DE29718659U1 - Force limiter for a vehicle occupant restraint system - Google Patents
Force limiter for a vehicle occupant restraint systemInfo
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21. Oktober 199721 October 1997
TRW Occupant Restraint Systems GmbH
Industriestraße 20
D-73551 AlfdorfTRW Occupant Restraint Systems GmbH
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Unser Zeichen: T 8286 DE
Kl/sc/ru
10 Our reference: T 8286 DE
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Kraftbegrenzer für ein Fahrzeuginsassen-RückhaltesystemForce limiter for a vehicle occupant restraint system
Die Erfindung betrifft einen Kraftbegrenzer für ein Fahrzeug-Insassen-Rückhaltesystem, mit einem Rohr, und einem in dem Rohr verschiebbar angeordneten Kolbenelement, das mit einem Zug- oder Schubmittel verbunden ist und an seiner radialen Außenseite wenigstens eine Rampenfläche hat, und mit mehreren Wälzkörpern, die beim Verlagern des Kolbenelements in der Wirkrichtung des Kraftbegrenzers an der Rampenfläche entlang bis zu einem Anschlag am Kolbenelement wandern und radial nach außen in eine Wandung gedrückt werden und diese plastisch verformen.The invention relates to a force limiter for a vehicle occupant restraint system, with a tube, and a piston element which is arranged displaceably in the tube and which is connected to a pulling or pushing means and has at least one ramp surface on its radial outer side, and with several rolling elements which, when the piston element is displaced in the direction of action of the force limiter, move along the ramp surface up to a stop on the piston element and are pressed radially outwards into a wall and plastically deform it.
Ein derartiger Kraftbegrenzer ist aus der DE42 06 117 C2 bekannt.Such a force limiter is known from DE42 06 117 C2.
Ein Kraftbegrenzer hat die Aufgabe, Belastungsspitzen in einem Sicherheitsgurtsystem während der Vorwärtsverlagerung eines Fahrzeuginsassen bei einem Fahrzeugaufprall abzubauen. Besonders wirksam ist der Einsatz eines solchen Kraftbegrenzers in Kombination mit einem Gurtstraffer, der die Gurtlose beseitigt, bevor die Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen beginnt.The purpose of a force limiter is to reduce peak loads in a seat belt system during the forward displacement of a vehicle occupant in the event of a vehicle impact. The use of such a force limiter is particularly effective in combination with a belt tensioner, which eliminates the slack in the belt before the vehicle occupant begins to move forward.
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Bei den bisherigen Kraftbegrenzera ist der Verlauf über die Wegstrecke nur in sehr groben Grenzen vorbestimmbar.With the previous force limiters, the course over the distance can only be predetermined within very rough limits.
Die Erfindung schafft einen Kraftbegrenzer, bei dem der durch den Begrenzer erzielbare Kraftverlauf in sehr engen Grenzen vorbestimmbar wird, ohne daß dies auf Kosten eines wesentlich erhöhten Fertigungsaufwandes gehen würde. Dies wird bei einem Kraftbegrenzer der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß wenigstens zwei Drittel sämtlicher Wälzkörper bei einer auf den Kraftbegrenzer aufgebrachten Kraft in Wirkrichtung zwischen 3000 und 12000 N an dem Anschlag anliegen. Während es bei den bisherigen Kraftbegrenzern meist zu überhaupt keiner Anlage der Wälzkörper am Anschlag kam, ist beim erfindungsgemäßen Kraftbegrenzer bereits ein Berühren des Anschlags bei relativ geringen Kräften vorgesehen. Durch die dadurch definierte Lage der meisten, vorzugsweise alier Wälzkörper bereits in der Anfangsphase der Bewegung läßt sich der Kraftverlauf exakter vorbestimmen. Beim Stand der Technik ist zwar theoretisch ein Anliegen der Wälzkörper am Anschlag gezeigt, nicht jedoch wann, das heißt bei welcher Kraft die Wälzkörper an diesem Anschlag anliegen. In der Praxis war es vielmehr üblich, daß die Wälzkörper überhaupt nicht oder erst bei extrem hohen Kräften den Anschlag berührten, im übrigen jedoch mehr oder weniger weit auf der Rampenfläche radial nach außen wanderten. Durch diese Undefinierte Lage auf der Rampenfläche ließ sich auch die übertragene Kraft nicht exakt vorbestimmen. Die Wälzkörper konnten sich damit teilweise zu tief