kombinationen dieser Gurtsysteme.at A belt system differs depending on the arrangement different Types, such as a lap belt, an oblique shoulder strap, a three-point belt, a 4 or 6-point harness, a belt bag, a bag-in-belt or combinations of these belt systems.

Der Dreipunktgurt, der einen auch als Retraktor bezeichneten Gurtaufroller mit einem Gurtstraffer und je nach Ausführungsform auch mit einem Gurtkraftbegrenzer umfasst, ist heute das am meisten verbaute Gurtsystem. Im Gegensatz hierzu ist der reine Beckengurt, wie man ihn heutzutage z. B. in Verkehrsflugzeugen findet, aus nahezu allen Fahrzeuganwendungen verschwunden und ist in der Regel durch den Dreipunktgurt ersetzt worden.Of the Three-point belt, the one also called retractor belt retractor with a belt tensioner and depending on the embodiment also with a belt force limiter is the most used today Belt system. In contrast, the pure lap belt, how to him today z. B. in commercial aircraft, from almost all Vehicle applications disappeared and is usually due to the Three-point belt has been replaced.

Beim Dreipunktgurt verläuft das Gurtband von einem Befestigungspunkt am Sitzgestell oder meistens vom Fahrzeugboden ausgehend über das Becken des Insassen. In der Schlosszunge befindet sich in heute typischen Ausführungsvarianten eine Öse in der das Gurtband umgelenkt wird und von da ab diagonal über die Brust des Insassen nach oben geführt wird. Durch einen Umlenkbeschlag, welcher sich in der Regel an der B-Säule befindet, wird das Gurtband nach unten zum Gurtaufroller oder auch Gurtautomat geführt. Alternativ findet man bei sitzintegrierten Gurtsystemen diesen Umlenkbeschlag auch im Sitz selbst integriert. Weiterhin werden alternative Gurtsysteme mit getrenntem Becken- und Schultergurt eingesetzt, d. h. diese beiden Gurtsegmente werden in Höhe der Gurtschlosszunge vernäht und jeweils von einem separaten Aufroller angesteuert. Diese Systeme werden als Dual-Spool-Retraktoren bezeichnet.At the Three-point belt runs the webbing from an attachment point on the seat frame or mostly from the vehicle floor starting over the pelvis of the occupant. In the lock tongue is in today typical embodiments an eyelet in the the webbing is deflected and from there diagonally across the chest of the occupant is led upwards. Through a Deflection fitting, which is usually on the B-pillar is located, the webbing down to the belt retractor or automatic belt guided. Alternatively, one finds seat-integrated belt systems integrated this deflection fitting in the seat itself. Farther become alternative belt systems with separate pelvis and shoulder strap used, d. H. these two strap segments are in height the Gurtschlosszunge sewn and each of a separate Retractor controlled. These systems are called dual-spool retractors designated.

Für das Gurtband fordert man allgemein eine breite Form, um im Falle einer Kollision eine für den Insassen erträgliche Flächenpressung zu erhalten. Typischerweise besitzen die Gurtbänder eine Querschnittsbreite von ca. 50 mm. Darüber hinaus werden eine gute Bruch- und Rutschsicherheit und eine gute Umweltbeständigkeit gefordert. Diese Parameter sind in der ECE-Regelung Nr. 16 festgelegt. Der Sicherheitsgurt selbst besteht aus einem geflochtenen Garn, meistens aus Polyester. Alternative Entwicklungen verfolgen ein Bag-in-Belt bzw. Beltbag-Prinzip, bei dem ein gurtintegrierter Airbag enthalten ist, der nach Entfaltung beispielsweise eine Rollenform einnimmt und damit für eine noch idealere Flächenpressung auf den Körper des Insassen sorgen kann. Die Bruchfestigkeit eines Standardgurtes beträgt ungefähr 14.7 kN, dieser wird jedoch in der Praxis meist für Kräfte zwischen 25 kN und 30 kN ausgelegt.For The webbing generally requires a wide shape to be in case a collision a bearable for the occupant To obtain surface pressure. Typically, the Webbings have a cross-sectional width of approx. 50 mm. About that In addition, a good resistance to breakage and slipping and a good environmental resistance required. These parameters are defined in ECE Regulation No. 16. The seatbelt itself is made of a braided yarn, mostly made of polyester. Alternative developments follow Bag-in-belt or beltbag principle in which a belt-integrated airbag Contains, for example, after development, a role form and thus for an even more ideal surface pressure can care for the body of the occupant. The breaking strength a standard belt is approximately 14.7 kN, However, this is usually in practice for forces between 25 kN and 30 kN.

Der im System integrierte Retraktor bzw. Gurtaufroller hat zur Aufgabe dem Insassen im Fahrbetrieb ein hohes Maß an Komfort zu bieten. Das auf einer Spule aufgewickelte Gurtband wird bei einer Vorwärtsbewegung des Insassen, gegen eine geringe Rückzugsfederkraft freigegeben. Hierbei beträgt die Kraft typischerweise 5 bis 10 N und wird durch eine im Retraktor verbaute, vorgespannte Feder zur Verfügung gestellt. Die Sperrung des Gurtbandes kann basierend auf den zwei nachfolgenden Prinzipien gesteuert werden.Of the integrated retractor or belt retractor is the task the occupant in driving a high degree of comfort Offer. The wound on a spool webbing is in a forward movement of the occupant, released against a low return spring force. Here, the force is typically 5 to 10 N and is provided by a pre-tensioned spring installed in the retractor posed. The blocking of the webbing may be based on the two controlled according to the following principles.

Bei einem ersten Prinzip sorgt ein Kugelsensor bei einer der ECE-Regel 16 entsprechenden Fahrzeugverzögerung von mindestens 0.45 g oder bei einer Fahrzeugschräglage für eine Aktivierung des Sperrmechanismus. Dabei wird eine Stahlkugel in einer definierten Mulde ausgelenkt und sorgt für eine mechanische Sperrung. Bei einem zweiten Prinzip wird bei einem Auszug von 50 mm und einer gleichzeitigen Auszugsbeschleunigung von mehr als 0.8 g ebenfalls ein Sperrmechanismus aktiviert. Hierbei dient ein Feder-Masse-System als Sensorik, welches beispielsweise als Fliehkraftregler realisiert und im Gurtaufroller verbaut ist.In a first principle, a ball sensor provides one of the ECE rules 16 corresponding vehicle deceleration of at least 0.45 g or at a vehicle lean for activation of the locking mechanism. Here, a steel ball is deflected in a defined trough and ensures a mechanical lock. In a second principle, a locking mechanism is also activated with an extension of 50 mm and a simultaneous pull-out acceleration of more than 0.8 g. This is a spring-mass system as a sensor, which is realized for example as centrifugal governor and installed in the belt retractor.

Da der Insasse bei einem Unfall möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung angekoppelt werden soll, wird typischerweise die überschüssige Gurtlose, die beispielsweise aufgrund von dicker Kleidung bzw. komfortbedingt entsteht, durch eine pyrotechnische Straffung nach Crashbeginn beseitigt. Neuerdings werden reversible elektromechanische Aktuatoren (EMA) als reversible Gurtstraffer eingesetzt, die in einer kritischen Fahrsituation aktiviert werden und somit ein Mehr an überflüssiger Gurtlose beseitigen, da sie vor dem Crash zum Einsatz kommen. Kommt es dennoch zu einer Kollision, wird zusätzlich die pyrotechnische Gurtstraffung aktiviert. Im Vergleich zur bisher bekannten pyrotechnischen Gurtstraffung läuft die elektromotorische Straffung in einem anderen Zeitbereich ab. So laufen die pyrotechnische Gurtstraffung beispielsweise innerhalb von ungefähr 10 ms und die elektromechanische Gurtstraffung innerhalb von ungefähr 200 ms ab. Generell können bei Gurtstraffung unterschiedliche Prinzipien zum Einsatz kommen, wie z. B. mechanische Gurtstraffer, die über einen Energiespeicher aktiviert werden, pyrotechnische Straffer, Aufrollerstraffer, Langrohrstraffer und Kurzrohrstraffer, Kugelstraffer, Gurtstraffer mit Wankelprinzip und Aufrollerstraffer mit Zahnstange sowie Schlossstraffer und Endbeschlagsstraffer.There the occupant in an accident as early as possible is to be coupled to the vehicle deceleration is typically the excess slack, the for example due to thick clothes or comfort created, eliminated by a pyrotechnic tightening after the crash. Recently, reversible electromechanical actuators (EMA) used as a reversible belt tensioner, which in a critical Driving situation can be activated and thus more surplus slack eliminate as they are used before the crash. Will it come anyway? to a collision, in addition, the pyrotechnic Belt tightening activated. Compared to the previously known pyrotechnic Belt tightening is the electromotive tightening in another time range. This is how the pyrotechnic belt tightening works for example, within about 10 ms and the electromechanical belt tightening within about 200 ms. Generally speaking belt tightening uses different principles, such as B. mechanical belt tensioners, which have an energy storage activated, pyrotechnic tensioner, retractor, long tube tightener and short tube tensioners, ball tensioners, belt tensioners with Wankel principle and retractor with rack as well as lock tightener and end tightener.

