DE102010002218A1

DE102010002218A1 - Aufrollerbaugruppe

Info

Publication number: DE102010002218A1
Application number: DE102010002218A
Authority: DE
Inventors: Mark F. Sterling Heights Gray
Original assignee: TK Holdings Inc
Current assignee: TK Holdings Inc
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2010-10-21
Also published as: US20100213302A1; JP2010215226A

Abstract

Ein Aufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt weist eine Rolle auf, die dazu konfiguriert ist, zu rotieren, so dass der Sitzgurt auf die Rolle gewickelt und von der Rolle abgewickelt werden kann. Der Aufroller weist auch einen Torsionsstab auf, der in der Rolle angeordnet ist. Der Aufroller ist so konfiguriert, dass das innere und das äußere Element selektiv mit einem Verriegelungsmechanismus verbunden sind und so, dass während eines ersten Belastungszustands entweder das erste Ende des inneren Elementes oder das erste Ende des äußeren Elementes am Verriegelungsmechanismus fixiert sind und während einer zweiten Belastungssituation beide erste Enden des inneren und des äußeren Elementes mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden sind.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein das Gebiet der Sitzgurtaufroller, die zum Aufrollen von Sitzgurtbändern verwendet werden. Aufroller werden üblicherweise in Sitzgurtsystemen zur Rückhaltung von Insassen auf einem Fahrzeugsitz verwendet. Insbesondere betrifft diese Anmeldung eine Aufrollerbaugruppe, aufweisend ein Belastungsbegrenzungselement oder eine Torsionsstabbaugruppe, die eine verbesserte Insassensicherheit durch mehrere Stufen eines Energiemanagements bereitstellt.
Eine Sitzgurteinrichtung zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug bietet Sicherheit für einen Insassen durch Rückhaltung der Bewegung des Insassen während einer plötzlichen Verzögerung, die typischerweise durch einen dynamischen Aufprallvorgang des Fahrzeuges erzeugt wird. Eine typische Sitzgurteinrichtung weist ein Gurtband oder einen Gurt, ein Gurtschloss, ein Zungenelement zum Eingreifen in das Gurtschloss, einen Aufroller und ein Ankerelement auf. Aufroller weisen eine Rolle auf und wickeln das Gurtband durch die Verwendung einer Kraft, die häufig durch eine Feder erzeugt wird, in der Rückzugs- oder Aufwickelrichtung um die Rolle. Während einer Kollision oder anderer ähnlicher Ereignisse, die das Fahrzeug involvieren, kann der Aufroller dazu konfiguriert sein, dass Sitzgurtband in seiner Position zu hatten und zu verhindern, dass das Gurtband in der Rückzugs- oder Auszugsrichtung bewegt wird, um dabei die Bewegung des Insassen zu begrenzen.
Ein Sitzgurtaufroller kann eine Befähigung zur Belastungsabsorption aufweisen, um die Belastung, die im Falle eines Crashs oder eines ähnlichen, das Fahrzeug involvierenden Ereignisses auf den Insassen ausgeübt wird, zu reduzieren. Zum Beispiel kann ein Aufroller eine einzelne Belastungsbegrenzungseinrichtung aufweisen. Die Belastungsbegrenzungseinrichtung kann ein Torsionsstab sein, der sich torsionsdeformiert, wenn er einem Drehmoment ausgesetzt wird. Der Torsionsstab absorbiert Energie während der Deformation, die durch eine auf den Aufroller ausgeübte Belastung erzeugt wird, als Ergebnis einer plötzlichen Verzögerung des Fahrzeuges, der der Insasse ausgesetzt ist. Typischerweise wird ein Ende des Torsionsstabes festgehalten, während das andere Ende mit der Rolle gekoppelt ist und mit der Rolle rotiert. Wenn sich die Rückhaltekräfte auf das Gurtband erhöhen, gibt das Sitzgurtband eine entsprechende erhöhte Kraft an die Rolle des Aufrollers weiter, die ein sich vergrößerndes Drehmoment auf das nicht fixierte Ende des Torsionsstabes erzeugen. Wenn ein ausreichendes Drehmoment erreicht ist, wird der Torsionsstab torsionsdeformiert, absorbiert Energie und erlaubt dem Sitzgurtband den Auszug und stellt dabei eine Energieabsorption und eine verbesserte Sicherheit für den Insasse bereit.
Andere Aufroller können eine schaltbare, energieabsorbierende Konfiguration bereitstellen, die mehr als eine Belastungsbegrenzungseinrichtung aufweist. Es gibt zwei Arten schaltbarer Belastungsmanagement-Aufroller, wobei jede Art ihre Nachteile aufweist. Eine Art von schaltbaren Belastungsmanagement-Aufrollern weist zwei Belastungsbegrenzungseinrichtungen oder Torsionsstäbe auf, die in Reihe positioniert sind (d. h., beide sind benachbart und im Wesentlichen linear in der Rollenbaugruppe konfiguriert und weisen unterschiedliche Torsionsstärken auf). Die Torsionsstäbe sind im Wesentlichen Ende an Ende in der Rolle positioniert. Unter gewissen Umständen (z. B. weniger schwerer Crash, geringes Insassengewicht) wird nur ein Torsionsstab in Anspruch genommen, und unter anderen vorbestimmten Umständen (z. B. sehr schwerer Crash, hohes Insassengewicht) werden beide Torsionsstäbe in Anspruch genommen. Der Hauptnachteil dieser zweifachen, reihenartigen Torsionsstabkonfiguration ist, dass wenn die Schaltung oder Umschaltung eintritt und die zweite Belastungsbegrenzungseinrichtung mit der Rolle in Eingriff tritt, ein sofortiger Abfall in der Energieabsorption eintritt, da die zweite Belastungsbegrenzungseinrichtung eine erhöhte Dehnung oder Biegung auf sich nimmt, während sie in ihrem elastischen Bereich belastet wird. Später erhöht sich die Belastungsabsorption, wenn die zweite Belastungsbegrenzungseinrichtung von der elastischen in die plastische Deformation übergeht.