nach außen in die Wandung bohren, so daß eine zu hohe Kraft zwischen Zug- oder Schubmittel und Rohr übertragen wurde.The invention creates a force limiter in which the force curve achievable by the limiter can be predetermined within very narrow limits, without this being at the expense of significantly increased manufacturing costs. This is achieved in a force limiter of the type mentioned at the beginning by at least two thirds of all rolling elements resting on the stop when a force of between 3000 and 12000 N is applied to the force limiter in the direction of action. While with previous force limiters the rolling elements usually did not touch the stop at all, the force limiter according to the invention provides for contact with the stop even with relatively low forces. The position of most, preferably all, rolling elements defined in this way already in the initial phase of the movement allows the force curve to be more precisely predetermined. In the prior art, it is theoretically shown that the rolling elements rest on the stop, but not when, i.e. at what force, the rolling elements rest on this stop. In practice, it was more common for the rolling elements not to touch the stop at all or only to do so under extremely high forces, but otherwise to move more or less radially outwards on the ramp surface. Due to this undefined position on the ramp surface, the transmitted force could not be precisely determined. The rolling elements could therefore sometimes drill too deeply outwards into the wall, so that too much force was transmitted between the traction or thrust means and the pipe.
Vorzugsweise liegen zwei Drittel der Wälzkörper bereits bei einer Kraft in Wirkrichtung zwischen 3000 und 7000 N an dem Anschlag an, wenn der Kraftbegrenzer mit einem Gurtaufroller oder einem Beschlag zur Befestigung eines Gurtbandendes verbunden ist. Daß es möglich ist, bereits bei solch relativ niederigen Kräften eine Verschiebung der Wälzkörper bis zum Anschlag zu erreichen, ist nur durch eine optimale Abstimmung zwischen den Oberflächenbeschaffenheiten von Rampenfläche und Innenseite der Wandung, den Härten von Wandung, Wälzkörpern und Rampenfläche sowie durch eine Abstimmung zwischen dem Winkel der Rampenfläche gegenüber der axialen Richtung sowie der Gleit- oder Rollreibung möglich. Wenn der Kraftbegrenzer mit einem GurtschloßPreferably, two thirds of the rolling elements are already in contact with the stop at a force in the direction of action of between 3000 and 7000 N, if the force limiter is connected to a belt retractor or a fitting for fastening one end of the belt. The fact that it is possible to achieve a displacement of the rolling elements up to the stop even with such relatively low forces is only possible through an optimal coordination between the surface properties of the ramp surface and the inside of the wall, the hardness of the wall, rolling elements and ramp surface, as well as through a coordination between the angle of the ramp surface in relation to the axial direction and the sliding or rolling friction. If the force limiter is connected to a belt buckle
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verbunden ist, liegen wenigstens zwei Drittel aller Wälzkörper bei einer auf ihn aufgebrachten Kraft in Wirkrichtung zwischen 6000 und 12000 N am Anschlag an.is connected, at least two thirds of all rolling elements rest against the stop when a force of between 6000 and 12000 N is applied to them in the direction of action.
Vorzugsweise ist die Rampenfläche in einem Winkel von wengier als 7° gegenüber der axialen Richtung geneigt, also relativ flach. Sie besitzt ferner gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine glatte Oberfläche mit einer Rauhigkeit von kleiner Rz 7.Preferably, the ramp surface is inclined at an angle of less than 7° to the axial direction, i.e. relatively flat. According to the preferred embodiment, it also has a smooth surface with a roughness of less than Rz 7.
Um die Gleit- oder Rollreibung zwischen Wälzkörper und Rampenfläche zu verringern, kann die Rampenfläche mit einem Gleitmittel beschichtet sein.In order to reduce the sliding or rolling friction between the rolling element and the ramp surface, the ramp surface can be coated with a lubricant.
