-
Querverweis auf verwandte Patentanmeldungen
-
Diese Anmeldung nimmt den Nutzen und die Priorität der vorläufigen U.S. Patentanmeldung Nr. 61/452,611 in Anspruch, die am 14. März 2011 eingereicht wurde. Die vorläufige U.S.-Patentanmeldung Nr. 61/452,611 ist hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingefügt.
-
Hintergrund
-
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Aufrollvorrichtungen zur Verwendung in Insassen-Rückhaltesystemen. Genauer gesagt, bezieht sich diese Anmeldung auf schrittweise Lastbegrenzungs-Vorrichtungen zur Verwendung in Sicherheitsgurt-Systemen, um Insassen zurückzuhalten.
-
Sicherheitsgurt-Systeme für Fahrzeuge umfassen typischerweise eine Energiemanagement-Funktion, um die kinetische Energie des Sicherheitsgurt-Systems zu absorbieren oder zu reduzieren. Zum Beispiel enthalten die Sicherheitsgurt-Systeme für die Vordersitze eines Fahrzeuges typischerweise Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtungen mit Anordnungen, die die kinetische Energie eines Sicherheitsgurtes während eines Ereignisses absorbieren oder reduzieren, wie zum Beispiel einer Kollision, bei der das Körpergewicht eines Sitzinsassen auf den Sicherheitsgurt einwirkt, während das Fahrzeug plötzlich verlangsamt wird. Durch Verringern der kinetischen Energie des Sicherheitsgurtes, wie zum Beispiel durch Verzögern einer Abwickelgeschwindigkeit des Sicherheitsgurtes und/oder durch Reduzieren einer auf den Sicherheitsgurt angewandten Kraft kann eine verbesserte Leistung bereitgestellt werden.
-
Zum Beispiel benutzen herkömmliche Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtungen typischerweise einen Torsionsstab, um die kinetische Energie der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung und damit des Sicherheitsgurtes zu absorbieren oder zu reduzieren. Eine Art von Aufrollvorrichtung, die einen Torsionsstab verwendet, ist eine Aufrollvorrichtung mit einem einzelnen Torsionsstab, welche die kinetische Energie um ein bestimmtes Niveau reduziert. Eine andere Art von Aufrollvorrichtung ist ein degressives System, das zunächst kinetische Energie um eine relativ große Menge reduziert, aber dann umschaltet, so dass kinetische Energie nach einer bestimmten Anzahl von Umdrehungen der Spule der Aufrollvorrichtung um eine relativ geringere Menge reduziert wird.
-
Das degressive Aufrollvorrichtungs-System ist besonders nützlich für große Insassen, welche während eines Ereignisses zunächst eine große Kraftmenge auf den Sicherheitsgurt ausüben, beispielsweise während einer Kollision, wenn ein Fahrzeug plötzlich verlangsamt wird. Allerdings bieten solche degressiven Systeme nicht die beste Leistung für kleinere Fahrzeuginsassen, die während eines Ereignisses relativ geringere Kräfte auf einen Sicherheitsgurt ausüben würden.
-
Eine mögliche Lösung besteht darin, eine Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung mit einem Torsionsstab zu benutzen, welcher die kinetische Energie der Aufrollvorrichtung und des Sicherheitsgurtes um eine relativ kleine Menge reduziert, welches der Menge an Energie entspricht, die durch einen kleinen Insassen produziert wird. Wenngleich eine solche Konstruktion gute Ergebnisse liefern mag, wenn sie für kleine Insassen getestet wird, dürfte eine solche Konstruktion allerdings keine guten Ergebnisse liefern, wenn sie für relativ große Insassen getestet wird; bedingt durch die relativ großen Kräfte und relativ großen Mengen an kinetischer Energie, die solch große Insassen produzieren können.
-
Zusammenfassung
-
Eine Ausführungsform dieser Anmeldung bezieht sich auf eine Aufrollvorrichtung mit einer drehbaren Spule, die ausgebildet ist, um das Gurtband um die Spule wahlweise auf- und abzuwickeln, einer Schließbasis, die ausgebildet ist, in einer freien Stellung und in einer verriegelten Stellung zu arbeiten, einem ersten Energie absorbierenden Bauteil, das mit der Spule und der Schließbasis verbunden ist, und einem zweiten Energie absorbierenden Bauteil, das mit der Spule und der Schließbasis verbunden ist. Wenn sich die Schließbasis in der freien Stellung befindet, sind die Spule und Schließbasis ausgebildet, sich gemeinsam frei zu drehen, wenn eine Kraft auf die Spule über das Gurtband ausgeübt wird. Wenn sich die Schließbasis in der verriegelten Stellung befindet und eine Kraft auf die Spule über das Gurtband ausgeübt wird, wird eine Drehung der Spule ermöglicht, während eine Drehung der Schließbasis verhindert wird, so dass das erste Energie absorbierende Bauteil eine erste Energie absorbiert und das zweite Energie absorbierende Bauteil ausgebildet ist, nach einer Drehung der Spule um einen vorbestimmten Winkel eine zweite Energie zu absorbieren.
-
Eine weitere Ausführungsform dieser Anmeldung bezieht sich auf eine Aufrollvorrichtung mit einer rotierbaren Spule, die ausgebildet ist, um das Gurtband um die Spule wahlweise auf- und abzuwickeln, einer Schließbasis, die ausgebildet ist, in einer freien Stellung und in einer verriegelten Stellung zu arbeiten, einem ersten Energie absorbierenden Bauteil, das mit der Spule und der Schließbasis verbunden ist, und einem zweiten Energie absorbierenden Bauteil mit einem ersten Element, welches mit einem zweiten Element durch eine Schraubverbindung verbunden ist. Das erste Element ist mit der Spule wirkverbunden und hat einen Ansatz, der von einem gegenüber liegenden Ansatz des zweiten Elementes beabstandet ist. Das zweite Element ist mit der Schließbasis wirkverbunden. Wenn sich die Schließbasis in der freien Stellung befindet, sind die Spule und Schließbasis ausgebildet, sich gemeinsam frei zu drehen, wenn eine Kraft auf die Spule über das Gurtband ausgeübt wird. Wenn eine Kraft auf die Spule über das Gurtband ausgeübt wird, während sich die Schließbasis in der verriegelten Stellung befindet, wird eine Drehung der Spule ermöglicht, während eine Drehung der Schließbasis verhindert wird, so dass das erste Energie absorbierende Bauteil eine erste Energie absorbiert und das zweite Energie absorbierende Bauteil ausgebildet ist, eine zweite Energie zu absorbieren, nachdem der Ansatz des ersten Elementes den Ansatz des zweiten Elementes berührt.
