CN107021060A - 冗余安全带 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冗余安全带。用于安全带系统的织物带具有沿着该织物带的长度(L)延伸的至少一个第一强力构件和沿着该织物带的长度(L)延伸的第二强力构件，其中，所述第一强力构件和所述第二强力构件相互连接。所述织物带可以具有将所述强力构件彼此连接和/或将所述强力构件相对于彼此定位的支撑件。使用多个强力构件促进了乘客的冗余安全。通过布置另一个强力构件，能够在强力构件损坏的情况下确保被保护人员受到约束。

Description

冗余安全带

技术领域

本发明涉及一种用于安全带系统的织物带以及具有对应织物带的约束系统。

背景技术

已知用于保护所有类型车辆的成员的各种各样的织物带和对应的约束系统。这里，产生了如何长期保持织物带的断裂强度以便始终永久地确保车辆成员的安全。为此，必须防止由于材料疲劳或外部损坏对织物带造成的任何损坏，并且必须及时地检查这种损坏。对于经受高载荷的车辆(例如过山车)的运行来说，这恰恰是相当重要的。由于强力(例如，加速力、重力和离心力，这些力有时以快速间隔作用在车辆上并且在非加载状态和加载状态之间交替)的作用的组合与乘客频繁变化，这些车辆的织物带处于极大应力作用下。由于该原因，使用例如由钢制成的刚性杆而不是柔性条带来始终确保成员的安全。在使用安全带时，需要定期检查织物带的强度，以便可以早期检测到损坏并采取适当的安全措施。

发明内容

从上述现有技术出发，本发明的目的是提供一种使得永久能获得必需的断裂强度并且使用起来容易灵活的织物带和约束系统。

该目的通过本发明的织物带和本发明的具有对应织物带的约束系统来实现。该本发明的用于安全带系统的织物带具有沿着该织物带的长度(L)延伸的至少一个第一强力构件和沿着该织物带的长度(L)延伸的第二强力构件，其中，所述第一强力构件和所述第二强力构件相互连接。

所述至少两个强力构件可以平行于所述长度(L)彼此横向间隔开。然而，两个或更多个强力构件可以横向和/或上下彼此紧挨地布置。所述强力构件例如可以沿着长度(L)缝合至彼此或以其他一些方式直接连接至彼此。所述强力构件优选被设计成使得每个所述强力构件都能够接纳至少全部的完全指定或技术需要的断裂载荷或拉伸载荷。因而，创造了一种通过冗余性而增强了安全性的系统。

所述强力构件可以是防切割的，即：所述强力构件抵抗任何类型的操纵，例如切割、剪切等等。

所述强力构件用来接纳拉伸力。所述织物带的总断裂载荷由所述强力构件(其可以被构造成拉伸绳索)的各个断裂载荷的和获得。假定每个强力构件独立地表现出总断裂载荷，则使用多于一个的强力构件可实现完全冗余性。因此，在两个强力构件的情况下，将存在总共两倍的断裂载荷。如果一个强力构件失效，则仍然存在的另一个构件将具有结构所需的断裂载荷。由于多个拉伸元件，各个断裂载荷按照比例减小，如果一个强力构件失效，则织物带的总断裂载荷经受的弱化较小。

这种冗余性设计增加了织物带和/或安全带系统的安全性，从而如果织物带或安全带系统的一部分失效，所承载的人员将仍然被安全地保护。结果，能够使例如用于游乐设施的织物带约束系统满足最高安全要求(迄今为止，这种最高安全要求只能通过重型杆结构来满足)。约束系统的冗余设计对于暴露于持续高载荷的车辆的运行(例如游乐汽车、过山车或其他轨道车辆的运行)来说恰恰是相当重要的。由于强力(例如，加速力、重力和离心力，这些力有时以快速间隔作用在车辆上并且在非加载状态和加载状态之间交替)的作用的组合与乘客频繁变化，这些车辆的织物带处于极大应力作用下。