Durch die gezielte Ankopplung kann es zu sehr starken Belastungen für den Insassen vorwiegend im Kopf- und Thoraxbereich kommen. Diese Belastungsspitzen können zu teilweise schweren Verletzungen führen und sollen beispielsweise durch Gurtkraftbegrenzer reduziert werden. Hierbei basiert das Prinzip der Gurtkraftbegrenzung auf einer Freigabe des Gurtbandes ab einer bestimmten wirkenden Gurtbandkraft F von beispielsweise mehr als 3.0 bis 4.5 kN. Generell kann die Kraftbegrenzung durch mechanische Energiewandlungsprinzipien, wie beispielsweise durch Zerstörung, z. B. durch Reißnähte am Gurtband oder Reißbleche, oder durch Verformung, z. B. durch Torsionsstäbe im Aufroller, oder durch Reibung, z. B. durch Lamellenbremsen, teilweise auch mehrstufig erfolgen. Durch die beschriebenen Maßnahmen soll gewährleistet werden, dass die Energieaufnahme bei gleichbleibender Gurtkraft mittels zunehmender Vorverlagerung des Insassen erfolgt, d. h. dass der Frontairbag ab einem bestimmten Zeitpunkt beispielsweise nach einer Zeitspanne von ungefähr 40 bis 60 ms den Insassen vom Gurtsystem ”übernimmt”. Dabei soll die kinetische Energie des Insassen beim Crash möglichst günstig auf die Komponenten des Insassenschutzsystems und des Innenraums verteilt werden.By The targeted coupling can lead to very heavy loads for The occupants come mainly in the head and thorax area. These stress peaks can lead to partially serious injuries and are to be reduced for example by belt force limiter. Here, the principle of Gurtkraftbegrenzung based on a release of the webbing from a certain acting webbing force F of for example, more than 3.0 to 4.5 kN. Generally, the force limit by mechanical energy conversion principles, such as by destruction, z. B. by tear seams on Webbing or tear sheets, or by deformation, for. B. by torsion bars in the retractor, or by friction, z. B. by multi-disc brakes, sometimes also in several stages. By the measures described should be guaranteed be that the energy intake at constant belt force means increasing forward displacement of the occupant, d. H. that the Front airbag at a certain time, for example after a Time span of about 40 to 60 ms "takes over" the occupants of the belt system. The kinetic energy of the occupant in the crash should be as possible favorable to the components of the occupant protection system and the Interior to be distributed.

Die heute eingesetzten Systeme reduzieren die Gurtkraft beispielsweise über eine Mechanik auf Basis eines gekoppelten Torsionsstabs oder über eine Keilbremse. Beispielsweise wird in der Offenlegungsschrift DE 44 36 810 A1 ein Sicherheitsgurtaufroller vorgeschlagen, bei dem ein energieabsorbierendes Element als Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Dabei ist dieses Element in der Gurtspule angeordnet und mit einem Wellenstück der Gurtspule derart verbunden, dass dies eine Drehung der Gurtspule aufgrund eines Gurtbandauszuges zulässt. Dabei nimmt das Absorptionselement die durch das Gurtband eingeleitete Energie auf und wirkt somit als Lastbegrenzer, da er die auf den Körper einwirkende Rückhaltekraft aufgrund seiner Energieabsorptionsfähigkeit begrenzt. Hierdurch wird die Gurtkraft in einer passiven Art gemessen bzw. sofort auf dieser Basis eine Ansteuerung vorgenommen. Die passive Messung der Kraft bezieht sich dabei auf die mechanisch mögliche und eingestellte Begrenzerkraft, ab der aufgrund der Ausführung bzw. den Materialeigenschaften des Absorptionselements eine Sollverformung beginnt.The systems used today reduce the belt force, for example, via a mechanism based on a coupled torsion bar or via a wedge brake. For example, in the published patent application DE 44 36 810 A1 a seat belt retractor proposed in which an energy absorbing element is provided as a force limiting device. In this case, this element is arranged in the belt reel and connected to a shaft portion of the belt reel such that this allows rotation of the belt reel due to a Gurtbandauszuges. In this case, the absorption element absorbs the energy introduced by the webbing and thus acts as a load limiter because it limits the restraining force acting on the body due to its energy absorption capacity. As a result, the belt force is measured in a passive manner or immediately made on this basis a control. The passive measurement of the force refers to the mechanically possible and set limiter force, from which a desired deformation begins due to the design or the material properties of the absorption element.

In der Offenlegungsschrift DE 10 2004 053 305 A1 wird beispielsweise ein Gurtaufroller für ein Fahrzeugsicherheitssystem vorgestellt, welches eine im Rahmen drehbar gelagerte Gurtspindel und eine neben der Gurtspindel angeordnete Bremsvorrichtung aufweist. Diese Bremsvorrichtung wird durch eine drehbar angeordnete Bremsscheibe gebildet, welche eine gegenüber dem eigentlichen Bremselement verdrehbare Stellscheibe aufweist. Die Bremsvorrichtung ist dabei so ausgelegt, dass eine Verdrehung der Stellscheibe eine Verschiebung des ersten Bremselements bewirkt, so dass das Bremselement innerhalb der Anlage an die Bremsscheibe kommt. Dies bedeutet, dass die Drehung zunächst gebremst wird, um sie dann wieder in ihrer Nachgiebigkeit zu steuern.In the published patent application DE 10 2004 053 305 A1 For example, a belt retractor for a vehicle safety system is presented which has a belt spindle rotatably mounted in the frame and a braking device arranged next to the belt spindle. This brake device is formed by a rotatably arranged brake disc which has a relative to the actual brake element rotatable adjusting disc. The braking device is designed so that a rotation of the adjusting disc causes a displacement of the first brake element, so that the brake element comes within the system to the brake disc. This means that the rotation is first braked to then again in their compliance to control.

In der WO 2007/025958 A1 wird beispielsweise ein Sicherheitsgurtsystem für ein Kraftfahrzeug vorgestellt, welches eine Gurtrolle mit Gurtband und einen Aktuator umfasst, der eine betätigbare Bremsanordnung zur Abbremsung einer Bewegung aufweist. Auch hier wird zunächst eine Drehung abgebremst, um sie dann wieder in ihrer Nachgiebigkeit zu steuern.In the WO 2007/025958 A1 For example, a safety belt system for a motor vehicle is presented, which comprises a belt reel with webbing and an actuator having an actuatable brake assembly for braking a movement. Again, a rotation is first braked, then again to control their compliance.

In der EP 15 44 062 A1 wird ein System beschrieben, bei dem eine Gurtkraftbegrenzung auf Basis eines Reibprinzips umgesetzt wird. Dazu wird ein bolzenförmiger Körper motorgesteuert und senkrecht in Richtung des parallel zur B-Säule auslaufenden Gurtbandes geschoben, um so durch den Kontakt zwischen Bolzen und Gurtband auf der einen Seite sowie Gurtband und Gurtautomatenrahmen auf der anderen Seite die Reibungskräfte anzupassen. Letztendlich wird durch die Steuerung der Reibungskräfte das Kraftbegrenzungsniveau festgelegt.In the EP 15 44 062 A1 describes a system in which a belt force limit is implemented on the basis of a friction principle. For this purpose, a bolt-shaped body is motor-controlled and pushed vertically in the direction of the parallel to the B-pillar expiring webbing so as to adapt by the contact between the bolt and webbing on one side and webbing and Gurtautomatenrahmen on the other side, the frictional forces. Ultimately, the force limiting level is determined by the control of the friction forces.

In der KR 2007030053 wird ein Kraftbegrenzungssystem vorgestellt, welches auch ohne die heute noch in solchen Systemen weit verbreiteten Torsionselemente auskommt. Dabei wird ähnlich den torsionselement-basierten Systemen das Kraftbegrenzungsniveau auf Basis der Verformungscharakteristik einer verformbaren Gurtspindel umgesetzt.In the KR 2007030053 a force limiting system is presented, which works without the still widespread today in such systems torsion elements. Similar to the torsion element-based systems, the force limitation level is implemented on the basis of the deformation characteristics of a deformable belt spindle.