-
Noch eine weitere Ausführungsform dieser Anmeldung bezieht sich auf eine Aufrollvorrichtung mit einer drehbaren Spule, die ausgebildet ist, um das Gurtband um die Spule wahlweise auf- und abzuwickeln, einer Schließbasis, die ausgebildet ist, in einer freien Stellung und in einer verriegelten Stellung zu arbeiten, einem ersten Energie absorbierenden Bauteil, das mit der Spule und der Schließbasis verbunden ist, und einem zweiten Energie absorbierenden Bauteil, das ein erstes Ende aufweist, das mit der Spule wirkverbunden ist, und ein zweites Ende aufweist, das mit der Schließbasis wirkverbunden ist. Das zweite Ende weist einen Ansatz auf, der von der Schließbasis beabstandet ist. Wenn sich die Schließbasis in der freien Stellung befindet, sind die Spule und Schließbasis ausgebildet, sich gemeinsam frei zu drehen, wenn eine Kraft auf die Spule über das Gurtband ausgeübt wird. Wenn eine Kraft auf die Spule über das Gurtband ausgeübt wird, während sich die Schließbasis in der verriegelten Stellung befindet, wird eine Drehung der Spule ermöglicht, während eine Drehung der Schließbasis verhindert wird, so dass das erste Energie absorbierende Bauteil eine erste Energie absorbiert und das zweite Energie absorbierende Bauteil ausgebildet ist, eine zweite Energie zu absorbieren, nachdem der Ansatz des zweiten Energie absorbierenden Bauteils die Schließbasis berührt.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Einzelteildarstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung zum Gebrauch in einem Insassen-Rückhaltesystem.
-
2A ist ein Querschnitt der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung aus 1.
-
2B ist ein anderer Querschnitt der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung aus 1.
-
3 ist eine Einzelteildarstellung einer anderen beispielhaften Ausführungsform einer Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung zum Gebrauch in einem Insassen-Rückhaltesystem.
-
Detaillierte Beschreibung
-
Allgemein Bezug nehmend auf die Figuren sind hierin Mechanismen für Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtungen oder Aufrollvorrichtungen zum Gebrauch in Insassen-Rückhaltesystemen offenbart, wie zum Beispiel Sicherheitsgurt-Systeme, die ausgebildet sind, um mehrere Energieabsorptions-Niveaus durch eine schrittweise Lastbegrenzungsvorrichtung bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Aufrollvorrichtung ausgebildet sein, zunächst die kinetische Energie der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung um eine relativ kleine Menge zu absorbieren oder zu reduzieren, und kann auch ausgebildet sein, anschließend die kinetische Energie der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung um eine größere Menge zu absorbieren oder zu reduzieren. Mit anderen Worten kann die Aufrollvorrichtung ausgebildet sein ein erstes Energiemanagement-Niveau bereitzustellen, um eine erste Energiemenge zu absorbieren, und kann auch ausgebildet sein ein zweites Energiemanagement-Niveau bereitzustellen, um eine zweite Energiemenge zu absorbieren. Eine Aufrollvorrichtung, die ausgebildet ist, um mehrere Energieabsorptions-Niveaus bereitzustellen, kann vorteilhafterweise eine verbesserte Leistung beim Abbau der kinetischen Energie der Aufrollvorrichtung und eines Sicherheitsgurtes, der mit der Aufrollvorrichtung verbunden ist, sowohl für relativ große Insassen als auch für relativ kleine Insassen bereitstellen. Dementsprechend kann die Aufrollvorrichtung ausgebildet sein, um sowohl kleine als auch große Insassen zurückzuhalten.
-
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Aufrollvorrichtung einen Rahmen (nicht gezeigt), eine Spule, die ausgebildet ist, sich relativ zu dem Rahmen zu drehen, ein erstes Energie absorbierendes Bauteil, ein zweites Energie absorbierendes Bauteil und eine Schließbasis, die ausgebildet ist, sich wahlweise relativ zu dem Rahmen zu drehen. Der Rahmen kann ausgebildet sein, die Aufrollvorrichtung mit einer anderen Fahrzeugkomponente zu verbinden, wie zum Beispiel mit einer Sitzgruppe, und der Rahmen kann ausgebildet sein, die Aufrollvorrichtung strukturell zu stützen. Die Schließbasis ist ausgebildet in einer ersten (z. B. freien) Betriebsart und einer zweiten (z. B. verriegelten) Betriebsart zu arbeiten. In der ersten Betriebsart kann sich die Schließbasis mit der Spule relativ zu dem Rahmen drehen. In der zweiten Betriebsart ist die Schließbasis mit dem Rahmen fest verbunden, um Eine Drehung der Schließbasis relativ zu dem Rahmen zu verhindern. Das erste Energie absorbierende Bauteil ist mit der Spule und der Schließbasis wirkverbunden, so dass das erste Energie absorbierende Bauteil bis zu einer ersten Energiemenge (z. B. Drehmoment) absorbieren kann, wenn sich die Schließbasis in der zweiten oder verriegelten Betriebsart befindet. Das zweite Energie absorbierende Bauteil ist mit der Spule und der Schließbasis wirkverbunden, so dass das zweite Energie absorbierende Bauteil bis zu einer zweiten Energiemenge (z. B. Drehmoment) absorbieren kann, wenn sich die Schließbasis in der zweiten oder verriegelten Betriebsart befindet.