优选地，所述织物带具有将所述强力构件彼此连接和/或将所述强力构件相对于彼此定位的支撑件。所述织物带可以附加地具有支撑件，在该支撑件的顶部上布置所述强力构件，或者该支撑件相对于所述强力构件横向地布置和/或布置在所述强力构件上方。所述强力构件在原则上不需要均匀地分布在所述支撑件中。因而，所述强力构件可以布置在边缘处以防止通过切割损坏织物带。而且，当织物带的设计不以位于中心的强力构件为特征以便产生组合有高柔性的舒适的宽织物带时(或反之亦然，并且/或者在这方面优化强力构件的布置)，该布置是有利的。所述支撑件自身可被构造成接纳非常小的断裂载荷或不接纳任何断裂载荷，并且仅用于将强力构件定位。

所述支撑件和/或所述强力构件优选由聚合物制成。

该本发明的织物带的支撑件特别地由聚合物构成，所述聚合物诸如为聚氨酯或聚氨酯弹性体。

所述第一强力构件和/或所述第二强力构件可以被嵌入在所述织物带的所述支撑件中。该织物带因而可以具有扁平构造，从而产生显著的好处。因而，增加了断裂强度；即使在发生损坏的情况下，也确保了规定的断裂强度，因而提供了对蓄意破坏行为的防护；因为由于磨损而损失的拉伸力较小，所以增强了抗磨性。由于嵌入在织物带中，保护了强力构件免受湿气和灰尘的影响。

所述强力构件也可以被浇注在所述织物带中。具体地，将所述强力构件定位在模具中，通过在树脂成型工艺中将树脂注射到所述模具中而通过该树脂包围所述强力构件，并将所述强力构件相对于彼此在预定位置。

所述强力构件可以被布置在所述支撑件的上侧，例如，所述织物带可以构造有一支撑件，所述强力构件缝合在该支撑件上。

所述强力构件和/或所述支撑件可以缝合至彼此。

具体而言，所述至少两个强力构件平行于长度L布置且彼此横向间隔开。

所述强力构件优选由高强度材料构成，所述高强度材料诸如为钢、钢丝绳、芳族聚酰胺和/或凯夫拉尔。相比于现有传统安全杆系统，显著优点产生于与上述嵌入和/或浇注在织物带的聚合物内协作地使用钢丝绳或由高强度材料制成的类似强度的强力构件。因而，该本发明的织物带比传统的钢杆轻，其结果是还减少车辆重量，并且产生了结构优点。而且，由于代替大型杆而只需要带扣和卷收器，该织物带占据更少空间，其结果是可在相同空间中布置更多座位。另外，因为没有碍事的杆，能够增加就座舒适性，并且能够使得上座和离座更方便。通过所描述的织物带的扁平布置，该织物带总是使其自身与每种体型完全吻合，对于传统的刚性杆来说这是不可能的。因而可以例如同时固定非常小的人和非常大的人，而这在其他情况下经常只能通过额外技术费用来实现。所述支撑件和/或所述织物带中(优选位于内半径侧)的规则横向凹槽能够用来提高柔性。该本发明的强力构件还防切割，并且因此防止从外部(例如蓄意破坏行为或材料磨损)损坏。

在进一步实施方式中，所述强力构件具有编织结构。

所述强力构件和/或所述支撑件能够设计为纺织条带。这些条带能够直接彼此连接，例如沿着长度(L)缝合。

如果存在支撑件，则所述支撑件形成某种覆盖条带，在该覆盖条带上，可以通过例如缝合而附接例如采取安全织物带形式的一个或多个狭窄强力构件。

特别优选地，所述强力构件的尺寸适合于最大断裂载荷。由于每个强力构件已经具有最大断裂载荷，因此用户的安全性至少增加一倍。所述织物带的临界断裂载荷尤其取决于在各种类型的车辆中车辆成员的重量以及由各种类型的运动(例如，加速度/减速度、离心力、重力等)产生的作用在车辆成员上的力以及相应的安全余量。