Die Lastbegrenzungssysteme auf Basis von Torsionselementen sind heutzutage die am weitest verbreiteten und eingesetzten Systeme. Die Gurtkraftbegrenzung erfolgt hierbei auf mechanische Art, indem das Torsionselement bei Erreichen eines bestimmten Schwellwertes eine Sollverformung durchführt. Die Kraftbegrenzung durch Torsionsstäbe wird jedoch bereits bei der Entwicklung entsprechend konstruktiv und materialbehaftet umgesetzt, d. h. die Systeme erlauben nur geringe Variationen in ihrem Begrenzungsniveau und weisen in Bezug auf das Material sehr geringe Toleranzen auf. Die Einstellungen der Charakteristik werden in Abstimmung mit dem Automobilhersteller und anderen Systemlieferanten ausgeführt und sind oft sehr aufwändig. Des Weiteren ist eine variable Gurtkraftbegrenzung in dem Sinne, dass sie an einen bestimmten Insassen anpassbar ist und damit eine Individualisierung des Systems erlaubt, nicht möglich. Dies liegt vornehmlich daran, dass bedingt durch die konstruktive Ausbildung die Kraftbegrenzung mehr oder weniger keine Abstufung und damit Variabilität erlaubt, sondern meist nur 1- oder 2-stufig ausgebildet werden kann. Hintergrund ist die relativ komplexe Kombination unterschiedlicher Torsionselemente und der damit verbundenen Anpassung der Torsionssteifigkeit um ein bestimmtes Kraftniveau zu erreichen. Die Kombination der unterschiedlichen Elemente erfordert entsprechende Stellelemente oder Kupplungen, welche die Konstruktion insgesamt aufwändig gestalten.The load limiting systems based on torsion elements are today the most widespread and used systems. The belt force limitation takes place in this case in a mechanical manner in that the torsion element performs a set deformation upon reaching a certain threshold value. However, the force limitation by torsion bars is already implemented in accordance with design and material-related, ie the systems allow only slight variations in their limit level and have very low tolerances in relation to the material. The settings of the characteristic are carried out in coordination with the automobile manufacturer and other system suppliers and are often very expensive. Furthermore, a variable Gurtkraftbegrenzung in the sense that it is adaptable to a particular occupant and thus allows an individualization of the system, not possible. This is primarily due to the fact that due to the structural design, the force limitation allows more or less no gradation and thus variability, but usually only 1- or 2-stage can be formed. Background is the relatively complex combination of different torsion elements and the associated adaptation of the torsional stiffness to achieve a certain level of force. The combination of the different elements requires appropriate control elements or couplings, which make the construction a total of consuming.

Die Auslegung des Systems erfolgt typischerweise auf Personen mit Durchschnittswerten in Körpergröße und Körpermasse sowie deren Sitzposition relativ zum Airbagmodul. Weiterhin ist das oberste Lastbegrenzungsniveau normalerweise an die biomechanischen Grenzwerte älterer Insassen angepasst und motiviert damit deutlich das Individualisierungspotenzial der gesamten Gurtkraftbegrenzung. Typischerweise definieren eben diese Größen eines älteren Menschen diesen Grenzwert, da sie sich an der Knochenstruktur einer 60-jährigen Person ausrichten, welche in der Regel keine größeren Kraftniveaus im Schulter- und Thoraxbereich erträgt. Je nach Crashsituation und Insasse könnte jedoch ein erhöhtes Kraftniveau durchaus zugelassen werden, da jüngere Personen ein deutlich höheres Kraftniveau abbauen können.The System design is typically for people with averages in body size and body mass as well as their seating position relative to the airbag module. Furthermore is the top load limiting level is usually to the biomechanical Adjusted and motivated limit values of older inmates clearly the individualization potential of the entire belt force limit. typically, define just these sizes of an older one People this limit, as they affect the bone structure of a 60-year-old person, which usually no greater strength levels in the shoulder and thorax area he wears. Depending on the crash situation and inmate could However, an increased level of strength to be quite allowed because younger people a much higher level of strength can break down.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufrollen von mindestens einem Gurtband mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass die Bremsanordnung als Trommelbremse ausgeführt ist, die über einen einstellbaren Reibschluss mit der Spindel gekoppelt ist, wobei im Normalfall ein maximaler Reibschluss eingestellt ist. Der wesentliche Vorteil dieser Erfindung liegt in einer beliebig einstellbaren und variablen Gurtkraftbegrenzung auf Basis eines Bremsprinzips bzw. eines reibgesteuerten ”Lös-Prinzips”, welches seine Wirkung an der Spindel entfaltet und damit großflächig angreift. In vorteilhafter Weise ist hierdurch eine variable Gurtkraftbegrenzung möglich, indem aus einem blockierten Zustand der Spindel eine selektiv steuerbare Reduktion der Gurtkraft ermöglicht wird. Dies wird über eine Anpassung der auftretenden Reibungskräfte zwischen Gurtband und Spindel erreicht.The Belt retractor according to the invention or the inventive Method for rolling up at least one webbing with the features of independent claim 1 has in contrast the advantage that the brake assembly designed as a drum brake is that via an adjustable frictional engagement with the spindle coupled, normally set a maximum frictional engagement is. The essential advantage of this invention is arbitrary Adjustable and variable belt force limitation based on a Brake principle or a friction-controlled "release principle", which unfolds its effect on the spindle and thus large area attacks. Advantageously, this is a variable Gurtkraftbegrenzung possible by moving from a locked state of the spindle allows a selectively controllable reduction of the belt force becomes. This will be done by adjusting the frictional forces reached between webbing and spindle.

Erfindungsgemäß wird bei Blockade des Gurtbandes die um einen Drehkörper gelagerte Spindel mit Hilfe des Trommelbremsenprinzips anfänglich gänzlich und später steuerbar in ihrer Drehung gehindert und somit eine Gurtkraftbegrenzung ermöglicht. Dabei wird auf Basis des Trommelbremsenprinzips und entsprechend eingesetzten Reibelementen eine Normalkraft auf die Spindel ausgeübt. Hierdurch wird auf Basis der Reibgesetze durch dem Gurtauszug entgegengesetzte, umfänglich wirkende Reibungskräfte eine steuerbare Bremswirkung erzielt, vergleichbar einer Trommelbremse bei einem Fahrzeug an der Hinterachse. Mittels dieses Prinzips ist es damit möglich ein voll variables und im Idealfall stufenloses Gurtkraftbegrenzungsniveau einzustellen und dieses insbesondere auch während der Fahrt kollisions-, insassen-, innenraum- und fahrsituationsabhängig einzustellen. Bauartbedingt verfugt die Trommelbremse über eine Selbstverstärkung bzw. auch Selbstschwächung, abhängig von der Lagerung der mindestens einen Bremsbacke auf der Spindel bzw. der Kopplung der mindestens einen Bremsbacke mit der Spindel. Je nachdem, ob die Bremsbacke auflaufend oder ablaufend ausgeführt ist, tritt eine Selbstverstärkung oder eine Selbstschwächung ein. Damit lässt sich eine variable Kraftbegrenzung durchführen. Somit muss keine aufwändige elektronische Regelung durchgeführt werden, um wie bei einer selbstverstärkenden Bremse einen Keil vor der Selbstverstärkung zu hemmen, da bauartbedingt bereits eine Selbstverstärkung erfolgt. Ebenfalls von Vorteil sind die geringen Kosten, die bei der Umsetzung des Trommelbremsenprinzips zu erwar ten sind, da hierbei auf Normteile zurückgegriffen werden kann und es sich ohnehin um ein kostengünstiges Bremsprinzip handelt.According to the invention in the case of blockage of the strap, which is mounted around a rotating body Spindle initially with the help of the drum brake principle and later controllably hindered in their rotation and thus allows a belt force limit. It is based on the drum brake principle and friction elements used accordingly a normal force exerted on the spindle. This will open Basis of the friction laws by the belt pullout opposite, circumferential acting frictional forces achieved a controllable braking effect, comparable to a drum brake in a vehicle on the rear axle. By means of this principle, it is thus possible a fully variable and ideally set stepless belt force limit level and this collision, in particular also during the ride, depending on occupant, interior and driving situation. Due to the design of the drum brake has a self-boosting or even self-weakening, depending on the storage the at least one brake shoe on the spindle or the coupling the at least one brake shoe with the spindle. It depends on the brake shoe is running up or running down, occurs self-reinforcement or self-weakening one. This allows a variable force limitation. Thus, no complex electronic control must be performed be like a self-energizing brake one To inhibit wedge from self-reinforcing, because of design already a self-reinforcement takes place. Also beneficial are the low cost involved in implementing the drum brake principle are to be expected, as this fall back on standard parts can be and it is a cost-effective anyway Brake principle is.