-
1 und 2 veranschaulichen eine beispielhafte Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 zum Gebrauch in einem Insassen-Rückhaltesystem, wie beispielsweise einem Sicherheitsgurt-System. Die Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 umfasst eine Spule 20, die mit einem Sicherheitsgurt oder Gurtband (nicht gezeigt) verbunden oder gekoppelt sein kann. Die Spule 20 kann schwenkbar durch den Rahmen (nicht gezeigt) unterstützt werden, um eine Drehung der Spule 20 um eine Schwenkachse 21 relativ zu dem Rahmen zu erlauben. Der Sicherheitsgurt ist ausgebildet, sich um die Spule 20 auf- und von der Spule 20 abzuwickeln, wie etwa eine äußere Oberfläche 20a der Spule 20, wenn die Spule 20 relativ zu dem Rahmen der Aufrollvorrichtung 10 gedreht wird. Zum Beispiel kann der Sicherheitsgurt extrahiert oder von der Spule 20 abgewickelt werden, wenn die Spule 20 in eine Abwickelrichtung des Sicherheitsgurtes gedreht wird und der Sicherheitsgurt kann zurückgezogen oder um die Spule 20 aufgewickelt werden, wenn die Spule 20 in eine Aufwickelrichtung des Sicherheitsgurtes gedreht wird.
-
Die Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 kann ein Ritzel 22 und/oder ein Lager 24 enthalten, zum Beispiel um die Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 mit einem anderen Gerät zu verbinden, wie beispielsweise mit einem Motor (nicht gezeigt), einem Getriebe oder irgendeiner geeigneten Einrichtung. Zum Beispiel kann das Lager 24 die Spule 20 schwenkbar mit dem Rahmen der Aufrollvorrichtung 10 verbinden. Auch kann beispielsweise das Ritzel 22 durch einen Zahneingriff in ein Antriebszahnrad (nicht gezeigt) eingreifen, welches mit einer Vorspannungseinrichtung wirkverbunden sein kann, die ausgebildet ist den Sicherheitsgurt durch die Zahnräder vorzuspannen, wie beispielsweise während einer Fahrzeugverlangsamung.
-
Die Aufrollvorrichtung 10 beinhaltet eine Schließbasis 40, die ausgebildet ist, sich wahlweise zu drehen, wie etwa um die Schwenkachse 21 relativ zu dem Rahmen der Aufrollvorrichtung 10. Die Aufrollvorrichtung 10 kann auch eine Sperrklinke 44 enthalten, die ausgebildet ist, sich zwischen der Verriegelungsstellung und der Entriegelungsstellung zu bewegen. In der Verriegelungsstellung verhindert die Sperrklinke 44 eine Drehung der Schließbasis 40 relativ zu dem Rahmen. In der Entriegelungsstellung erlaubt die Sperrklinke 44 der Schließbasis 40 sich frei zu drehen, wie beispielsweise mit der Spule 20 relativ zum Rahmen. Die Sperrklinke 44 kann an der Schließbasis 40 angebracht werden, beispielsweise durch einen Stift 46. Der Stift 46 kann ausgebildet sein, die Schließbasis 40 zu verriegeln, wenn sich die Sperrklinke 44 in der verriegelten Stellung befindet.
-
Die Aufrollvorrichtung 10 kann auch ein Lager 50 enthalten um eine effiziente Drehung der Schließbasis 40, beispielsweise relativ zu der Spule 20, zu ermöglichen. Dementsprechend kann das Lager 50 zwischen der Schließbasis 40 und der Spule 20 vorgesehen (z. B. angeordnet) sein, wo das Lager 50 sich in Gleit-(z. B. Dreh-)Kontakt mit der Schließbasis 40 und/oder der Spule 20 befindet. Durch diese Anordnung kann eine relative Drehung zwischen der Schließbasis 40 und der Spule 20 in einer effizienten Weise (d. h. mit reduzierter Reibung) ermöglicht werden. Das Lager 50 kann ebenso zwischen der Spule 20 und einem Energie absorbierenden Bauteil (z. B. zweitem Energie absorbierendem Bauteil) vorgesehen sein, um eine effiziente relative Drehung zwischen ihnen zu ermöglichen.
-
Die Aufrollvorrichtung 10 beinhaltet ein erstes Energie (z. B. Drehmoment) absorbierendes Bauteil, das ausgebildet ist, eine erste Energiemenge zu absorbieren, um der Aufrollvorrichtung 10 ein erstes Niveau des Energiemanagements bereitzustellen. Wie gezeigt, ist das erste Energie absorbierende Bauteil als ein Torsionsstab 30 mit einem ersten Ende 32 und einem zweiten Ende 34 ausgebildet. Das erste Ende 32 des Torsionsstabs 30 kann mit der Spule 20 wirkverbunden (z. B. gekoppelt, befestigt) sein, und das zweite Ende 34 kann mit der Schließbasis 40 wirkverbunden (z. B. verbunden, befestigt) sein, wie es 2A zeigt. Die Enden 32, 34 können Merkmale (z. B. Keile, Keilnute usw.) enthalten, die ausgebildet sind, um in Verbindungsmerkmale der Spule 20 bzw. der Schließbasis 40 einzugreifen, um ein Drehmoment zu übertragen. Somit kann der Torsionsstab 30 ein Drehmoment von der Spule 20 auf die Schließbasis 40 übertragen. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass das erste Energie absorbierende Bauteil anders ausgebildet sein kann als hier offenbart und die hierin offenbarten Beispiele nicht einschränkend sind.