优选地，至少一个强力构件是导电的。该强力构件可以优选地由导电材料制成，借助于导电性和/或导电性的中断来检测该导电材料的断裂。

另选地和/或除了该导电或非导电强力构件之外，该织物带可以具有布置在至少两个点之间的至少一个导电元件，所述导电元件布置在所述织物带上或中。所述导电元件可以以任何可想到的形式(例如采取导线形式)和布置延伸，例如沿着织物带的长度或宽度延伸、在织物带上或中对角地、笔直地或以均匀布置的方式延伸。当在这两个点处施加电压和/或产生电位差时，通过所述导电元件产生电流。

优选地，所述织物带的导电元件由一个或多个导线构成。所述导线通过例如编织而附接至所述织物带的外侧，特别是附接至所述织物带的下边缘和/或上边缘和/或包含到织物带内。导线的使用提供了在织物带内与高导电性结合的良好集成性的优点。将一个导线或多个导线附接至织物带的外侧和/或纵向边缘使得可早期检测到通过例如尖锐物体(诸如刀具或剪刀等)刻划、切开等对织物带造成的外部损坏。由于损坏，外侧上的导线被损坏，其结果是条带导体以及相应地还有这些点之间的电流减少或完全中断。减少或中断的电流被测量和检测并且/或者作为故障来报告，从而可以启动任何措施，诸如将车辆制动。另外，另一个导线或多个另外导线可以与织物带的外侧间隔开一定距离，大约位于织物带的中央。这种中央布置使得能够检测到对织物带的中央造成的损坏，所述损坏例如由与将尖锐物体插入到织物带的中央而导致。在这方面，与外侧的距离和导线的数目可以是任意的。

优选地，所述导电元件以U形布置，并且特别地由至少一个(或多个)导线以U形构成。由于导线的U形，方便所述导电元件来回通过织物带，从而能够简化电路结构和电流测量。在这方面，电流从织物带的一侧上的第一点经过织物带流到织物带的相同侧上的第二点。能够在织物带的同一侧上进行电流的馈送以及随后的测量。相比而言，当使用延伸穿过织物带的一个或多个导线导线时，两个相反点之间的电流经过织物带。在这种情况下，电路必须在外部闭合(例如，通过在织物带外部对应的电连接)，这将带来更大花费。在这种情况下，在不同点处进行电流的馈送和测量。对于U形导线布置来说，优选通过各导线段来监测织物带的两个外侧和/或两个纵向侧。导线段例如沿着织物带的上、下纵向边缘延伸，并且通过横向延伸至纵向边缘的至少一个另外导线段而相联接。该导电元件因而形成导电U形段，该导电U形段的每个自由端对应于第一点和第二点。该实施方式具有的优点在于，电流仅需要通过一个导线来监测，这与均附接至上或下外侧的两个分开导线不同。

另外，所述导电元件可以由彼此分开的两个或更多个导线制成，这些导线通过至少一个另外导电元件彼此连接至。两个导线可以根据U形导线的上述原理来连接而形成导体轨迹，以便只需要对一个导体轨迹进行电流测量和/或监测。导电连接通过两个导线的两个点之间的另外导线或通过在导线的多个点之间插入环形导线(和/或导线端的对应连接)来产生。还可想到其他的连接。因此，能够产生单个或多个连接，这可以在导线的任何点处进行，诸如在相应导线的开头处、中间和末端处。