Ein weiterer Vorteil ist die hohe Adaptivität die ein derartiges System besitzt, da das Prinzip auf unterschiedliche Spindelformen angewendet werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht somit in vorteilhafter Weise eine Reduktion von Belastungsspitzen insbesondere im Thoraxbereich eines Fahrzeuginsassen und damit einhergehend geringere Verletzungen im Brustbereich. Dies führt letztendlich zur Steigerung der Effektivität eines passiven Rückhaltesystems.One Another advantage is the high degree of adaptivity that such a System possesses, since the principle on different spindle forms can be applied. The solution according to the invention thus allows a reduction in an advantageous manner of load peaks, in particular in the thorax region of a vehicle occupant and concomitantly lower injuries in the chest area. This ultimately leads to an increase in effectiveness a passive restraint system.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen der/des im unabhängigen Patentanspruch 1 bzw. 11 angegebenen Gurtaufrolleinheit bzw. Verfahrens möglich.By those listed in the dependent claims Measures and developments are advantageous improvements the / of the independent claim 1 or 11 specified Belt reel unit or process possible.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Trommelbremse mindestens teilweise in der Spindel angeordnet ist. Hierdurch ergibt sich eine bauraum- und kostensparende Ausführung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit, indem ohnehin vorhandener Bauraum sinnvoll genutzt wird. Ferner ist hierdurch in vorteilhafter Weise eine variable Gurtkraftbegrenzung möglich, indem aus einem blockierten Zustand der Spindel eine selektiv steuerbare Reduktion der Gurtkraft ermöglicht wird. Dies wird über eine Anpassung der innerhalb der Spindel oberflächig auftretenden Reibungskräfte zwischen Gurtband und Spindel erreicht. In vorteilhafter Weise ist die Reibwirkung auf den flächigen Bereich innerhalb der Spindel begrenzt.Especially It is advantageous that the drum brake at least partially in the spindle is arranged. This results in a space- and cost-saving design of the belt retracting unit according to the invention, by making use of existing space anyway. Further This is advantageously a variable Gurtkraftbegrenzung possible by moving from a locked state of the spindle allows a selectively controllable reduction of the belt force becomes. This is done via an adjustment within the spindle superficial frictional forces between Belt and spindle reached. Advantageously, the friction effect limited to the area within the spindle.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit weist die Trommelbremse mindestens eine Bremsbacke auf, welche eine Innenseite der hohlen Spindel beaufschlägt. Vorzugsweise weist die Trommelbremse mehrere Bremsbacken auf, welche die Spindel beaufschlagen. Hierbei werden in der sich drehenden bzw. blockierenden Spindel die an einer Achse der Spindel montierten Bremsbacken an die Innenseite der Spindel kontrolliert angedrückt und steuerbar losgelassen. Wesentlich dabei ist, dass die Bremsbacken über diesen einstellbaren Reibschluss mit der Spindel gekoppelt und damit die Bremsbacken und die Spindel kraftschlüssig miteinander verbunden sind.In an embodiment of the invention Belt retractor unit, the drum brake on at least one brake shoe, which acts on an inside of the hollow spindle. Preferably, the drum brake on a plurality of brake shoes, which act on the spindle. In this case, in the rotating or blocking spindle, the brake shoes mounted on an axis of the spindle are pressed against the inside of the spindle in a controlled manner and released controllably. It is essential that the brake shoes coupled via this adjustable frictional engagement with the spindle and thus the brake shoes and the spindle are non-positively connected.

Bevorzugt weist die mindestens eine Bremsbacke einen Grundkörper, mindestens einen auf dem Grundkörper aufgebrachten Bremsbelag und einen Steller zur Ansteuerung des Grundkörpers auf.Prefers the at least one brake shoe has a main body, at least one brake pad applied to the body and a controller for controlling the base body.

Die Ansteuerung der Trommelbremse bzw. der mindestens einen Bremsbacke kann beispielsweise mechanisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder elektrisch erfolgen.The Control of the drum brake or the at least one brake shoe For example, mechanically and / or pneumatically and / or hydraulically and / or electrically.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit mindestens ein Übertragungselement auf, welches dazu vorgesehen ist, die Bremskraft von einer angesteuerten Bremsbacke auf mindestens eine weitere Bremsbacke zu übertragen.In an advantageous embodiment, the inventive Belt reel unit at least one transmission element, which is intended to the braking force of a controlled Transfer brake shoe to at least one additional brake shoe.

In einer weiteren Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit eine weitere Achse zur drehbaren Lagerung der Trommelbremse auf. Hierdurch ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass eine unabhängige Rotation zwischen Spindel und Bremsanordnung bzw. Trommelbremse erfolgen kann.In a further embodiment, the inventive Belt reel unit a further axis for the rotatable mounting of Drum brake on. This ensures in an advantageous manner that an independent rotation between spindle and brake assembly or drum brake can be done.

In vorteilhafter Weise sind die beiden Achsen über Koppelmittel miteinander koppelbar. Bevorzugt erfolgt die Kopplung über eine Mechanik oder ein Getriebe, wie beispielsweise über eine Rutschkupplung oder ein Zahnrad.In Advantageously, the two axes are via coupling means Coupled with each other. The coupling preferably takes place via a mechanism or a transmission, such as over a slip clutch or a gear.

In vorteilhafter Weise bremst die Trommelbremse außerhalb des Crashfalls und wird während des Crashfalls gelöst. Hieraus ergibt sich ein Reibschluss zwischen Trommelbremse und Spindel und die Trommelbremse dreht mit der Spindel mit. Im Crashfall blockiert die Spindel, wodurch sich die Trommelbremse löst, indem der Reibschluss aufgehoben wird. In vorteilhafter Weise ergibt sich hierdurch mehr Gurtauszug. Durch eine entsprechende Auslegung der Komponenten ist eine gezielte Kraftreduktion erreichbar. Dies bedeutet, dass während der Kollision die Gurtkraft entsprechend abgeschwächt werden kann, ein weiterer Gurtauszug möglich wird und somit eine weitere Vorverlagerung des Insassen erzielt wird.In Advantageously, the drum brake brakes outside of the crash case and will be solved during the crash. This results in a frictional engagement between the drum brake and spindle and the drum brake rotates with the spindle. Blocked in the event of a crash the spindle, causing the drum brake triggers by the frictional connection is canceled. Advantageously results thus more belt pullout. By an appropriate interpretation of Components is a targeted power reduction achievable. This means, that during the collision, the belt force attenuated accordingly can be, another belt extraction is possible and thus a further forward displacement of the occupant is achieved.

Ein bevorzugtes Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 10 weist mindestens eine Gutaufrolleinheit mit mindestens einem Gurtband und mindestens einem in einer Befestigungseinheit gelagerten, korrespondierenden Aufrollmodul mit einer drehbar gelagerten Spindel, auf der das Gurtband aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband wirkende Kraft durch eine Bremsanordnung begrenzbar ist, und wobei die Bremsanordnung als Trommelbremse ausgeführt ist, die über einen einstellbaren Reibschluss mit der Spindel gekoppelt ist, wobei im Normalfall ein maximaler Reibschluss eingestellt ist.One preferred belt system for an occupant protection system in a vehicle having the features of the independent claim 10 has at least one Gutaufrolleinheit with at least one Webbing and at least one stored in a mounting unit, corresponding Aufrollmodul with a rotatably mounted spindle, on which the webbing is rollable, wherein in the event of a crash in The force acting on at least one webbing force by a brake assembly is limited, and wherein the brake assembly designed as a drum brake is that via an adjustable frictional engagement with the spindle coupled, normally set a maximum frictional engagement is.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Gurtsystems für ein Insassenschutzsystem mit einer erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit. 1 shows a schematic block diagram of a belt system for an occupant protection system with a belt retractor according to the invention.

2 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer ersten Ausführungsform. 2 shows a schematic cross-sectional view of the belt retracting unit according to the invention in a first embodiment.

3 zeigt eine schematische Querschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer zweiten Ausführungsform. 3 shows a schematic cross-sectional view of the belt retractor according to the invention in a second embodiment.

4 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in einer zweiten Ausführungsform. 4 shows a schematic longitudinal sectional view of the belt retracting unit according to the invention in a second embodiment.