-
Die Aufrollvorrichtung 10 kann auch ein Verbindungsbauteil umfassen, um das erste Energie absorbierende Bauteil mit der Spule 20 zu verbinden. Zum Beispiel kann die Aufrollvorrichtung 10 einen Federstift 84 umfassen, der ausgebildet ist, den Torsionsstab 30 mit der Spule 20 zu verbinden. Der Stift 84 kann ausgebildet sein, die Lage des Torsionsstabs 30 entlang der Schwenkachse 21 relativ zu der Spule 20 zu bewahren, da das Ende 32 des Torsionsstabs 30 in die Spule 20 eingreift, um ein Drehmoment von der Spule 20 auf den Torsionsstab 30 zu übertragen.
-
Die Aufrollvorrichtung 10 kann auch ein zweites Energie (z. B. Drehmoment) absorbierendes Bauteil umfassen, das ausgebildet ist, eine zweite Energiemenge zu absorbieren, um der Aufrollvorrichtung 10 ein zweites Niveau des Energiemanagements bereitzustellen. Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst das zweite Energie absorbierende Bauteil ein erstes Torsionselement 60 und ein zweites Torsionselement 70. Wie gezeigt, sind die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 als (d. h. in der Form von) hohlen Röhren ausgebildet. Jedoch können die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 in jeder geeigneten Konfiguration und/oder Form, wie beispielsweise als Rohre oder Zylinder, ausgebildet sein.
-
Die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 können ausgebildet sein, miteinander verbunden zu werden (z. B. ineinandergreifend), um beim Absorbieren von Energie (z. B. Drehmoment) zusammenzuarbeiten, um der Aufrollvorrichtung 10 ein zweites Energiemanagement-Potential bereitzustellen, wie z. B. ein zweites Niveau des Energiemanagements. Zum Beispiel kann das erste Torsionselement 60 einen Gewindeabschnitt 62 umfassen, der ausgebildet ist mit einem Gegengewindeabschnitt 72 des zweiten Torsionselementes 70 verschraubbar zu sein. Wie gezeigt, beinhaltet das erste Torsionselement 60 ein Ende 62 mit Außengewinden, die ausgebildet sind, um mit einem Ende 72 des zweiten Torsionselementes 70 mit Innengewinden verschraubbar zu sein, um die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 wirkzuverbinden.
-
Die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 des zweiten Energie absorbierenden Bauteils können in einem Ausgangszustand oder einer ersten Betriebsart miteinander verbunden sein, welches der ersten (z. B. initialen) Betriebsart der Aufrollvorrichtung 10 entspricht. In der initialen oder ersten Betriebsart des zweiten Energie absorbierenden Bauteils sind die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 so miteinander verbunden, dass die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 sich unabhängig (d. h. relativ zu dem anderen Bauteil) um eine bestimmte Menge (z. B. Winkeldrehung) bewegen (z. B. drehen) können. Mit anderen Worten sind während der ersten Betriebsart des zweiten Energie absorbierenden Bauteils die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 miteinander verbunden (z. B. durch eine Schraubverbindung), aber die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 sind nicht aneinander geschlossen. 2A zeigt ein Beispiel dieser Anordnung, wobei das erste Torsionselement 60 sich relativ zu dem zweiten Torsionselement 70 um einen vorher gesetzten (z. B. vorherbestimmten) Betrag drehen kann, ohne Energie in dem zweiten Energie absorbierenden Bauteil zu absorbieren.
-
Wie in den 2A und 2B gezeigt, kann das erste Torsionselement 60 einen Ansatz 64 enthalten, der ausgebildet ist, einem Ansatz 74 des zweiten Torsionselementes 70 gegenüberzuliegen. Somit können die Ansätze 64, 74 auf den jeweiligen Torsionselementen 60, 70 im Wesentlichen gleich weit entfernt (z. B. Radien) von der Schwenkachse 21 angeordnet werden. Während der ersten oder initialen Betriebsart der Aufrollvorrichtung (und des zweiten Energie absorbierenden Bauteils) können die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 miteinander verbunden sein, wobei die Ansätze 64, 74 getrennt oder beabstandet sind, wie es 2A zeigt. Der Trennungsabstand zwischen den Elementen 60, 70 erlaubt dem ersten Torsionselement 60 und/oder den zweiten Torsionselementen 70 sich relativ zu dem anderen Torsionselement zu bewegen (z. B. um die Schraubverbindung zu drehen), um dadurch die Ansätze 64, 74 näher aneinander zu rücken, ohne dass der zweite Energieabsorber Energie absorbiert (oder zumindest nicht mehr als eine vernachlässigbar geringe Menge an Energie, einschließlich Reibung). Somit können die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 zusammenschraubbar ausgebildet sein, beispielsweise bei Belastung eines Elementes, bis die Ansätze 64, 74 in Kontakt treten und ineinandergreifen, wie es 2B zeigt, wodurch die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 aneinander geschlossen werden. Bei Kontakt zwischen den Ansätzen 64, 74 werden die ersten und zweiten Elemente 60, 70 fixiert oder aneinander geschlossen, wobei der zweite Energieabsorber in einer zweiten Betriebsart arbeitet, um Energie zu absorbieren und ein Drehmoment zu übertragen. Es sei darauf hingewiesen, dass der Trennungsabstand zwischen den Ansätzen 64, 74 in der Ausgangsstellung anpassbar ist, beispielsweise um die Leistung der Aufrollvorrichtung 10, welche über das zweite Energie absorbierende Bauteil verfügt, anzupassen.
-
Die Torsionselemente 60, 70 können in einem Inneren der Spule 20 angeordnet sein, wobei sich der Torsionsstab 30 durch das Innere der Torsionselemente hindurch erstreckt. Wie gezeigt, enthält die Spule 20 einen Hohlraum 20b, der innerhalb der äußeren Oberfläche 20a angeordnet ist, wobei der Hohlraum 20b ausgebildet ist, den Torsionsstab 30, das erste Torsionselement 60 und das zweite Torsionselement 70 aufzunehmen. Die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70, die als Hohlröhren ausgebildet sind, erlauben es dem Torsionsstab 30, sich durch die hohle Öffnung durch die Torsionselemente hindurch zu erstrecken, und so eine verschachtelte Passform hervorzubringen, um die Über-Gehäusegröße (z. B. Volumen) der Aufrollvorrichtung 10 zu reduzieren.