由于导电元件或强力构件的导电性，可测量电流。对于电流的测量来说，可以考虑所有可想到的已知测量仪器和方法。由于电流是可测量的这一事实，能够对织物带进行监测，并且能够监测到由于对导电强力构件或至少在导电元件附近的(未被注意的)损坏引起的虚弱点。因而，可以避免由这种损坏引起的织物带的断裂强度的不可容许的减少。因而，在织物带未损坏的情况下，可测量到与所施加的电压和导电元件的电阻值对应的电流值，该电流值因而代表期望的目标状态。对导电元件的任何损坏都将一定程度地削弱导电性，一直到电流完全中断并包括电流完全中断。电流下降和/或电流完全中断可得出已经对导电元件并因此已经对织物带造成损坏的结论。作为检测织物带的状态的方式，可以用于永久地和连续地或者以任何期望时间间隔或者在发生一定事件(例如，在乘坐开始时或者当戴上织物带时)时测量该电流。

另外，还可以通过强力构件的导电性来测量电流中断。一方面，可以测量电流是否存在(积极测试)。另一方面，可以检测直到电流中断之前的电流下降(消极测试)。还可以将两种方法组合以确保最大测量精度。如果该测量检测到电流下降或中断，可以防止车辆起动，停止乘坐或者采取类似措施。

本发明进一步公开了一种用于在车辆中使用的约束系统，该约束系统包括至少一个本发明的织物带和至少一个锁定构件。本发明的织物带也要求与对应约束系统的冗余连接。所述锁定构件可以是任何已知元件，诸如带有对应保持器的带扣。带舌(带扣)可以优选地利用两个分开的附件安装至织物带(例如在一个织物带的情况下为两个分开的夹子，在相连的织物带的情况为两个分开的接缝)。出于冗余性的目的，带舌本身可以实现为两个。

另外，该约束系统包括用于卷起该织物带的卷收器。在一个有利的实施方式中，该织物带通过两个冗余安装件连接至所述卷收器，从而如果一个附件失效，该安全带也不会滑出或展开。

优选地，本发明的约束系统包括监测设备，其中该监测设备在所述锁定构件已经闭合之后监测经由所述至少一个导电元件产生的电连接。在所述锁定构件闭合的同时或之后，在两个点之间施加电压，从而在所述导电元件两端产生电流。如上所述，该电流由所述监测设备永久地测量或者以一定时间间隔来测量。在这方面，由所施加的电压(连同所述导电元件的电阻)引起的电流代表目标值。在测量到与该目标值的偏差的情况下，产生信号。借助于另外的闭环和开环控制元件，可以由于该信号而启动适当的后续安全措施。也可以想到其他方式的测量、监测和控制。另选地，也可以在所述锁定构件闭合之前已经存在所述电连接。也就是说，在未闭合状态下，这也允许对织物带进行永久监测。该电连接可以借助于所述锁定构件闭合，或者该导体路径能够在织物带内闭合。电流的测量可以在织物带内部或外部进行。

特别有利的是使用该织物带或约束系统用于具有高最小断裂载荷和/或高要求拉伸强度的座椅安全系统和车辆。对于在游乐设备和轨道车辆(诸如过山车、游乐车等)中的座椅来说情况尤其如此。

附图说明

图1是本发明的织物带的图，其中强力构件以绞线形式浇注在由聚合物制成的织物带中；

图2是本发明的织物带的图，其中强力构件包括导电元件；

图3是织物带的图，其中采用导线形式的导电元件布置在两个相对点之间，位于织物带的中间；

图4是织物带的图，其中采取两个导线形式的导电元件布置在两个相对点之间。这两个导线布置在安全带的上、下纵向边缘上并且在这两个点处汇合在一起；

图5是织物带的图，其中采取U形导线形式的导电元件布置在两个点之间。这两个点布置在条带的一侧，并且该导线沿织物带的上、下纵向边缘延伸。

具体实施方式

在下文中，将描述用于约束系统的本发明的织物带的实施方式。

图1示出了本发明的织物带1，织物带1由聚合物(例如2层聚氨酯)构成。多个强力构件3以相等间隔嵌入在织物带1中并且具有编织结构。断裂载荷因而分布在沿着织物带的宽度并排布置的多个强力构件上。该织物带因此能够被制成为扁平并且柔性的。