Ausführungsformen der Erfindungembodiments the invention

Wie aus 1 ersichtlich ist, umfasst ein Gurtsystem für ein Insassenschutzsystem in einem Fahrzeug 34 ein Sensorsystem 36, eine Sensoreinheit 42, ein Steuersystem 38 und mindestens ein Rückhaltemittel, das eine Gurtaufrolleinheit 10 mit Aufrollmodul 16 und korrespondierendem Gurtband 12 umfasst. Über die im Bereich der Gurtaufrolleinheit 10 angeordnete Sensoreinheit 42 ermittelt das Steuersystem 38 die in dem mindestens einen Gurtband 12 wirkende Kraft F. Zusätzlich sensiert das Sensorsystem 36 Informationen über einen Fahrzeuginnenraum, ein Fahrzeugumfeld, einen Aufprall und/oder Fahrzeugdynamikgrößen. Das Steuersystem 38 empfängt die erfassten Informationen vom Sensorsystem 36 und wertet die empfangenen Informationen zur Ermittlung einer aktuellen Fahrsituation aus, wobei das Steuersystem 38 die ermittelte aktuelle Fahrsituation dahin gehend auswertet, ob eine Aktivierung des mindestens einen Rückhaltemittels erforderlich ist oder nicht. Die empfangenen Informationen über Fahrdynamikgrößen in Verbindung mit den Informationen aus dem Fahrzeugumfeld ermöglichen dem Steuersystem 38 eine vorausschauende Ansteuerung von reversiblen Rückhaltemitteln, wenn die Wahrscheinlichkeit für eine mögliche Kollision, wie beispielsweise einen Aufprall auf ein Hindernis, einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt.How out 1 includes a harness system for an occupant protection system in a vehicle 34 a sensor system 36 , a sensor unit 42 , a tax system 38 and at least one retaining means comprising a belt retracting unit 10 with roll-up module 16 and corresponding webbing 12 includes. About in the area of the belt reel unit 10 arranged sensor unit 42 determines the tax system 38 in the at least one webbing 12 acting force F. In addition, the sensor system senses 36 Information about a vehicle interior, a vehicle environment, an impact and / or vehicle dynamics quantities. The tax system 38 receives the collected information from the sensor system 36 and evaluates the received information to determine a current driving situation, the control system 38 evaluates the determined current driving situation to determine whether an activation of the at least one restraint means is required or not. The received informa information on vehicle dynamics in conjunction with the information from the vehicle environment enable the control system 38 a predictive control of reversible restraint means when the probability of a possible collision, such as an impact on an obstacle, exceeds a predetermined threshold.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das mindestens eine Rückhaltemittel als Gurtaufrolleinheit 10 mit mindestens einem Gurtband 12 und mindestens einem korrespondierenden Aufrollmodul 16 ausgeführt, das in einer Befestigungseinheit 44 gelagert ist, wobei natürlich auch weitere Rückhaltemittel wie beispielsweise Airbags und/oder eine Sitzaktuatorik vorhanden sein können. Bei dem Gurtband 12 kann es sich sowohl um ein Schultergurtband als auch um ein Beckengurtband handeln. In 1 ist beispielhaft eine Gurtaufrolleinheit 10 dargestellt, wobei im Fahrzeug 34 in der Regel mehrere Gurtaufrolleinheiten 10 angeordnet sind, da für jeden Gurt im Fahrzeug 34 eine solche erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit 10 vorgesehen wird. Die Funktionsweise der Gurtaufrolleinheit 10 passt sich ohne Probleme in ein bestehendes Rückhaltesystemkonzept bestehend aus Sensorsystem 36, Sensoreinheit 42, Steuersystem 38 und Rückhaltemittel 10, 12 ein.In the illustrated embodiment, the at least one retaining means is as a belt retracting unit 10 with at least one webbing 12 and at least one corresponding roll-up module 16 carried out in a fastening unit 44 is stored, of course, further retaining means such as airbags and / or Sitzaktuatorik can be present. At the webbing 12 it can be either a shoulder strap or a lap belt. In 1 is an example of a belt retractor 10 shown in the vehicle 34 usually several belt retracting units 10 are arranged there for each belt in the vehicle 34 Such a belt retracting unit according to the invention 10 is provided. The operation of the belt retractor 10 adapts without problems in an existing restraint system concept consisting of sensor system 36 , Sensor unit 42 , Control system 38 and retention means 10 . 12 one.

Das in der Befestigungseinheit 44 gelagerte Aufrollmodul 16 besitzt eine in den 2 bis 4 sichtbare, auf einer Achse 14a, 14b drehbar gelagerte Spindel 18a, 18b auf der das Gurtband 12, 12a, 12b aufrollbar ist, wobei eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband 12, 12a, 12b wirkende Kraft F begrenzt wird. Das Aufrollmodul 16 wirkt auf das korrespondierende Gurtband 12, 12a, 12b ein, welches bei einer Kollision, wie beispielsweise einem Front-, Seiten- oder Heckcrash, einem Überschlag usw. eine entsprechende Rückhaltewirkung auf den Insassen ausübt. Zum Messen der im Gurtband 12, 12a, 12b wirkenden Kraft F wird die Sensoreinheit 42 verwendet, welche die aktive Gurtkraft F vorzugsweise kontinuierlich auf Basis eines Hall-Sensor-Prinzips in Kombination mit einem iBolt-Mechanismus erfasst. In herkömmlichen Gurtaufrolleinheiten erfolgt die Messung der Gurtkraft F überwiegend in passiver Form, indem beispielsweise ein Torsionsstab als Basiskomponente eines Gurtkraftbegrenzungsmoduls verwendet wird, welcher über definierte Sollverformungsschwellen ab einem bestimmten Kraftniveau zur Kraftbegrenzung verdreht wird. Dadurch wird letztendlich schon bei der Produktion des Gurtkraftbegrenzungsmoduls eine fest vordefinierte Charakteristik fixiert.That in the attachment unit 44 mounted reeling module 16 owns one in the 2 to 4 visible, on an axis 14a . 14b rotatably mounted spindle 18a . 18b on the webbing 12 . 12a . 12b can be rolled up, one in the event of a crash in the at least one webbing 12 . 12a . 12b acting force F is limited. The roll-up module 16 acts on the corresponding webbing 12 . 12a . 12b a, which in a collision, such as a front, side or rear crash, a rollover, etc. exerts a corresponding retention effect on the occupant. For measuring in the webbing 12 . 12a . 12b acting force F becomes the sensor unit 42 is used, which detects the active belt force F preferably continuously based on a Hall sensor principle in combination with an iBolt mechanism. In conventional belt retraction units, the measurement of the belt force F takes place mainly in passive form, for example by using a torsion bar as the basic component of a belt force limiting module which is rotated over defined set deformation thresholds above a certain force level for force limitation. As a result, a fixed predefined characteristic is finally fixed during the production of the belt force limiting module.

Damit wird die Gurtkraft F nicht explizit bestimmt, sondern zur direkten Reaktion verwendet. Ausgehend von den entsprechenden Verformungen könnte nach Einsatz der Rückhaltemittel nach dem Crash geprüft werden, welche Schwelle erreicht wurde soweit diese Komponenten nicht anderweitig zerstört wurden.In order to the belt force F is not explicitly determined, but to the direct Reaction used. Starting from the corresponding deformations could tested after use of the restraint after the crash which threshold has been reached as far as these components not otherwise destroyed.

Um eine im Crashfall in dem mindestens einen Gurtband 12, 12a, 12b wirkende Kraft F zu begrenzen, ist eine Bremsanordnung 20, 20a, 20b vorgesehen, die in den 2 bis 4 näher dargestellt ist, wobei 2 eine einachsige Ausführung und die 3 und 4 eine zweiachsige Ausführung offenbaren.In the event of a crash in the at least one webbing 12 . 12a . 12b limit acting force F is a brake assembly 20 . 20a . 20b provided in the 2 to 4 is shown in more detail, wherein 2 a uniaxial design and the 3 and 4 reveal a biaxial design.

Erfindungsgemäß ist die Bremsanordnung als Trommelbremse 20, 20a, 20b ausgeführt, die über einen einstellbaren Reibschluss mit der Spindel 18a, 18b gekoppelt ist, wobei im Normalfall ein maximaler Reibschluss eingestellt ist. In den beiden Ausführungsbeispielen ist die Trommelbremse 20, 20a, 20b in der hohlen Spindel 18a, 18b angeordnet.According to the invention, the brake assembly is a drum brake 20 . 20a . 20b executed, via an adjustable frictional engagement with the spindle 18a . 18b is coupled, normally a maximum frictional engagement is set. In the two embodiments, the drum brake 20 . 20a . 20b in the hollow spindle 18a . 18b arranged.