-
Das erste Torsionselement 60 kann mit der Spule 20 verbunden (z. B. befestigt, gesichert usw.) werden, so dass das erste Torsionselement 60 ausgebildet ist, sich mit der Spule zu drehen. Wie gezeigt, ist das erste Torsionselement 60 mit der Spule 20 mittels einer Befestigungseinrichtung 80 (z. B. einer Schraube, einem Bolzen usw.) und einem Stopfen oder einer Scheibe 82 verbunden. Das erste Torsionselement 60 kann jedoch mit der Spule 20 auch mithilfe anderer Methoden oder Bauteile verbunden werden.
-
Das zweite Torsionselement 70 kann mit der Schließbasis 40 verbunden (z. B. befestigt, gesichert usw.) werden. Zum Beispiel kann die Schließbasis 40 Vorsprünge 42 umfassen, die sich in Richtung des zweiten Torsionselementes 70 erstrecken und mit diesem ineinandergreifen, beispielsweise indem sie in die Aussparungen 76 des zweiten Torsionselementes 70 eingeführt werden. Ferner kann das zweite Torsionselement 70 mit der Schließbasis 40 in einer Weise verbunden oder an dieser befestigt werden, welche einer Drehung des zweiten Torsionselementes 70 in einer in 1 angegebenen X-Richtung widersteht, aber eine axiale Bewegung des zweiten Torsionselementes 70 erlaubt, wie zum Beispiel in einer in 1 angegebenen Y-Richtung. Zum Beispiel kann dies erreicht werden durch Einführen der Vorsprünge 42 in die Aussparungen 76 des zweiten Torsionselementes 70, wobei den Vorsprüngen 42 aber gestattet wird, sich teilweise aus den Aussparungen 76 zurückzuziehen, wenn das zweite Torsionselement 70 in axialer Richtung Y bewegt wird, während der Eingriff zwischen den Vorsprüngen 42 und den Aussparungen 76 beibehalten wird.
-
Eine beispielhafte Erläuterung der Funktionsweise der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bereitgestellt. Während eines Fahrzeug-Ereignisses, wie zum Beispiel einem Zusammenstoß oder Aufprall, induziert ein Insasse eine Kraft, die auf einen Sicherheitsgurt wirkt, der an der Spule 20 der Sicherheitsgurt-Aufrollvorrichtung 10 befestigt ist, was wiederum den Sicherheitsgurt veranlasst eine Kraft in die Sicherheitsgurt-Abwickelrichtung auszuüben, so dass die Spule 20 in die Sicherheitsgurt-Abwickelrichtung gedreht wird.
-
Während dieses Ereignisses dreht sich der Torsionsstab 30 auch in die Sicherheitsgurt-Abwickelrichtung, weil ein Ende 32 des Torsionsstabs 30 mit der umdrehenden Spule 20 verbunden ist. Jedoch wird während des Ereignisses die Schließbasis 40 in einen verriegelten Zustand oder eine verriegelte Betriebsart eingekoppelt werden, beispielsweise durch das Einkoppeln der Sperrklinke 44 in eine verriegelte Stellung. Da das andere Ende 34 des Torsionsstabs 30 mit der verriegelten, im Wesentlichen nicht-drehenden Schließbasis 40 verbunden ist, wird der Torsionsstab 30 der Drehung der Spule 20 widerstehen, indem der Torsionsstab 30 durch die Drehung der Spule 20 und die im Wesentlichen Nicht-Drehung der Schließbasis 40 verdreht wird. Dies veranlasst den Torsionsstab 30 auf einem relativ niedrigen Niveau etwas von der kinetischen Energie des Sicherheitsgurtes zu absorbieren und zu reduzieren, da die Spule anfänglich während des Ereignisses gedreht wird.
-
Auch während dieses Ereignisses dreht sich auch das erste Torsionselement 60 in die in 1 angegebene X-Richtung, weil das erste Torsionselement 60 mit der Spule 20 verbunden oder an dieser befestigt ist, beispielsweise durch eine oder mehrere Schrauben 80. Jedoch widersteht das zweite Torsionselement 70 der Drehung der Spule 20, da es mit der Schließbasis 40, welche in der verriegelten Betriebsart ausgebildet ist, verbunden oder an dieser befestigt ist. Zum Beispiel kann die Schließbasis 40 Vorsprünge 42 umfassen, welche sich in Richtung des zweiten Torsionselementes 70 erstrecken und in dieses einkuppeln, zum Beispiel indem sie in die Aussparungen 76 des zweiten Torsionselementes 70 eingeführt werden, wodurch eine Drehung des zweiten Torsionselementes 70 in der X-Richtung verhindert wird, aber dem zweiten Torsionselement 70 erlaubt wird, sich axial entlang der Schwenkachse 21 in die Y-Richtung zu bewegen. Diese axiale Bewegung des zweiten Torsionselementes 70 erlaubt den Torsionselementen sich einer Verlängerung des Torsionsstabes 30 anzupassen, da der Torsionsstab 30 durch die Drehung der Spule 20 verdreht wird, wodurch der Torsionsstab 30 veranlasst wird, sich in einer Richtung zu verlängern, die im Wesentlichen parallel zu seiner Längsachse ist.
-
Die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 sind ebenfalls so miteinander verbunden, dass die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 anfänglich nicht aneinander geschlossen sind (wie in 2A gezeigt), aber nach einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen der Spule 20 aneinander geschlossen werden (wie in 2B gezeigt). Zum Beispiel können die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 Gewindeenden 62, 72 enthalten, die ineinandergreifen, wie in den 2A und 2B gezeigt. Somit werden in diesem Beispiel die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 zunächst derart miteinander verbunden, dass, wenn eines der ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 in die X-Richtung dreht, das andere Torsionselement in Richtung des drehenden Torsionselementes in eine axiale Y-Richtung gezogen wird.
