DE102004007621A1 - Locking mechanism for safety systems in cars etc. with closure element movable from release position into blocking one, with generator of magnetic and electric field - Google Patents

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    • A44B11/25Buckles; Similar fasteners for interconnecting straps or the like, e.g. for safety belts with two or more separable parts
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Abstract

Closure element (14) of locking mechanism is movable from release to blocking position. Mechanism contains generator of magnetic or electric field. There is component firmly coupled to closure element.Component protrudes into reservoir filled with medium, whose viscosity can be considerably increased by application of magnetic or electric field. Preferably component is piston rod (16), integrally formed with closure element. INDEPENDENT CLAIM is included for safety belt lock.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Schließelement, das aus einer Freigabestellung in eine Blockierstellung bewegbar ist.The The invention relates to a locking device with a closing element, which is movable from a release position into a blocking position.

Solche Verriegelungsvorrichtungen werden in verschiedenen sicherheitsrelevanten Systemen in Kraftfahrzeugen eingesetzt, wobei die Funktion der Verriegelungsvorrichtungen durch große Beschleunigungen und/oder Verzögerungen nicht beeinträchtigt werden darf. Insbesondere bei Gurtschlössern müssen Maßnahmen ergriffen werden, um zu gewährleisten, daß die bei einem Unfall oder bei einer Aktivierung eines Gurtschloßstraffers auf die Auslösetaste oder andere Bauteile des Gurtschlosses wirkenden Kräfte nicht zu einer unerwünschten Freigabe der Steckzunge führen. Bisher wurden mechanische Verriegelungsvorrichtungen mit einer speziellen Sensorik oder Verriegelungsvorrichtungen mit aufwendigen Masseausgleichssystemen verwendet. Es sind aber auch elektrische Verriegelungsvorrichtungen, insbesondere mit Elektromagneten, bekannt.Such Locking devices are available in various safety-related Systems used in motor vehicles, the function of the locking devices through big ones Accelerations and / or delays not be affected may. Especially with buckles have to activities be taken to ensure that the in the event of an accident or activation of a belt buckle tightener on the shutter button or other components of the buckle acting forces are not undesirable Release the tongue. So far, mechanical locking devices with a special Sensors or locking devices with complex mass balance systems used. But there are also electrical locking devices, in particular with electromagnets, known.

Die Erfindung schafft eine Verriegelungsvorrichtung, die mit einfachen Mitteln eine sichere Blockierung ermöglicht.The The invention provides a locking device with simple Means a secure blocking allows.

Gemäß der Erfindung ist hierzu bei einer Verriegelungsvorrichtung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen oder elektrischen Feldes vorgesehen ist und ein fest an das Schließelement gekoppeltes Bauteil in ein mit einem Medium gefülltes Reservoir ragt, wobei das Medium so beschaffen ist, daß seine Viskosität durch Anlegen eines magnetischen bzw. elektrischen Feldes wesentlich erhöht werden kann. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß das besondere Verhalten eines magnetorheologischen bzw. elektrorheologischen Mediums zur schnellen und sicheren Blockierung eines Schließelements genutzt werden kann. Es hat sich herausgestellt, daß das schlagartige „Erstarren" des Mediums in Gegenwart eines magnetischen bzw. elektrischen Feldes ausreicht, um auch bei extrem großen Beschleunigungen und/oder Verzögerungen eine Bewegung des Schließelements zu verhindern.According to the invention is this with a locking device of the aforementioned Art provided that a Device for generating a magnetic or electric field is provided and a fixedly coupled to the closing element component in a medium filled Reservoir protrudes, the medium being such that its viscosity by applying a magnetic or electric field substantially elevated can be. The invention is based on the recognition that the special Behavior of a magnetorheological or electrorheological medium for fast and safe locking of a closing element can be used. It has been found that the sudden "solidification" of the medium in the presence of a magnetic or electric field is sufficient, even at extremely big Accelerations and / or delays a movement of the closing element to prevent.

Das an das Schließelement gekoppelte Bauteil ist vorzugsweise eine Kolbenstange, insbesondere eine einstückig mit dem Schließelement ausgebildete Kolbenstange.The to the closing element coupled component is preferably a piston rod, in particular one piece with the closing element trained piston rod.

Im Falle eines magnetorheologischen Mediums kann die Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes eine an der Kolbenstange angebrachte Spule umfassen, die um die Kolbenstange herum, also im Bereich des magnetorheologischen Mediums ein Magnetfeld erzeugt.in the In the case of a magnetorheological medium, the device for Generation of a magnetic field attached to the piston rod Coil, which around the piston rod, ie in the region of magnetorheological medium generates a magnetic field.

Es erweist sich als vorteilhaft, die Spule mittels elektrischer Leitungen mit Strom zu beaufschlagen, die zum Teil innerhalb der Kolbenstange geführt sind, um die Leitungen vor dem Medium zu schützen.It proves to be advantageous, the coil by means of electrical cables to apply electricity, in part, within the piston rod are guided, to protect the lines from the medium.