Es hat sich herausgestellt, daß ein zu tiefes Eindringen der Wälzkörper in die Wandung die Vorbestimmbarkeit des Kraftverlaufs erschwert. Deshalb ist gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen, daß die Wälzkörper bei Anlage am Anschlag mit weniger als einem Fünftel ihres Durchmessers in die Wandung eindringen.It has been found that if the rolling elements penetrate too deeply into the wall, it makes it difficult to predetermine the force curve. Therefore, one design provides that the rolling elements penetrate the wall with less than a fifth of their diameter when they come into contact with the stop.
Ferner weist der Kraftbegrenzer einen Endanschlag auf, ab dessen Erreichen das Kolbenelement keine Relativbewegung mehr zum Rohr durchführt. Vor Erreichen des Endanschlags läßt der Kraftbegrenzer eine Maximalkraft von weniger als 18000 N zu. Die bislang bekannten Kraftbegrenzer lassen deutlich höhere Maximalkräfte zu, was jedoch zu hohen Belastungen des Fahrzeuginsassen führen kann.The force limiter also has an end stop, after which the piston element no longer moves relative to the tube. Before the end stop is reached, the force limiter allows a maximum force of less than 18,000 N. The force limiters known to date allow significantly higher maximum forces, but this can lead to high stress on the vehicle occupants.
Im übrigen kann die plastisch zu verformende Wandung, in die die Wälzkörper eindringen, das Rohr selbst sein oder im Rohr vorgesehene, eingelegte Ringe.Furthermore, the wall to be plastically deformed into which the rolling elements penetrate can be the tube itself or rings inserted in the tube.
Damit die Lage der Wälzkörper bei Berührung am Anschlag noch exakter definiert wird und um ein sogenanntes "Überfahren" des Anschlags durch einzelne Wälzkörper zu verhindern, hat der Anschlag einen Fortsatz, der in Wirkrichtung überkragt und sich radial außerhalb desjenigen Punktes des Wälzkörpers erstreckt, der am weitesten entgegengesetzt zur Wirkrichtung liegt. Damit werden die Wälzkörper auch in radialer Richtung gesichert.In order to define the position of the rolling elements even more precisely when they touch the stop and to prevent individual rolling elements from "overrunning" the stop, the stop has an extension that projects in the direction of action and extends radially outside the point on the rolling element that is furthest away from the direction of action. This also secures the rolling elements in the radial direction.
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Der Anschlag samt Fortsatz ist im wesentlichen der Form des Wälzkörpers, gesehen in einem Längsschnitt, angepaßt. Die Oberfläche der Rampenfläche geht, ebenfalls im Längsschnitt gesehen, kontinuierlich in die Oberfläche des Fortsatzes über, so daß keine Kanten oder Stufen vorhanden sind.The stop and extension are essentially adapted to the shape of the rolling element, seen in a longitudinal section. The surface of the ramp surface, also seen in a longitudinal section, merges continuously into the surface of the extension, so that there are no edges or steps.
Durch den Kraftbegrenzer soll erreicht werden, daß die Kraft auf den Fahrzeuginsassen im Rückhaltefall nicht allzu hoch wird, wobei jedoch eine ausreichende Rückhaltewirkung gewährleistet sein muß. Beim erfindungsgemäßen Kraftbegrenzer ist hierzu vorgesehen, daß die durch ihn übertragene Kraft bis zum Erreichen eines anfänglichen Maximums steigt. Anschließend jedoch bleibt die durch ihn übertragene Kraft entweder konstant oder fällt sogar ab, bis sie schließlich wieder gegen Ende des Verschiebeweges des Kolbenelements, ansteigt. Dieser Verlauf der Kraft über den Verschiebeweg des Kolbenelements hat sich als "insassenschonend" herausgestellt.The force limiter is intended to ensure that the force on the vehicle occupant does not become too high when restrained, but that a sufficient restraining effect is ensured. The force limiter according to the invention is designed to increase the force transmitted by it until it reaches an initial maximum. However, the force transmitted by it then either remains constant or even decreases until it finally increases again towards the end of the piston element's displacement path. This progression of the force over the piston element's displacement path has proven to be "passenger-friendly".