-
Wenn das erste Torsionselement 60 beispielsweise durch die Drehung der Spule 20 in X-Richtung gedreht wird, widersteht das zweite Torsionselement 70 dieser Drehung durch seine Verbindung oder Befestigung an die Schließbasis 40. Jedoch wird dem zweiten Torsionselement 70 ermöglicht, sich in axialer Y-Richtung zu bewegen, was dem zweiten Torsionselement 70 ermöglicht, sich in Richtung auf das erste Torsionselemente 60 vorwärts zu bewegen, wie beispielsweise während der anfänglichen Drehungen der Spule 20 (entsprechend dem anfänglichen Betrieb der Aufrollvorrichtung und Ereignis). Falls beispielsweise die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 mittels jeweiliger Gewindeenden 62, 72 verbunden sind, die ineinander eingreifen, dann wird die Drehung des ersten Torsionselementes 60 in Verbindung mit der (im Wesentlichen) Nicht-Drehung des zweiten Torsionselementes 70 bewirken, dass die Gewinde des Gewindeendes 72 des zweiten Torsionselementes 70 sich entlang des Gewindeendes 62 des ersten Torsionselementes 60 vorwärts bewegen, so dass das zweite Torsionselement 70 entlang der axialen Y-Richtung bewegt wird, wie es im Beispiel der 2A gezeigt wird.
-
Wie hierin erörtert, sind die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 zunächst miteinander verbunden oder ineinander greifend, so dass die ersten und zweiten Torsionselemente während des anfänglichen Betriebes der Aufrollvorrichtung 10 während der anfänglichen Drehungen der Spule 20 während des Ereignisses nicht aneinander geschlossen sind. Zum Beispiel können die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 die Ansätze 64 bzw. 74 enthalten, die während des anfänglichen Betriebes der Aufrollvorrichtung 10 während des Ereignisses voneinander beabstandet sind.
-
Die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 sind auch miteinander verbunden, so dass die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 nach einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen der Spule 20 aneinander geschlossen werden. Sobald die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 aneinander geschlossen wurden, arbeiten (z. B. kooperieren) die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 miteinander, um einer weiteren Drehung der Spule 20 zu widerstehen und dadurch die kinetische Energie der Spule 20 und des Sicherheitsgurtes zu absorbieren und zu reduzieren, beispielsweise durch elastische und/oder plastische Verformung im Verlauf der Belastung durch Verdrehung. Darüber hinaus werden die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70, sobald sie aneinander geschlossen sind, die kinetische Energie um einen relativ zum Torsionsstab 30 größeren Betrag und höheren Grad absorbieren und reduzieren. Mit anderen Worten ist der Torsionsstab 30 der Aufrollvorrichtung 10 ausgebildet, eine erste Energiemenge während einer anfänglichen Phase der Belastung zu absorbieren, und die aneinander geschlossenen ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 sind ausgebildet, nach der anfänglichen Phase der Belastung eine zweite Energiemenge zu absorbieren. Somit kann während eines Fahrzeugs-Ereignisses die Aufrollvorrichtung 10 zunächst während des anfänglichen Betriebes kinetische Energie einer ersten (relativ kleinen) Menge absorbieren oder reduzieren und kann dann anschließend kinetische Energie einer zweiten Menge, welche größer ist als die erste Menge, absorbieren oder reduzieren.
-
Wenn zum Beispiel das erste Torsionselement 60 gedreht wird und das zweite Torsionselement 70 in Y-Richtung bewegt wird, werden die Ansätze 64, 74 sich aufeinander zu bewegen, da die Spule 20 gedreht wird bis die Ansätze 64, 74 ineinander eingreifen. Sobald die Ansätze 64, 74 des ersten und zweiten Torsionselementes 60, 70 ineinander eingegriffen haben, werden die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 aneinander geschlossen, so dass das erste Torsionselement 60, wie das zweite Torsionselement 70, welches mit der verriegelten Schließbasis 40 verbunden oder an dieser befestigt ist, der Drehung der Spule 20 widersteht, so dass die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 die kinetische Energie der Spule 20 und des Sitzgurtes absorbieren oder reduzieren, beispielsweise um eine zweite Menge, die vergleichsweise höher ist als die Menge, die durch den Torsionsstab 30 während des anfänglichen Betriebs der Aufrollvorrichtung 10 absorbiert wird.
-
Die Aufrollvorrichtung 10 kann ausgebildet sein, wirksam von ihrem ersten Niveau des Energiemanagements, wie es durch den Torsionsstab 30 bereitgestellt wird, zu ihrem zweiten Niveau des Energiemanagements umzuschalten, so wie es durch die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann die Aufrollvorrichtung 10 ausgebildet sein, um von der Absorption oder Reduktion einer relativ kleinen (z. B. kinetischen) Energiemenge nach einer vorbestimmten Anzahl von Drehungen der Spule 20 auf eine relativ größere (z. B. kinetische) Energiemenge umzuschalten. Ferner kann die Anzahl der Drehungen der Spule 20, zu der diese Umschaltung auftritt, verändert werden, um diese verschiedenen Situationen und verschiedenen Insassen unterschiedlicher Größe anzupassen. Beispielsweise kann die Verbindung zwischen den ersten und zweiten Torsionselementen 60, 70 verändert werden, beispielsweise durch Erhöhen oder Verringern der Anzahl der Windungen an den Gewindeenden 62, 72 der ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70, so dass die Ansätze 64, 74 weiter auseinander oder näher zusammen sind oder die ersten und zweiten Torsionselemente 60, 70 einfach mehr oder weniger zusammengeschraubt werden können, um ihren Anfangsabstand voneinander festzulegen.