2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit 10a in einer schematischen Querschnittsdarstellung. Hierbei ist die Trommelbremse 20a auf der Achse 14a der Spindel 18a drehbar gelagert. Die 3 und 4 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit 10b, wobei 3 eine schematische Querschnittdarstellung und 4 eine schematische Längsschnittdarstellung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit 10b darstellt. Hierbei ist die Trommelbremse 20b auf einer weiteren Achse 32b drehbar gelagert, welche die Achse 14b der Spindel 18b umgibt. Die beiden Achsen 14b, 32b sind über hier nicht dargestellte Koppelmittel miteinander koppelbar. 2 shows a first embodiment of the invention Gurtaufrolleinheit 10a in a schematic cross-sectional view. Here is the drum brake 20a on the axis 14a the spindle 18a rotatably mounted. The 3 and 4 show a second embodiment of the invention Gurtaufrolleinheit 10b , in which 3 a schematic cross-sectional view and 4 a schematic longitudinal sectional view of the belt retractor according to the invention 10b represents. Here is the drum brake 20b on another axis 32b rotatably mounted, which is the axis 14b the spindle 18b surrounds. The two axes 14b . 32b are coupled to each other via coupling means, not shown here.

Die Trommelbremse 20, 20a, 20b weist zwei Bremsbacken 22a, 22b, 24a, 24b auf, welche eine Innenseite der hohlen Spindel 18a, 18b beaufschlagen. D. h. die Trommelbremse 20, 20a, 20b ist als sogenannte Innenbackenbremse ausgeführt. Jede Bremsbacke 22a, 22b, 24a, 24b weist einen Grundkörper 26a, 26b, 27a, 27b, mindestens einen auf dem Grundkörper 26a, 26b, 27a, 27b aufgebrachten Bremsbelag 28a, 28b, 29a, 29b und einen Steller 40, 40a, 40b zur Ansteuerung des Grundkörpers 26a, 26b, 27a, 27b auf. In den vorliegenden Ausführungsbeispielen besteht der Steller bevorzugt aus steuerbaren Federelementen 40, 40a, 40b. Die Ansteuerung der mindestens einen Bremsbacke 22a, 22b, 24a, 24b kann nicht nur mechanisch, sondern auch pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder elektrisch erfolgen. Insbesondere können die Bremsbacken 22a, 22b, 24a, 24b unabhängig voneinander angesteuert werden. Zusätzlich kann die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit ein hier nicht dargestelltes Übertragungselement aufweisen, welches dazu vorgesehen ist, die Bremskraft von einer angesteuerten Bremsbacke 22a, 22b, 24a, 24b auf mindestens eine weitere Bremsbacke 22a, 22b, 24a, 24b zu übertragen.The drum brake 20 . 20a . 20b has two brake shoes 22a . 22b . 24a . 24b on which an inside of the hollow spindle 18a . 18b apply. Ie. the drum brake 20 . 20a . 20b is designed as a so-called inner shoe brake. Each brake shoe 22a . 22b . 24a . 24b has a basic body 26a . 26b . 27a . 27b , at least one on the base body 26a . 26b . 27a . 27b applied brake pad 28a . 28b . 29a . 29b and a steller 40 . 40a . 40b for controlling the basic body 26a . 26b . 27a . 27b on. In the present embodiments, the actuator preferably consists of controllable spring elements 40 . 40a . 40b , The activation of the at least one brake shoe 22a . 22b . 24a . 24b can be done not only mechanically but also pneumatically and / or hydraulically and / or electrically. In particular, the brake shoes 22a . 22b . 24a . 24b be controlled independently of each other. In addition, the belt retracting unit according to the invention may comprise a transmission element, not shown here, which is provided to the braking force of a controlled brake shoe 22a . 22b . 24a . 24b on at least one other brake shoe 22a . 22b . 24a . 24b transferred to.

Die Steuerung der Trommelbremse 20, 20a, 20b kann in Abhängigkeit eines Signals aus dem Steuersystem 38 erfolgen. Vorzugsweise wird das Steuersystem 38 in Form eines Steuergeräts ausgeführt, das beispielsweise als Airbagsteuergerät ausgeführt ist, wobei auch andere Steuergeräte zur Ansteuerung denkbar sind. Hierbei sieht das Steuersystem 38, wie oben bereits ausgeführt ist, die Erfassung der Gurtkraft F vor, welche hier beispielsweise über die im Bereich der Gurtaufrolleinheit 10, 10a, 10b angeordnete Sensoreinheit 42 erfolgt. Durch einen Auswertealgorithmus wird ein entsprechendes Signal generiert, welches einen Aktuator 30 ansteuert, der die Trommelbremse 20, 20a, 20b und den korrespondierenden Steller 40, 40a, 40b zur Ansteuerung der Trommelbremse 20, 20a, 20b umfasst. Vorzugsweise bietet die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit 10, 10a, 10b die Möglichkeit, nicht nur so wie bisher vor dem Crash bzw. kurz danach, sondern auch während des gesamten Crashverlaufs rückkoppelnd auf die Gurtkraftniveaus einzuwirken.The control of the drum brake 20 . 20a . 20b can depend on a signal from the control system 38 respectively. Preferably, the control system becomes 38 executed in the form of a control unit, which is designed for example as an airbag control unit, with other control devices for control are conceivable. Here is the control system 38 , as already stated above, the detection of the belt force F, which here for example on the in the region of the belt retractor 10 . 10a . 10b arranged sensor unit 42 he follows. By an evaluation algorithm, a corresponding signal is generated, which is an actuator 30 which controls the drum brake 20 . 20a . 20b and the corresponding actuator 40 . 40a . 40b for controlling the drum brake 20 . 20a . 20b includes. The belt retracting unit according to the invention preferably offers 10 . 10a . 10b the possibility not only to act as previously before the crash or shortly thereafter, but also during the entire course of the crash feedback-acting on the belt force levels.

Eine erste mögliche Umsetzung einer Begrenzung der Kraft F sieht das Steuersystem 38 vor, welches vorzugsweise das Airbagsteuergerät ist, in dem Kollisionssignale über das Sensorsystem 36 erfasst und ausgewertet werden. Andere Steuergeräte, welche eine Kollisionserfassung durchführen, können ebenfalls verwendet werden. Weiterhin dienen Signale, die beispielsweise physikalische Größen wie Beschleunigung und/oder Druck und/oder Körperschall und/oder Temperatur repräsentieren, zur Kollisionserfassung und können entsprechend verwendet werden. Zukünftig ist es denkbar, dass Umfeldsensierungssysteme ebenfalls eine drohende Kollision erfassen und entsprechend im Steuergerät 38 je nach erwarteter Kollisionsschwere zur Beurteilung und Ansteuerung von Rückhaltemitteln herangezogen werden. Ebenfalls können andere Fahrzeugsysteme, wie beispielsweise Fahrdynamikregelsysteme entsprechende Information zur Auswertung an das Steuersystem 38 senden. Darüber hinaus können auch Navigationsdaten zur Entscheidungsfindung verwendet werden. Weiterhin können als Eingangssignale auch insassenrelevante Größen herangezogen werden, wie z. B. Gewicht, Alter, Geschlecht oder Größe. Zusätzlich bietet sich die Verarbeitung von innenraumrelevanten Daten an, wie z. B. Sitzposition in Längsrichtung, Sitzlehneneinstellung, Sitzposition des Insassen relativ zum Sitz usw. Außer den oben erwähnten Eingangsdaten dient die gemessene Gurtkraft F als Kerneingangssignal, zumal sich darüber die entsprechenden Gurtkraftniveaus bzw. das Erreichen dieser Gurtkraftniveaus ermitteln lassen.A first possible implementation of a limitation of the force F sees the control system 38 in front of, which is preferably the airbag control unit, in the collision signals via the sensor system 36 recorded and evaluated. Other controllers that perform collision detection may also be used. Furthermore, signals representing physical quantities such as acceleration and / or pressure and / or structure-borne noise and / or temperature are used for collision detection and can be used accordingly. In the future, it is conceivable that environmental sensing systems also detect an imminent collision and accordingly in the control unit 38 Depending on the expected collision severity, it can be used to assess and control restraints. Likewise, other vehicle systems, such as vehicle dynamics control systems corresponding information for evaluation to the control system 38 send. In addition, navigation data can be used for decision-making. Furthermore, as input signals also occupant-relevant variables can be used, such. Weight, age, sex or height. In addition, the processing of interior-relevant data, such. As seat position in the longitudinal direction, seat back adjustment, seating position of the occupant relative to the seat, etc. In addition to the above-mentioned input data, the measured belt force F is used as a core input signal, especially since it can determine the corresponding Gurtkraftniveaus or reaching these Gurtkraftniveaus.