Vor Erreichen des anfänglichen Maximums liegen vorzugsweise alle Wälzkörper am Anschlag an.
20Before the initial maximum is reached, all rolling elements preferably rest against the stop.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den nachfolgenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description and from the following drawings, to which reference is made. In the drawings:
- Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Gurtstraffer mit einem integrierten, erfindungsgemäßen Kraftbegrenzer gemäß einer ersten Ausführungsform,- Figure 1 shows a longitudinal section through a belt tensioner with an integrated force limiter according to the invention according to a first embodiment,
- Figur 2 nur das Rohr des Gurtstraffer gemäß einer zweiten Ausführungsform, in das aneinandergrenzende Ringe eingelegt sind,- Figure 2 only the tube of the belt tensioner according to a second embodiment, into which adjacent rings are inserted,
- Figur 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines in die Wandung des Rohres teilweise eingedrückten Wälzkörpers im gesperrten Zustand,- Figure 3 is an enlarged sectional view of a rolling element partially pressed into the wall of the pipe in the locked state,
- Figur 4 ein Kraft-Weg-Diagramm gemäß der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftbegrenzers,- Figure 4 shows a force-displacement diagram according to the first embodiment of the force limiter according to the invention,
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- Figur 5 ein Kraft-Weg-Diagramm gemäß der zweiten Ausfühningsform des erfindungsgemäßen Kraftbegrenzers,- Figure 5 shows a force-displacement diagram according to the second embodiment of the force limiter according to the invention,
- Figur 6 ein Kraft-Weg-Diagramm gemäß einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftbegrenzers,- Figure 6 shows a force-displacement diagram according to a third embodiment of the force limiter according to the invention,
- Figur 7 ein Kraft-Weg-Diagramm gemäß einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kraftbegrenzers, und- Figure 7 shows a force-displacement diagram according to a fourth embodiment of the force limiter according to the invention, and
- Figur 8 ein Kraft-Weg-Diagramm gemäß einer fünften Ausführungsform des erfmdungsgemäßen Kraftbegrenzers.- Figure 8 shows a force-displacement diagram according to a fifth embodiment of the force limiter according to the invention.
In Figur 1 ist ein pyrotechnischer Gurtstraffer, genauer gesagt ein Schloßstraffer gezeigt. Der Aufbau des Kraftbegrenzers ist aber im wesentlichen identisch zu einem mit einem Gurtaufroller oder einem Beschlag zum Befestigen eines Endes eines Gurtes verbundenen Kraftbegrenzer. Der gezeigte Kraftbegrenzer hat einen Kolben-Zylinder-Antrieb. In den Gurtstraffer ist ein Kraftbegrenzer integriert. Dieser besteht aus einem Rohr 3, welches auch den Zylinder des Gurtstraffers bildet, und einem darin verschiebbar angeordneten Kolbenelement 5, das den Kolben des Gurtstraffers bildet. Ein Zugmittel 7 verbindet das Kolbenelement 5 mit dem angedeuteten Gurtschloß 9. Die Außenoberfläche des in Figur 1 gezeigten unteren Abschnitts des Kolbenelements 5 ist konisch ausgeführt zur Bildung einer Rampenfläche 11, auf der über den Umfang verteilt mehrere Wälzkörper in Form von Kugeln anliegen. In Figur 1 ist der Gurtstraffer nach erfolgter Straffung zu einem Zeitpunkt dargestellt, da der Insasse sich nach vorn verlagert und eine hohe Zugkraft auf den Gurt aufbringt. Dadurch verschiebt sich das Kolbenelement 5 in eine Bewegungsrichtung, auch Wirkrichtung des Kraftbegrenzers genannt, die durch den Pfeil angedeutet ist und die entgegengesetzt zur Straffrichtung ist. Bei diesem Bewegen des Kolbenelements 5 in Pfeilrichtung wandern die Wälzkörper 13 auf der Rampenfläche 11 bis zum Auftreffen auf einen Anschlag 15. Dabei werden die Wälzkörper 13 radial nach außen in die Wandung des Rohres 3 gedrückt und verformen diese plastisch, wodurch Energie abgebaut wird.Figure 1 shows a pyrotechnic belt tensioner, or more precisely a buckle tensioner. The structure of the force limiter is, however, essentially identical to