-
Der zweite Energieabsorber der Aufrollvorrichtung 10 kann als ein einheitliches (d. h. einteiliges) Bauteil anstatt eines zweiteiligen Bauteils ausgebildet sein. Wie in 3 gezeigt, ist der zweite Energieabsorber 160 als ein einheitliches Rohr (z. B. Röhre) mit einem ersten Ende 161 und einem zweiten Ende 162 ausgebildet. Das erste Ende 161 ist ausgebildet mit der Spule 20 wirkverbunden zu sein, beispielsweise durch eine Befestigungseinrichtung 80 (z. B. eine Schraube). Zum Beispiel kann das erste Ende 161 eine Aussparung 163 enthalten, die ausgebildet ist, den zweiten Energieabsorber 160 mit der Spule 20 durch eine Schraube 80 wirkzuverbinden, so dass der zweite Energieabsorber 160 bezüglich einer Drehung mit der Spule 20 verbunden ist, wobei der zweite Energieabsorber 160 axial (d. h. entlang der Schwenkachse 21) relativ zu der Spule 20 gleiten kann. Mit anderen Worten kann der zweite Energieabsorber 160 ausgebildet sein, sich mit der Spule 20 um die Schwenkachse 21 zu drehen, und der zweite Energieabsorber 160 kann sich in einer Richtung entlang der Schwenkachse 21 relativ zu der Spule 20 bewegen. Als weiteres Beispiel kann das erste Ende 161 ein Paar gegenüberliegender Aussparungen 163 enthalten, die ausgebildet sind, den zweiten Energieabsorber 160 mit der Spule 20 durch ein Paar gegenüberliegender Schrauben 80 wirkzuverbinden, so dass der zweite Energieabsorber 160 bezüglich einer Drehung mit der Spule 20 verbunden ist, wobei der zweite Energieabsorber 160 axial (d. h. entlang der Schwenkachse 21) relativ zu der Spule 20 gleiten kann. Es sei darauf hingewiesen, dass der zweite Energieabsorber mit einer beliebigen Anzahl von Stücken, Abschnitten oder Bauteilen ausgebildet sein kann, und die hierin offenbarten Beispiele nicht einschränkend sind. Der zweite Energieabsorber kann auch mit der Spule 20 durch die Verwendung von anderen Bauteilen (z. B. einem Stift 84) und/oder durch andere Methoden wirkverbunden sein. Zum Beispiel kann die Aufrollvorrichtung 10 eine beliebige Anzahl von Schrauben umfassen, und die Schrauben können eine beliebige Anordnung oder Ausrichtung aufweisen.
-
Das zweite Ende 162 des zweiten Energieabsorbers 160 ist ausgebildet, mit der Schließbasis 40 wirkverbunden zu sein. Das zweite Ende 162 kann mit der Schließbasis 40 durch eine Schraubverbindung oder durch irgendeine geeignete Verbindung verbunden werden. Beispielsweise kann das zweite Ende 162 interne Gewinde enthalten, die ausgebildet sind, in passende Gewinde der Schließbasis 40 einzugreifen (d. h. einzuwinden). Die passenden Gewinde können an einem Ansatz 41 (z. B. einer Verlängerung) der Schließbasis 40 angeordnet sein, wie zum Beispiel an einer externen Oberfläche des Ansatzes 41, um in das innere Gewinde des zweiten Endes 162 des zweiten Energie absorbierenden Bauteils einzugreifen, oder können jede geeignete Konfiguration aufweisen.
-
Der zweite Energieabsorber 160 kann mit der Schließbasis 40 verbunden werden, so dass ein Spalt oder Zwischenraum zwischen einer äußeren Oberfläche 164 des zweiten Endes 162 und dem Ansatz 41 der Schließbasis 40 bereitgestellt wird. Der Abstand des Zwischenraums oder Spalts zwischen der Stirnfläche 164 und dem Ansatz 41 kann zuschneidbar oder anpassbar sein, beispielsweise basierend auf der Länge des Gurtbandes, welches extrahiert (z. B. abgerollt) wird, bevor die Stirnfläche 164 des zweiten Energiebauteils 160 in direkten Kontakt mit dem Ansatz 41 der Schließbasis 40 tritt. Wenn sich die Schließbasis 40 in der entriegelten Stellung befindet, kann die Drehung der Spule 20 den zweiten Energieabsorber 160 und die Schließbasis 40 gemeinsam drehen. Somit kann der zweite Energieabsorber 160 der Aufrollvorrichtung 10, wenn die Schließbasis 40 sich in der unverriegelten Stellung befindet, keinerlei Last tragen oder Energie absorbieren. Wenn die Schließbasis 40 anfänglich verriegelt (d. h. anfänglich in die verriegelte Stellung bewegt) wurde, dreht sich die Schließbasis 40 nicht mehr frei, wobei Drehung der Spule 20, beispielsweise durch eine durch einen Insassen verursachte Belastung des Gurtbandes während einer Fahrzeugabbremsung, den zweiten Energieabsorber 160 relativ zu der Schließbasis 40 dreht, wodurch der zweite Energieabsorber 160 in Richtung der Schließbasis 40 verdreht (z. B. geschraubt) wird. Der zweite Energieabsorber 160 dreht sich weiter relativ zu der Schließbasis 40, bis der Spalt oder Abstand zwischen der Stirnfläche 164 und dem Ansatz 41 verschwindet, und die Stirnfläche 164 und der Ansatz 41 sich in direktem Kontakt befinden. Bei einem solchen direkten Kontakt zwischen der Stirnfläche 164 und dem Ansatz 41 überträgt der zweite Energieabsorber 160 ein Drehmoment (z. B. ein zweites Drehmoment der Aufrollvorrichtung 10) von der Spule 20 auf die Schließbasis 40. Dementsprechend absorbiert in dieser Anordnung der zweite Energieabsorber 160 eine Last (z. B. eine zweite Last der Aufrollvorrichtung 10) und eine Energiemenge (z. B. eine zweite Energiemenge), wenn sich die Schließbasis 40 in der verriegelten Stellung befindet, beispielsweise um der Aufrollvorrichtung 10 ein zweites Niveau des Energiemanagements bereitzustellen.