Durch Vorsehen einer Dichtung zwischen der Kolbenstange und einem das Reservoir umgebenden Gehäuseteil wird eine einfache Handhabung und orientierungsunabhängige Einbaustellung der Verriegelungsvorrichtung erreicht, da das Medium nicht aus dem Reservoir entweichen kann.By Provide a seal between the piston rod and a the Reservoir surrounding housing part becomes a simple handling and orientation-independent installation position reaches the locking device, since the medium is not out of the Reservoir can escape.

Die Erfindung schafft auch ein Gurtschloß für einen Sicherheitsgurt in einem Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung für eine Steckzunge des Sicherheitsgurts.The The invention also provides a buckle for a safety belt in a motor vehicle with a locking device according to the invention for one Safety belt tongue.

Die Verriegelungsvorrichtung kann aber auch in reversiblen Gurtstraffern mit beschleunigungssicherer Entriegelungsmechanik, in strafferfesten Höhenverstellern für Sicherheitsgurte, in Sperrsystemen für Gurtaufroller mit einer elektrisch schaltbaren Verriegelungsmechanik sowie in Vorrichtungen zum Aufstellen einer Motorhaube mit beschleunigungssicherer Entriegelungsmechanik eingesetzt werden.The Locking device can also be used in reversible belt tensioners with acceleration-proof unlocking mechanism, in hard-wire height adjusters for seatbelts, in barrier systems for Belt retractor with an electrically switchable locking mechanism as well as in devices for setting up a bonnet with acceleration-proof Unlocking mechanism can be used.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung am Beispiel eines Gurtschlosses für einen Sicherheitsgurt und aus den beigefügten Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent from the following Description of the invention using the example of a buckle for a Seat belt and from the attached drawings, to the reference is taken. In the drawings show:

1 eine Schnittansicht eines Gurtschlosses mit einer erfindungsgemäßen Verriegelungsvorrichtung in Freigabestellung; 1 a sectional view of a buckle with a locking device according to the invention in the release position;

1a eine Vergrößerung des Details A aus 1; und 1a an enlargement of the detail A from 1 ; and

2 das Gurtschloß aus 1 in Blockierstellung. 2 the belt buckle off 1 in blocking position.

Das in den 1 und 2 dargestellte Gurtschloß 10 weist einen Einsteckkanal 12 auf, in den die Steckzunge eines Sicherheitsgurts (nicht gezeigt) eingeschoben wird. Zur Ver- bzw. Entriegelung der Steckzunge ist eine Verriegelungsvorrichtung mit einem besonderen Blockiermechanismus vorgesehen, der im folgenden im Detail beschrieben wird.That in the 1 and 2 shown buckle 10 has a plug-in channel 12 on, in which the tongue of a seat belt (not shown) is inserted. For locking or unlocking the tongue a locking device is provided with a special locking mechanism, which will be described in detail below.

Ein Schließelement 14 in Form eines Rastnockens ist senkrecht zur Längsrichtung des Einsteckkanals 12 verschiebbar angeordnet. Das Schließelement 14 ist fest mit einer Kolbenstange 16 verbunden. (Bei der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist die Kolbenstange 16 einstückig mit dem Schließelement 14 ausgebildet.) An dem dem Schließelement 14 abgewandten Ende der Kolbenstange 16 ist eine Spule 18 angeordnet. Die Spule 18 kann mittels der in 1a gezeigten elektrischen Leitungen 20, die zum Teil im Inneren der Kolbenstange 16 geführt sind, mit Strom beaufschlagt werden.A closing element 14 in the form of a rest cam is perpendicular to the longitudinal direction of the insertion channel 12 slidably arranged. The closing element 14 is fixed with a piston rod 16 connected. (In the embodiment shown in the figures, the piston rod 16 integral with the closing element 14 formed.) At which the closing element 14 opposite end of the piston rod 16 is a coil 18 arranged. The sink 18 can by means of in 1a shown electrical lines 20 , in part inside the piston rod 16 are guided, be energized.

Die Kolbenstange 16 ragt in ein Reservoir, das aus einem Gehäuseteil 22 gebildet ist. Das Reservoir ist mit einem magnetorheologischen Medium 24 gefüllt, dessen Viskosität durch Anlegen eines Magnetfelds wesentlich erhöht werden kann. An dem dem Schließelement 14 zugewandten Ende des Gehäuseteils 22 ist zwischen Kolbenstange 14 und Gehäuseteil 22 eine Dichtung 26 vorgesehen.The piston rod 16 protrudes into a reservoir, which consists of a housing part 22 is formed. The reservoir is using a magnetorheological medium 24 filled, whose viscosity can be significantly increased by applying a magnetic field. At the the closing element 14 facing the end of the housing part 22 is between piston rod 14 and housing part 22 a seal 26 intended.