a force limiter connected to a belt retractor or a fitting for fastening one end of a belt. The force limiter shown has a piston-cylinder drive. A force limiter is integrated into the belt tensioner. This consists of a tube 3, which also forms the cylinder of the belt tensioner, and a piston element 5 arranged to be displaceable therein, which forms the piston of the belt tensioner. A traction device 7 connects the piston element 5 to the indicated belt buckle 9. The outer surface of the lower section of the piston element 5 shown in Figure 1 is conical to form a ramp surface 11, on which several rolling elements in the form of balls rest distributed over the circumference. In Figure 1, the belt tensioner is shown after it has been tightened at a point in time when the passenger moves forward and applies a high tensile force to the belt. This causes the piston element 5 to move in a direction of movement, also known as the direction of action of the force limiter, which is indicated by the arrow and is opposite to the tightening direction. When the piston element 5 moves in the direction of the arrow, the rolling elements 13 move along the ramp surface 11 until they hit a stop 15. The rolling elements 13 are pressed radially outward into the wall of the tube 3 and deform it plastically, thereby dissipating energy.
Wie Figur 1 zu entnehmen ist, ist die Wandung nach unten hin relativ dick und nimmt nach oben hin ab, bis schließlich eine Einbuchtung 17 mit hoher Wandungsstärke vorhanden ist. Da eine dickere Wandung der plastischen Verformung mehr Widerstand entgegensetzt als eine dünne Wandung, kann über den Verlauf der Dicke der Wandung auch der Verlauf der zwischen dem Kolbenelement 5 und dem Rohr 3 übertragenen Kraft, die die Rückhaltekraft bildet, relativ exakt vorbestimmt werden. Aufgrund des in Figur 1 dargestellten Verlaufs der Wandung 3 ist anfangs eine hohe Rückhaltekraft vorgesehen, die abnimmt, bis schließlich bei Erreichen der Einbuchtung 17 eine Art Anschlag vorhanden ist, so daß keine weitere Verlagerung des Kolbenelements 5 mehr möglich ist.As can be seen from Figure 1, the wall is relatively thick towards the bottom and decreases towards the top until finally an indentation 17 with a high wall thickness is present. Since a thicker wall offers more resistance to plastic deformation than a thin wall, the course of the force transmitted between the piston element 5 and the tube 3, which forms the retaining force, can be predetermined relatively precisely via the course of the thickness of the wall. Due to the course of the wall 3 shown in Figure 1, a high retaining force is initially provided, which decreases until finally a type of stop is present when the indentation 17 is reached, so that no further displacement of the piston element 5 is possible.
Der entsprechende Kurvenverlauf ist in Figur 4 dargestellt, wobei man dieser Kurve entnehmen kann, daß nach einem Ansteigen der Rückhaltekraft bis zu einem ersten Maximum von weniger als 10000 N auf etwa 6000 N abfällt, bis bei zurückgelegtem Weg Si der Anschlag in Form der Einbuchtung 17 von den Wälzkörpern 13 erreicht wird. Dieser Punkt wird jedoch nur im praktischen Zugtest, nicht im eingebauten Zustand erreicht, da z.B. ein Gassack oder Verformungsarbeit im Knautschzonenbereich eine Verlagerung von diesem Ausmaß verhindern sollte. Bereits während der Anstiegsphase bis zu Erreichen des ersten Maximums wandern zwei Drittel aller Wälzkörper 13 bis zur Anlage an den Anschlag 15.The corresponding curve is shown in Figure 4, from which it can be seen that after an increase in the restraining force up to a first maximum of less than 10,000 N, it drops to around 6,000 N until the stop in the form of the indentation 17 is reached by the rolling elements 13 after the distance Si has been covered. However, this point is only reached in the practical tensile test, not in the installed state, since, for example, a gas bag or deformation work in the crumple zone area should prevent a displacement of this magnitude. Even during the increase phase until the first maximum is reached, two thirds of all rolling elements 13 move until they come into contact with the stop 15.