Vor und während der Kollision wird die Gurtkraft F kontinuierlich, beispielsweise mit einer Abtastrate von mindestens 1 bis 2 kHz gemessen und zur Einstellung eines bestimmten Gurtkraftniveaus ein entsprechendes Steuersignal an den Aktuator 30 gesendet. Das Signal kann eine Spannung und/oder eine Information sein, derart, dass ein im Aktuator 30 verwendeter Steller 40, 40a, 40b ein Stellsignal für die Trommelbremse 20, 20a, 20b generiert, die mit einer über das Stellsignal vorgegebenen variablen Kraft auf die Spindel 18a, 18b wirkt.Before and during the collision, the belt force F is measured continuously, for example at a sampling rate of at least 1 to 2 kHz, and for setting a specific belt force level a corresponding control signal to the actuator 30 Posted. The signal may be voltage and / or information such that one in the actuator 30 used actuator 40 . 40a . 40b a control signal for the drum brake 20 . 20a . 20b generated with a predetermined by the control signal variable force on the spindle 18a . 18b acts.

Die erfindungsgemäße Idee, deren Umsetzung und Wirkungsweise ist unter Berücksichtigung der im Gurtband 12, 12a, 12b wirkenden Gurtkraft F und der einstellbaren Reibungskraft F_R und der in den Abbildungen schematisch skizzierten Prinzipien im Folgenden kurz zusammengefasst.The idea of the invention, its implementation and mode of action is taking into account in the webbing 12 . 12a . 12b acting belt force F and the adjustable friction force F _R and the schematically outlined in the figures principles summarized below.

Im Normalbetrieb wird das Gurtband 12, 12a, 12b über eine hier nicht sichtbare Rückzugsfeder von vorzugsweise 10 N angezogen, um den Komfortbetrieb aufrecht zu erhalten. Somit gilt 10 N = F » F_R. Die Spindel 18a, 18b ist somit frei drehbar.In normal operation, the webbing 12 . 12a . 12b tightened over a not visible here return spring of preferably 10 N in order to maintain the comfort mode. Thus, 10 N = F »F _R. The spindle 18a . 18b is thus freely rotatable.

Im Bremsbetrieb ergibt sich eine Beschleunigung in Fahrzeuglängsrichtung > 0.45 g. Das Gurtband 12, 12a, 12b wird auf Basis der Trägheitswirkung, üblicherweise über eine Kugel am Aufrollmodul blockiert. Ein Fahrzeuginsasse verlagert sich dadurch nach vorne und beaufschlagt das Gurtband 12, 12a, 12b mit einer Gurtkraft F welche viel kleiner ist als die Reibungskraft F_R. Somit gilt F « F_R. Damit kann sich die Gurtspindel 18a, 18b nicht mehr um ihre eigene Achse 14a, 14b drehen.In braking mode there is an acceleration in the vehicle's longitudinal direction> 0.45 g. The webbing 12 . 12a . 12b is blocked on the basis of the inertial effect, usually via a ball on the reeling module. A vehicle occupant thereby shifts forward and acts on the webbing 12 . 12a . 12b with a belt force F which is much smaller than the friction force F _R. Thus, F «F _R. This allows the belt spindle 18a . 18b no longer about its own axis 14a . 14b rotate.

Im Crashfall im Initialzustand, der maßgeblich von der Blockade des Gurtbandes 12, 12a, 12b, als auch von der Information, dass eine Kollision stattfindet abhängt, liegen die Bremsbacken 22a, 22b, 24a, 24b weiterhin kraftschlüssig an der Innenwand der Spindel 18a, 18b an. Damit sind die Reibungskräfte F_R bedingt durch den Anpressdruck, d. h. bedingt durch die senkrecht zu einer Umfangsrichtung wirkenden Normalkräfte höher als die anliegende Gurtkraft F durch die Vorverlagerung des Insassen. Es gilt hier also Insassenvorverlagerungskraft F < 4,5 kN = F_R, bei Annahme eines Gurtkraftbegrenzerniveaus von F_R = 4.5 kN. Erst bei Erreichen des Gleichgewichts- bzw. Ungleichgewichtszustan des F_R ≤ F wird die Reibung überwunden und die Spindel 18a, 18b bewegt sich wieder mehr oder weniger unabhängig von dem Grundkörper 26a, 26b, 27a, 27b und den aufgesetzten Bremsbelägen 28a, 28b, 29a, 29b abhängig von der Ansteuerung.In the event of a crash in the initial state, which is largely determined by the blockage of the strap 12 . 12a . 12b , as well as from the information that a collision takes place, are the brake shoes 22a . 22b . 24a . 24b furthermore non-positively on the inner wall of the spindle 18a . 18b at. Thus, the frictional forces F _R due to the contact pressure, that is due to the normal forces acting perpendicular to a circumferential direction higher than the applied belt force F by the forward displacement of the occupant. In this case, occupant forward displacement force F <4.5 kN = F _R applies, assuming a belt force limiter level of F _R = 4.5 kN. Only when the equilibrium or unbalance state of F _R ≦ F is reached, the friction is overcome and the spindle 18a . 18b moves again more or less independent of the main body 26a . 26b . 27a . 27b and the attached brake pads 28a . 28b . 29a . 29b depending on the control.

Im zweiten Ausführungsbeispiel ist die eigentliche Achse 14b der Spindel 18b weiterhin blockiert. Ab diesem Zeitpunkt kann sich die Spindel 18b um die vorzugsweise parallele Achse 32b der Bremsanordnung 20, 20b drehen.In the second embodiment, the actual axis 14b the spindle 18b still blocked. From this point, the spindle can 18b around the preferably parallel axis 32b the brake assembly 20 . 20b rotate.

Steuerungsmöglichkeiten für die Reibungskräfte und damit für die Gurtkraftniveaus bestehen zum Beispiel in den beiden nachfolgend aufgeführten, prinzipiell unterschiedlichen Vorgehen bzw. einer Kombination beider Prinzipien.Control options for the friction forces and thus for the belt force levels exist For example, in the two following, principally different approaches or a combination of both principles.

Ein erstes Prinzip betrifft eine vordefinierte Materialcharakteristik und -aufbau der Reibelemente. Der Kraft-Wegverlauf des Materials ist vorgegeben, beispielsweise auf Basis unterschiedlicher Schichten für unterschiedliche Kraftniveaus. Die Abnutzung des Abriebs bedingt durch den Reibungseffekt kann kraft- und damit verformungsgemäß berechnet werden und zur optimalen Anpassung der entsprechenden Gurtkraftniveaus und des möglichen bzw. erlaubten Gurtauszugs herangezogen werden. Zusätzlich können die Reibelemente je nach Kraftniveau z. B. durch Temperatur usw. vorkonditioniert werden.One The first principle concerns a predefined material characteristic and structure of the friction elements. The force-path of the material is given, for example based on different layers for different strength levels. The wear of the abrasion conditionally Due to the frictional effect can be calculated in terms of force and thus deformation and for optimal adaptation of the corresponding belt force levels and the possible or permitted belt extension used become. In addition, the friction elements can ever according to force level z. B. by temperature, etc. preconditioned.

Ein zweites Prinzip betrifft die durch einen Aktuator kontrollierbaren Federkräfte. Diese Federkräfte wirken normal zur Bewegungsrichtung der Spindel 18a, 18b, welche der Drehachse der Bremsanordnung entspricht, und kontrollieren damit die Reibungskräfte. Hierbei ist der Einsatz eines Materials für die Reibelemente möglich, welches vom Aufbau und der Fertigung einfach ausgestaltet sein könnte.A second principle relates to the spring forces controllable by an actuator. These spring forces act normal to the direction of movement of the spindle 18a . 18b , which corresponds to the axis of rotation of the brake assembly, and thus control the frictional forces. Here, the use of a material for the friction elements is possible, which could be easily configured by the structure and the production.

Die hier für die Reibelemente eingesetzten Materialien sind in Anlehnung an eine Trommelbremse definiert. Dadurch ergeben sich in der Auslegung der Bremse die typischen Abhängigkeiten in den Bremsenkennwerten, die im Wesentlichen von den nachfolgend aufgeführten Komponenten abhängig sind.The here are materials used for the friction elements defined on the basis of a drum brake. This results in the design of the brake the typical dependencies in the brake characteristics, which are essentially the following components are dependent.

Die Bremsenkennwerte sind abhängig vom Reibbeiwert μ_B zwischen Bremsbelag und Spindel, wobei der Reibbeiwert μ_B abhängig ist von der Belagtemperatur, der Relativgeschwindigkeit zwischen Belag und Spindel, der Belagflächenpressung, der Belagart sowie Zusammensetzung und dem Gegenreibwerkstoff, d. h. dem Reibbeiwert der Spindel.The brake characteristics are dependent on the coefficient of friction μ _B between the brake pad and the spindle, the coefficient of friction μ _{B is} dependent on the pad temperature, the relative speed between pad and spindle, the pad surface pressure, the type of padding and composition and the Gegenreibwerkstoff, ie the coefficient of friction of the spindle.