Wie bei herkömmlichen Gurtschlössern greift nach dem vollständigen Einschieben der Steckzunge in den Einsteckkanal 12 das Schließelement 14 in eine entsprechende Öffnung der Steckzunge ein, so daß die Verriegelungsvorrichtung die in 2 gezeigte Blockierstellung einnimmt. Durch Beaufschlagen der Spule 18 mit Strom wird in dem Spalt zwischen Kolbenstange 16 und Gehäuseteil 22 ein Magnetfeld erzeugt, so daß sich die Viskosität des Mediums 24 schlagartig um einen wesentlichen Betrag erhöht. Aufgrund des Erstarrens des Mediums 24 ist die Kolbenstange 16 an einer Bewegung gehindert, und das Schließelement 14 verharrt in der Blockierstellung. Auch bei extrem starken Beschleunigungen und/oder Verzögerungen, die bei einem Unfall oder bei einer Aktivierung eines Gurtschloßstraffers auftreten können, bleibt das Schließelement 14 unbeweglich. Erst nach dem Abschalten des Stroms ist die Viskosität des Mediums 24 wieder so gering, daß sich die Kolbenstange 16 leicht bewegen und die Steckzunge in gewohnter Weise aus dem Gurtschloß 10 entfernen läßt.As with conventional buckles engages after the complete insertion of the tongue into the insertion channel 12 the closing element 14 in a corresponding opening of the tongue, so that the locking device in 2 shown blocking position occupies. By applying the coil 18 with electricity gets in the gap between piston rod 16 and housing part 22 generates a magnetic field, so that the viscosity of the medium 24 abruptly increased by a substantial amount. Due to the solidification of the medium 24 is the piston rod 16 prevented from moving, and the closing element 14 remains in the blocking position. Even with extremely strong accelerations and / or delays that can occur in an accident or activation of a belt buckle tensioner remains the closing element 14 immobile. Only after switching off the flow is the viscosity of the medium 24 again so low that the piston rod 16 move easily and the tongue in the usual way from the buckle 10 remove.

Anstelle des magnetorheologischen Mediums kann in dem Reservoir auch ein elektrorheologisches Medium vorgesehen sein, dessen Viskosität sich durch Anlegen eines elektrischen Feldes wesentlich erhöht. In diesem Fall ist die Spule 18 durch zwei mit dem elektrorheologischen Medium in Kontakt stehenden Elektroden zu ersetzen.Instead of the magnetorheological medium, an electrorheological medium may also be provided in the reservoir, the viscosity of which is substantially increased by applying an electric field. In this case, the coil is 18 by replacing two electrodes in contact with the electrorheological medium.

Der erfindungsgemäße Verriegelungsmechanismus wurde am Beispiel eines Gurtschlosses 10 erläutert, kann aber – wie eingangs erwähnt – ebenso bei anderen sicherheitsrelevanten Vorrichtungen Anwendung finden, bei denen große Beschleunigungen und/oder Verzögerungen keinen Einfluß auf die Funktion haben dürfen.The locking mechanism of the invention was the example of a buckle 10 explained, but can - as mentioned above - also apply to other safety-related devices in which large accelerations and / or delays may have no effect on the function.

Claims (7)

Verriegelungsvorrichtung, mit einem Schließelement (14), das aus einer Freigabestellung in eine Blockierstellung bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen oder elektrischen Feldes vorgesehen ist und ein fest an das Schließelement (14) gekoppeltes Bauteil in ein mit einem Medium (24) gefülltes Reservoir ragt, wobei das Medium (24) so beschaffen ist, daß seine Viskosität durch Anlegen eines magnetischen bzw. elektrischen Feldes wesentlich erhöht werden kann.Locking device, with a closing element ( 14 ), which is movable from a release position to a blocking position, characterized in that a device for generating a magnetic or electric field is provided and a fixed to the closing element ( 14 ) coupled component in one with a medium ( 24 ) filled reservoir, wherein the medium ( 24 ) is such that its viscosity can be substantially increased by applying a magnetic or electric field. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine Kolbenstange (16) ist.Locking device according to claim 1, characterized in that the component comprises a piston rod ( 16 ). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (16) einstückig mit dem Schließelement (14) ausgebildet ist.Locking device according to claim 2, characterized in that the piston rod ( 16 ) in one piece with the closing element ( 14 ) is trained. Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Feldes eine an der Kolbenstange (16) angebrachte Spule (18) umfaßt.Locking device according to Claim 2 or 3, characterized in that the device for generating a magnetic field is provided on the piston rod ( 16 ) attached coil ( 18 ). Verriegelungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (18) mittels elektrischer Leitungen (20) mit Strom beaufschlagt wird, die zum Teil innerhalb der Kolbenstange (16) geführt sind.Locking device according to claim 4, characterized in that the coil ( 18 ) by means of electrical lines ( 20 ) is supplied with current, which is partly within the piston rod ( 16 ) are guided. Verriegelungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kolbenstange (16) und einem das Reservoir umgebenden Gehäuseteil (22) eine Dichtung (26) vorgesehen ist.Locking device according to one of claims 2 to 5, characterized in that between the piston rod ( 16 ) and a housing part surrounding the reservoir ( 22 ) a seal ( 26 ) is provided. Gurtschloß für einen Sicherheitsgurt in einem Kraftfahrzeug, mit einer Verriegelungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Steckzunge des Sicherheitsgurts.Belt buckle for one Seat belt in a motor vehicle, with a locking device according to one of the preceding claims for a tongue of the seatbelt.
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