图2示出了另一个本发明的织物带1，织物带1也由聚合物制成。这里，多个强力构件3也以相等间隔嵌入在织物带1中。另外，强力构件3具有内部导电元件2。还可以想到，各个强力构件3整体上被构造成导电的。

织物带1和强力构件3的其他布置以及若干织物带的组合的其他布置也是可能的，并且不限于以上描述的实施方式。

在图3至图5中能够看到具有导电元件2的不同布置的本发明织物带1的其他实施方式。

在图3中布置在两个相对点21、22之间的是位于织物带1的中间的采取导线2的形式的导电元件。

图4示出了另一个本发明的织物带1，其中布置在两个相对点21、22之间的是采取两个导线2的形式的导电元件，这两个导线2沿着织物带1的纵向边缘13、14被引导并且在点21、22处连接和/或汇合在一起。

图5示出了另一个织物带1，其中采取导线2的形式的导电元件以U形布置在两个点21、22之间。导线2沿着织物带1的上纵向边缘13和下纵向边缘14延伸。这两个点21、22位于织物带1的一端11处。

也可以想到导电元件的其他布置，并且导电元件的其他布置不限于以上描述的实施方式。这同样适合于导电元件的数目以及导电元件之间的布置和连接类型。

Claims (19)

1.一种用于安全带系统的织物带，其中，所述织物带具有沿着该织物带的长度(L)延伸的至少一个第一强力构件和沿着该织物带的长度(L)延伸的第二强力构件，所述第一强力构件和所述第二强力构件相互连接。

2.根据权利要求1所述的织物带，其中，所述织物带具有将所述强力构件彼此连接和/或将所述强力构件相对于彼此定位的支撑件。

3.根据权利要求1或2所述的织物带，其中，所述支撑件和/或所述强力构件由聚合物构成。

4.根据权利要求2或3所述的织物带，其中，所述支撑件由聚合物构成，所述聚合物例如为聚氨酯或聚氨酯弹性体。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的织物带，其中，所述第一强力构件和/或所述第二强力构件被嵌入在所述织物带的所述支撑件中。

6.根据权利要求4所述的织物带，其中，所述第一强力构件和/或所述第二强力构件被浇注在所述织物带的所述支撑件内。

7.根据前述权利要求中任一项所述的织物带，其中，所述强力构件和/或所述支撑件缝合至彼此。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的织物带，其中，所述强力构件布置在所述支撑件的上侧。

9.根据前述权利要求中任一项所述的织物带，其中，至少两个强力构件平行于所述长度(L)横向布置和/或上下彼此间隔开。

10.根据前述权利要求中任一项所述的织物带，其中，所述强力构件优选由高强度材料构成，所述高强度材料诸如为钢、钢丝绳、芳族聚酰胺和/或凯夫拉尔。

11.根据前述权利要求中任一项所述的织物带，其中，所述强力构件具有编织结构。

12.根据前述权利要求中任一项所述的织物带，其中，所述支撑件和/或所述强力构件被构造成纺织条带。

13.根据前述权利要求中任一项所述的织物带，其中，至少一个强力构件是导电的。

14.根据前述权利要求中任一项所述的织物带，其中，在所述织物带处和/或在所述织物带中布置有位于至少两个点之间的至少一个导电元件。

15.根据权利要求13或14所述的织物带，其中，由于所述强力构件或所述导电元件的导电性，能测量电流。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的织物带，其中，由于所述强力构件或所述导电元件的导电性，能测量所述电流的中断。

17.一种用于在车辆中使用的约束系统，其中，所述约束系统包括至少一根根据前述权利要求中任一项所述的织物带和至少一个锁定元件。

18.根据权利要求17所述的约束系统，其中，所述约束系统具有用于卷起所述织物带的卷收器。

19.根据权利要求17或18所述的约束系统，其中，所述约束系统包括监测设备，该监测设备在所述锁定构件已经关闭之后监测经由至少一个导电元件产生的电连接。