Zusätzlich zu der unterschiedlichen Wanddicke kann auch ein abschnittsweises Härten der Wandung den Kurvenverlauf beeinflussen. Beispielsweise kann das Rohr 3 durch sogenanntes Laserhärten in bestimmten Bereichen, beispielsweise im unteren Bereich gehärtet oder wärmebehandelt werden, so daß in diesem Bereich die Wandung der plastischen Verformung einen hohen Widerstand entgegensetzt und eine hohe Rückhaltekraft erzielt wird. Durch dieses gezielte, bereichsweise Härten ist es auch möglich, ein Rohr mit gleichbleibender Wandstärke vorzusehen und dennoch eine nicht konstante Rückhaltekraft über den Weg zu erreichen.In addition to the different wall thicknesses, hardening the wall in sections can also influence the curve. For example, the pipe 3 can be hardened or heat-treated in certain areas, for example in the lower area, by so-called laser hardening, so that in this area the wall offers a high resistance to plastic deformation and a high retention force is achieved. Through this targeted, area-by-area hardening, it is also possible to provide a pipe with a constant wall thickness and yet achieve a non-constant retention force over the path.
Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform wird der Kraftverlauf nicht durch Veränderung der Rohrgeometrie oder Härte desIn the embodiment shown in Figure 2, the force curve is not influenced by changing the pipe geometry or hardness of the
»St*»St*
• ff• ff
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Rohres gesteuert, sondern durch unterschiedlich harte, in das Rohr 3 eingelegte Ringe 19, 21 und 23, welche aneinandergrenzen. Der Ring 19, welcher bei der Nachvornverlagerung des Insassen zuerst deformiert wird, ist am härtesten und der sich daran anschließende Ring 21 am weichsten.tube, but by rings 19, 21 and 23 of varying hardness, inserted into the tube 3, which are adjacent to one another. The ring 19, which is deformed first when the occupant is moved forward, is the hardest and the ring 21 following it is the softest.
Darüber hinaus ist es auch möglich, die Ringe 19, 21 und 23 außenseitig
auf das Rohr aufzuschrumpfen, um die Elastizität des Rohres 3 zu verändern.
10In addition, it is also possible to shrink the rings 19, 21 and 23 onto the outside of the tube in order to change the elasticity of the tube 3.
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Damit verhindert wird, daß die Wälzkörper 13 zu weit radial nach außen gedrängt werden und ggf. sogar den Anschlag 15 überfahren, hat der Absatz einen einstückig an ihm angeformten Fortsatz 25. Der Fortsatz 25 sorgt dafür, daß die Wälzkörper 13 in der in Figur 3 gezeigten, verriegelten Stellung auf der Rampenfläche 11 lagefixiert bei Kraftaufbringungen in Pfeilrichtung sowohl in axialer als auch in radialer Richtung sind. Hierzu kragt der Fortsatz 25 in Bewegungsrichtung radial außerhalb des Punktes 27 des Wälzkörpers, der am weitesten entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung liegt, aus.In order to prevent the rolling elements 13 from being pushed too far radially outwards and possibly even overrunning the stop 15, the shoulder has an extension 25 formed integrally on it. The extension 25 ensures that the rolling elements 13 are fixed in position on the ramp surface 11 in the locked position shown in Figure 3 when forces are applied in the direction of the arrow in both the axial and radial directions. To this end, the extension 25 projects radially in the direction of movement outside the point 27 of the rolling element that is furthest opposite to the direction of movement.