-
Im Ergebnis kann die Aufrollvorrichtung 10 während eines Ereignisses zunächst kinetische Energie einer relativ kleinen Menge absorbieren oder reduzieren, welches zur Aufnahme relativ kleiner Insassen nützlich ist, aber wird nachfolgend eine größere Menge kinetischer Energie absorbieren oder reduzieren, wodurch größere Insassen aufgenommen werden können, für welche die anfängliche Menge der Energieabsorption oder -reduktion nicht vollständig ausreichend sein mag.
-
Die Aufrollvorrichtungen, die hierin offenbart werden, können zu derzeit produzierten Sicherheitsgurt-Systemen kompatibel sein und können deshalb in existierenden Fahrzeugen durch minimale Änderungen nachgerüstet werden. Zum Beispiel können die hierin offenbarten Aufrollvorrichtungen ausgebildet sein, die gleiche Spule wie in einer degressiven Aufrollvorrichtung zu verwenden, welches relativ einfache und wirtschaftliche Installationen ermöglicht. Ferner erreichen die hierin offenbarten Aufrollvorrichtungen Absorption oder Reduktion von kinetischer Energie (z. B. eines ersten Niveaus der Energieabsorption, eines zweiten Niveaus der Energieabsorption) mit einer minimalen Menge an Elektronik oder elektrischen Komponenten, oder keinen, im Vergleich zu herkömmlichen Aufrollvorrichtungen, wodurch ein einfaches, wirtschaftliches Design für eine Aufrollvorrichtung bereitgestellt wird, welche von einer Menge an kinetischer Energie-Absorption oder -Reduktion zu einer anderen wechselt. Da außerdem die ersten und zweiten Torsionselemente (oder der einheitliche zweite Energieabsorber und die Schließbasis) anfänglich aufeinander ausgerichtet werden können, ist es nicht erforderlich die ersten und zweiten Torsionselemente vor dem Wechsel von der anfänglichen Menge an Energieabsorption oder -reduktion zu der zweiten größeren Menge auszurichten. Ein solches Ausrichtungsproblem kann in Aufrollvorrichtungs-Systemen auftreten, welche zwischen Energieabsorptions- oder -reduktionsmengen umschalten, aber wird vorteilhaft durch die Aufrollvorrichtungen adressiert, die hierin offenbart werden.
-
Wie hierin verwendet, sind die Formulierungen „annähernd”, „ungefähr”, „im Wesentlichen” und ähnliche Formulierungen dazu vorgesehen, eine breite Bedeutung in Übereinstimmung mit der durch einen Fachmann, den Gegenstand dieser Offenbarung betreffend, allgemeinen und akzeptierten Verwendung aufzuweisen. Der Fachmann, der diese Offenbarung prüft, sollte verstehen, dass diese Formulierungen dazu vorgesehen sind, eine Beschreibung von bestimmten beschriebenen und beanspruchten Merkmalen zu ermöglichen ohne den Umfang dieser Merkmale auf die präzise bestimmten numerischen Bereiche zu beschränken. Demnach sollten diese Formulierungen als Hinweis interpretiert werden, dass nicht substantielle oder unbedeutende Modifikationen oder Veränderungen des beschriebenen und beanspruchten Gegenstandes als innerhalb des in den beigefügten Ansprüchen vorgetragenen Umfanges der Erfindung betrachtet werden.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass die hierin verwendete Formulierung „beispielhaft” zur Beschreibung verschiedener Ausführungsformen dazu vorgesehen ist, anzugeben, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Darstellungen und/oder Illustrationen von möglichen Ausführungsformen sind (und solch eine Formulierung nicht bedeuten soll, dass solche Ausführungsformen notwendigerweise außergewöhnliche oder superlative Beispiele sind).
-
Die hierin verwendeten Formulierungen „verbunden”, „gekoppelt” und dergleichen bedeuten eine direkte oder indirekte Verbindung von zwei Bauteilen miteinander. Solch eine Verbindung kann stationär (z. B. permanent) oder bewegbar (z. B. entfernbar oder lösbar) sein. Solch eine Verbindung kann mit den zwei Bauteilen oder mit den zwei Bauteilen und beliebigen weiteren dazwischen liegenden Bauteilen, die einstückig als ein einzelner einheitlicher Körper miteinander oder mit den zwei Bauteilen oder mit den zwei Bauteilen und beliebigen weiteren dazwischen liegenden Bauteilen verbunden sind, erreicht werden.
-
Referenzen hierin zu den Positionen der Elemente (das heißt „oben”, ”unten”, „oberhalb”, „unterhalb” usw.) werden lediglich zur Beschreibung der Orientierung von verschiedenen Elementen in den Figuren verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Orientierung der verschiedenen Elemente entsprechend anderer beispielhafter Ausführungsformen davon abweichen kann, und dass solche Variationen vorgesehen sind, in der vorliegenden Offenbarung mit eingeschlossen zu sein.
-
Es ist wichtig zu bemerken, dass der Aufbau und die Anordnung von Aufrollvorrichtungs-Mechanismen und -Systemen, wie in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen gezeigt, lediglich veranschaulichend sind. Obwohl nur einige wenige Ausführungsformen im Detail in dieser Offenbarung beschrieben worden sind, wird der Fachmann, der diese Offenbarung prüft, ohne weiteres zu würdigen wissen, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in Größe, Dimension, Struktur, Form und Proportionen der verschiedenen Elemente, Parameterwerte, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierung usw.), ohne grundlegend von der neuen Lehre und den Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstandes abzuweichen. Zum Beispiel können Elemente, die als einstückig ausgebildet ersichtlich sind, aus mehreren Teilen oder Elementen konstruiert sein, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Zahl der diskreten Elemente oder Positionen kann verändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Sequenz von jeglichem Prozess oder Verfahrensschritt kann gemäß alternativer Ausführungsformen variiert oder umgeordnet werden. Andere Substitutionen, Modifikationen, Veränderungen oder Auslassungen können ebenfalls im Design, in den Verfahrensbedingungen und der Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