Die Bremsenkennwerte sind ferner abhängig von der Drehrichtung der Spindel hinsichtlich auf- oder ablaufender Bremsbacken, von der Lage der Backenabstützpunkte und der Art der Abstützung, von der Anordnung der Bremsbacken bzw. der Bremsenbauart und vom Belagwinkel sowie der Belagwinkelsymmetrie.The Brake characteristics are also dependent on the direction of rotation the spindle with regard to up or running brake shoes, from the position of the jaw support points and the type of support, from the arrangement of the brake shoes or the brake design and the coating angle and the pad angle symmetry.

Durch eine entsprechende Auslegung der Komponenten ist eine gezielte Kraftreduktion erreichbar. Dies bedeutet, dass während der Kollision die Gurtkraft F entsprechend abgeschwächt werden kann, ein weiterer Gurtauszug möglich wird und somit eine weitere Vorverlagerung des Insassen erzielt wird. Es gilt dabei: Insassenvorverlagerungskraft F > X kN = F_R. Dabei ist X der Wert der die Kraft über einen Steller bzw. den Zustand der Reibelemente in der Gurtaufrolleinheit einstellt. Die Steuerung kann dabei über ein Airbagsteuergerät oder über eine mechanische Stellvorrichtung erfolgen.By appropriate design of the components targeted power reduction can be achieved. This means that during the collision, the belt force F can be attenuated accordingly, a further belt extension is possible and thus a further forward displacement of the occupant is achieved. The following applies: occupant advance force F> X kN = F _R. In this case, X is the value which sets the force via an actuator or the state of the friction elements in the belt retracting unit. The control can be done via an airbag control unit or via a mechanical adjusting device.

Als Trommelbremsenprinzip sind bevorzugt alle gängigen Prinzipien denkbar, wie beispielsweise das Simplex-Bremsenprinzip, das Duplex-Bremsenprinzip, die Duo-Duplex-Bremse, die Servo-Bremse, die Duo-Servo-Bremse, wobei vorzugsweise eine Realisierung des Simplex-Bremsenprinzips oder des Servo-Bremsprinzips anzudenken ist, da hier eine ausreichende Selbstverstärkung bei geringen Kosten durchzuführen ist sowie eine geringe Baugröße erwartet werden kann.When Drum brake principle are preferred all common principles conceivable, such as the simplex brake principle, the duplex brake principle, the duo-duplex brake, the servo-brake, the duo-servo-brake, where preferably a realization of the simplex brake principle or of the servo-brake principle is to be considered, since here is a sufficient To carry out self-reinforcement at low cost is expected as well as a small size can.

Die erfindungsgemäße Gurtaufrolleinheit stellt über die kontinuierlich einstellbare Gurtkraftbegrenzung bzw. die einstellbaren/schaltbaren Gurtkräfte in vorteilhafter Weise ein ideales Feld für die Individualisierung des Insassenschutzes zur Verfügung. Insgesamt können eine entsprechende Ansteuerung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit und deren Kraftbegrenzung in vorteilhafter Weise in Abhängigkeit von der Kollisionssituation und damit von der prognostizierten Crashschwere erfolgen.The Belt retractor according to the invention turns over the continuously adjustable belt force limitation or the adjustable / switchable Belt forces advantageously an ideal field for the individualization of occupant protection available. Overall, a corresponding control of the invention Belt retractor and its power limitation in an advantageous manner depending on the collision situation and thus of the predicted crash severity occur.

Durch die mögliche Individualisierung der erfindungsgemäßen Gurtaufrolleinheit in Bezug auf Alter, Größe, Gewicht, Geschlecht können die Gurtkraftniveaus in vorteilhafter Weise individuell an die Insassen angepasst werden. So kann das Gurtkraftniveau bei leichtgewichtigen Insassen beispielsweise abgesenkt werden, um im Crashfall ein ausreichendes Gurtkraftniveau zur Aktivierung der Gurtkraftbegrenzung und dem damit verbundenen verlängerten Auszug des Gurtbandes zu bewirken. Dadurch können Kraftspitzen im Brust- und Kopfbereich und damit das Verletzungsrisiko auch für leichtgewichtige Insassen reduziert werden. Im Gegenzug kann die erfindungsgemäße Gurtaufrollein heit durch Erhöhen des Gurtkraftniveaus auch an sehr schweren Personen angepasst werden, um eine verfrühte Lösung der Kraftbegrenzung zu verhindern. Dies bewirkt, dass der sehr schwere Insasse nicht zu früh an den Airbag übergeben wird und kein Durchschlagen des Insassen erfolgt.By the possible individualization of the invention Belt reel unit in terms of age, size, Weight, sex can make the belt force levels more favorable Be adapted individually to the occupants. That's how it works For example, the belt force level is lowered for lightweight occupants In order to be able to activate a sufficient belt force level in the event of a crash the belt force limit and the associated extended extension of the webbing to effect. This can force peaks in the chest and head area and thus the risk of injury also for lightweight occupants are reduced. In return, the Gurtaufrollein invention by increasing the Belt force levels can also be adapted to very heavy people, to a premature solution of the force limit too prevent. This causes the very heavy inmate not to is passed to the airbag early and no puncture of the occupant takes place.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4436810 A1 [0010]
DE 102004053305 A1 [0011]
WO 2007/025958 A1 [0012]
EP 1544062 A1 [0013]
- KR 2007030053 [0014]

Claims

Belt reel unit for at least one webbing ( 12 . 12a . 12b ) with at least one corresponding roll-up module ( 16 ) with one on an axis ( 14a . 14b ) rotatably mounted spindle ( 18a . 18b ) on which the webbing ( 12 . 12a . 12b ) is rolled up, wherein in the event of a crash in the at least one webbing ( 12 . 12a . 12b ) acting force (F) by a brake assembly ( 20 . 20a . 20b ) is limited, characterized in that the brake assembly ( 20 . 20a . 20b ) is designed as a drum brake, which via an adjustable frictional engagement with the spindle ( 18a . 18b ) is coupled, normally a maximum frictional engagement is set.

Belt reel unit according to claim 1, characterized in that the drum brake ( 20 . 20a . 20b ) at least partially in the hollow spindle ( 18a . 18b ) is arranged.

Belt reel unit according to claim 1 or 2, characterized in that the drum brake ( 20 . 20a . 20b ) at least one brake shoe ( 22a . 22b . 24a . 24b ) having an inside of the hollow spindle ( 18a . 18b ).

Belt retractor unit according to one of the preceding claims, characterized in that the brake shoe ( 22a . 22b . 24a . 24b ) a basic body ( 26a . 26b . 27a . 27b ), at least one on the base body ( 26a . 26b . 27a . 27b ) applied brake pad ( 28a . 28b . 29a . 29b ) and a controller ( 40 . 40a . 40b ) for controlling the basic body ( 26a . 26b . 27a . 27b ) having.

Belt reel unit according to one of the preceding claims, characterized in that the activation of the at least one brake shoe ( 22a . 22b . 24a . 24b ) mechanically and / or pneumatically and / or hydraulically and / or electrically.

A belt retractor according to one of the preceding claims, characterized by at least one transmission element, which is provided to the braking force of a controlled brake shoe ( 22a . 22b . 24a . 24b ) on at least one further brake shoe ( 22a . 22b . 24a . 24b ) transferred to.

Belt reel unit according to one of the preceding claims, characterized by a further axis ( 32b ) for rotatably supporting the drum brake ( 20 . 20b ).

Belt reel unit according to claim 7, characterized in that the two axes ( 14b . 32b ) are coupled to each other via coupling means.

Belt reel unit according to one of the preceding claims, characterized in that the drum brake ( 20 . 20a . 20b ) is released during a crash.

Belt system for an occupant protection system in a vehicle with at least one belt retracting unit ( 10 . 10a . 10b ) according to one of claims 1 to 10.

Method for rolling up at least one webbing ( 12 . 12a . 12b ), which is on one axis ( 14a . 14b ) rotatably mounted spindle ( 18a . 18b ) is rolled up, wherein in the event of a crash in the at least one webbing ( 12 . 12a . 12b ) acting force (F) by a brake assembly ( 20 . 20a . 20b ) is limited, characterized in that the brake assembly ( 20 . 20a . 20b ) is carried out as a drum brake, which via an adjustable frictional engagement with the spindle ( 18a . 18b ) is coupled, normally a maximum frictional engagement is set.