Wie Figur 3 zu entnehmen ist, ist zur optimalen Lagefixierung der Wälzkörper 13 der Anschlag 15 samt Fortsatz 25 an die Form des Wälzkörpers 13, im Längsschnitt gesehen, angepaßt. Auch der Winkel a der Rampenfläche zur axialen Richtung beeinflußt den Kurvenverlauf und die Bewegung der Wälzkörper 13 auf der Rampenfläche 11. Der Winkel a zwischen der Rampenfläche und der axialen Richtung beträgt weniger als 7°. Die Rampenfläche ist zudem mit einem Gleitmittel beschichtet, um die Verlagerung der Wälzkörper 13 auf ihm zu erleichtern. Mit H ist der axiale Abstand zwischen dem maximal überkragenden Punkt des Fortsatzes 25 zu dem Punkt 27 bezeichnet. Das Maß X gibt die maximale Eindringtiefe des Wälzkörpers 13 in die Wandung des Rohres 3, das Maß Y den radialen Abstand zwischen dem radial äußersten Punkt des Fortsatzes 25 und dem Punkt 27 und das Maß Z die Spaltbreite zwischen dem Fortsatz 25 und der nicht deformierten Innenseite des Rohres 3 an.As can be seen from Figure 3, the stop 15 including the extension 25 is adapted to the shape of the rolling element 13, seen in longitudinal section, for optimal position fixing of the rolling elements 13. The angle a of the ramp surface to the axial direction also influences the curve and the movement of the rolling elements 13 on the ramp surface 11. The angle a between the ramp surface and the axial direction is less than 7°. The ramp surface is also coated with a lubricant to facilitate the displacement of the rolling elements 13 on it. H denotes the axial distance between the maximum overhanging point of the extension 25 and the point 27. The dimension X indicates the maximum penetration depth of the rolling element 13 into the wall of the tube 3, the dimension Y the radial distance between the radially outermost point of the extension 25 and the point 27 and the dimension Z the gap width between the extension 25 and the non-deformed inside of the tube 3.
Das Maß X beträgt weniger als etwa ein Fünftel des Durchmessers des Wälzkörpers, und die Oberflächen, an denen die Wälzkörper anliegen, haben eine Rauhigkeit von weniger als Rz 7.The dimension X is less than approximately one fifth of the diameter of the rolling element and the surfaces against which the rolling elements are in contact have a roughness of less than Rz 7.
Durch die zuvor beschriebene Geometrie und Oberflächengestaltung wird der Verlauf der Rückhaltekraft in engen Grenzen vorbestimmbar.Due to the geometry and surface design described above, the course of the retaining force can be predetermined within narrow limits.
In den Figuren 5 bis 8 sind verschiedene Kraft-Weg-Verläufe gezeigt, die durch unterschiedliche Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kraftbegrenzers erreicht werden. Es gibt keinen stets optimalen Kraft-Weg-Verlauf, vielmehr muß dieser Verlauf an die spezifischen Kraftfahrzeugparameter (Energieabbau durch Deformation des Vorbaues durch weiche oder harte Karosse, Insassenschutz mit oder ohne Airbag, Vorhandensein eines Gurtstraf fers und dergleichen) abgestimmt werden.Figures 5 to 8 show various force-displacement curves, which are achieved by different embodiments of the force limiter according to the invention. There is no always optimal force-displacement curve, rather this curve must be adapted to the specific vehicle parameters (energy dissipation through deformation of the front end due to soft or hard bodywork, occupant protection with or without airbag, presence of a belt tensioner and the like).
Mit AK ist bei jeder Ausführungsform das anfängliche Kraftmaximum bezeichnet, ab dem eine deutliche Steigungsänderung auftritt.In each embodiment, AK designates the initial force maximum at which a significant change in gradient occurs.
Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform wird das Kraftmaximum AK bereits bei 5000 N erreicht, wie dem zugehörigen Kraft-Weg-Diagramm nach Figur 5 zu entnehmen ist. Anschließend wird durch den Kraftbegrenzer einer konstante Rückhaltekraft erzielt, bis bei Erreichen des Punktes Si ein steiler Anstieg der Rückhaltekraft folgt.In the embodiment shown in Figure 2, the maximum force AK is already reached at 5000 N, as can be seen from the associated force-displacement diagram in Figure 5. A constant restraining force is then achieved by the force limiter until a steep increase in the restraining force follows when the point Si is reached.
Der Verlauf des Kraftbegrenzers nach Figur 6 unterscheidet sich von dem nach Figur 5 durch ein Abfallen der Kurve nach Erreichen des Kraftmaximums AK, welches über 5000 N liegt. Nach einer Verlagerung des Kolbenelementes um den Weg So steigt die Kraft wieder geringfügig und bei Erreichen des Punktes Sj stark an.The course of the force limiter according to Figure 6 differs from that according to Figure 5 in that the curve drops after reaching the maximum force AK, which is above 5000 N. After the piston element has been displaced by the distance So, the force increases again slightly and increases sharply when the point Sj is reached.
Bei der in Figur 7 dargestellten Ausführungsform weist die Kurve nach Erreichen des Punktes AK eine geringere Steigung als zuvor auf,
bevor sie bei Erreichen des Punktes Sl stark ansteigt.
30In the embodiment shown in Figure 7, the curve has a lower gradient after reaching the point AK than before, before it rises sharply upon reaching the point Sl.
30
Bei der in Figur 8 dargestellten Ausführungsform wiederum bleibt die Kraft nach Erreichen des Punktes AK zuerst konstant, bevor sie ab Erreichen des Punktes So steiler ansteigt.In the embodiment shown in Figure 8, the force initially remains constant after reaching the point AK, before increasing more steeply after reaching the point So.
Bei allen Kurven ist jedoch zu erkennen, daß die Rückhaltekraft vor Erreichen des Punktes Si, d.h. des Endanschlags, kleiner als 18000 N ist.However, all curves show that the retaining force before reaching point Si, i.e. the end stop, is less than 18000 N.
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Der Endanschlag kann im übrigen nicht nur durch die in Figur 1The end stop can be adjusted not only by the position shown in Figure 1
dargestellte Einbuchtung 17 gebildet sein, sondern zum Beispiel auch durch das Außengehäuse des sich im Inneren des Rohres befindlichen Gasgenerators 41 oder die Stirnwand 43 des Rohres 3, durch die sich das Zugmittel 7 erstreckt.shown indentation 17, but also, for example, by the outer casing of the gas generator 41 located inside the tube or the end wall 43 of the tube 3, through which the traction means 7 extends.
Claims (15)
Industriestraße 20
D-73551 AlfdorfTRW Occupant Restraint Systems GmbH
Industriestrasse 20
D-73551 Alfdorf
KI/sc
10 Our reference: T 8286 DE
KI/sc
10
35between 3000 and 7000 N at least two thirds of all rolling elements (13) rest against the stop (15) and that the force limiter is connected to a belt retractor or a fitting for fastening one end of the belt.
35
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29718659U DE29718659U1 (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Force limiter for a vehicle occupant restraint system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29718659U DE29718659U1 (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Force limiter for a vehicle occupant restraint system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29718659U1 true DE29718659U1 (en) | 1998-02-19 |
Family
ID=8047511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29718659U Expired - Lifetime DE29718659U1 (en) | 1997-10-21 | 1997-10-21 | Force limiter for a vehicle occupant restraint system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29718659U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006053563A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | Daimler Ag | Belt tensioner for a safety belt system |
| US11021131B2 (en) * | 2017-01-23 | 2021-06-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Safety belt device for a vehicle |
-
1997
- 1997-10-21 DE DE29718659U patent/DE29718659U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006053563A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-15 | Daimler Ag | Belt tensioner for a safety belt system |
| WO2008058580A1 (en) * | 2006-11-14 | 2008-05-22 | Daimler Ag | Belt tensioner for a seat belt system |
| US8210569B2 (en) | 2006-11-14 | 2012-07-03 | Daimler Ag | Belt tensioner for a seat belt system |
| DE102006053563B4 (en) | 2006-11-14 | 2022-05-12 | Mercedes-Benz Group AG | Belt tensioner for a safety belt system |
| US11021131B2 (en) * | 2017-01-23 | 2021-06-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Safety belt device for a vehicle |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R207 | Utility model specification |
Effective date: 19980402 |
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| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010130 |
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| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20051122 |
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| R071 | Expiry of right |