Die zweite Art von schaltbaren Belastungsmanagement-Aufrollern weist zwei Belastungsbegrenzungseinrichtungen oder Torsionsstäbe auf, die parallel zueinander positioniert sind. Üblicherweise ist ein Torsionsstab in der Rolle angeordnet und der andere ist außerhalb der Rolle angeordnet. Die beiden Torsionsstäbe haben unterschiedliche Torsionsstärken. Wenn eine Energieabsorption erforderlich ist, werden beide Torsionsstäbe in Anspruch genommen und befinden sich im Belastungspfad. Im Ergebnis leidet diese Konfiguration nicht unter Spitzen in der Belastung. Jedoch ist der Hauptnachteil, dass der Aufroller aufgrund des Erfordernisses zweier parallel zueinander angeordneter Aufroller ziemlich groß ist. Der Aufroller benötigt einen großen Raum im Fahrzeug, was üblicherweise unerwünscht ist. Entsprechend existiert ein Bedarf für einen Belastungsbegrenzungsaufroller, der während dynamischer Fahrzeugaufprallvorfälle eine Energieabsorption bereitstellen kann, während ein gleichmäßiges Belastungsmanagement in einem kleineren, kosteneffektiven Paket bereitgestellt wird.
Übersicht
Gegenstand zumindest einer offenbarten Ausführungsform ist es, eine Belastungsbegrenzungsaufrollerbaugruppe bereitzustellen, die während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorgangs Energie in einer gleichmäßigen Weise bezüglich der Zeit absorbiert, und zwei Stufen eines Energiemanagements oder einer Energieabsorption bereitzustellen, die in Abhängigkeit von der Schwere des Fahrzeugaufprallvorgangs aktiviert werden können. Diese Anmeldung stellt eine Belastungsbegrenzungsaufrollerbaugruppe mit verbessertem Insassenschutz bereit, die kosten-, massen-, und volumeneffizient ist.
Nach einem Ausführungsbeispiel weist die Aufrollerbaugruppe eine Rolle, einen in der Rolle angeordneten Torsionsstab, einen Verriegelungsmechanismus und einen Vorspannmechanismus auf. Die Rolle ist dazu konfiguriert, zu rotieren, um das Sitzgurtband aufzuwickeln oder abzuwickeln. Der Vorspannmechanismus spannt die Rotation der Rolle in der Aufwickelrichtung vor, um Durchhang zwischen dem Gurtband und dem Insassen zu entfernen. Der Verriegelungsmechanismus steht während Fahrzeugaufprallvorgängen in Eingriff, um eine Rotation der Rolle in die Abwickelrichtung zu verhindern und um ein Ausziehen des Sitzgurtbandes während des Aufpralls zu unterbinden. Der Torsionsstab ist mit einem inneren Element konfiguriert, das an einem Ende mit dem Verriegelungsmechanismus gekoppelt ist und an dem anderen Ende mit der Rolle gekoppelt ist, und beim In-Eingriff-treten des Verriegelungsmechanismus wird ein Drehmoment über das innere Element des Torsionsstabes übertragen, so dass es elastisch deformiert wird und plastisch nachgibt und Insassenenergie, die aufgrund des Aufprallvorfalls auf das Gurtband ausgeübt wird, absorbiert. Der Torsionsstab ist auch mit einem äußeren Element konfiguriert, das an einem Ende mit dem Verriegelungsmechanismus gekoppelt ist und in-Eingriff-bringbar an dem anderen Ende mit der Rolle gekoppelt ist. Während schwererer Fahrzeugaufprallvorfälle ist das äußere Element durch ein Eingriffselement mit der Rolle gekoppelt und überträgt ein Drehmoment über das äußere Element, so dass dieses elastisch deformiert und plastisch nachgibt und Insassenenergie, die aufgrund des Aufprallvorfalls auf das Gurtband ausgeübt wird, absorbiert. Somit übertragen bei schwereren Fahrzeugaufprallvorgängen sowohl das innere als auch das äußere Element ein Drehmoment und absorbieren Energie. Während weniger schweren Fahrzeugaufprallvorfällen bleiben die in Eingriff tretenden Elemente außer Eingriff mit dem äußeren Element des Torsionsstabes und erlauben dadurch ein Drehmoment lediglich über das innere Element des Torsionsstabes zu übertragen.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel weist eine Aufrollerbaugruppe eine Rolle, einen in der Rolle angeordneten Torsionsstab und einen Verriegelungsmechanismus auf. Die Rolle ist dazu konfiguriert, zu rotieren, um das Sitzgurtband aufzuwickeln oder abzuwickeln. Der Verriegelungsmechanismus ist während eines Fahrzeugaufprallvorfalls in Eingriff, um eine Rotation der Rolle in die Abwickelrichtung zu verhindern und einen Auszug des Sitzgurtbandes während des Aufpralls zu unterbinden. Der Torsionsstab ist mit einem inneren Element konfiguriert, das an einem Ende mit dem Verriegelungsmechanismus gekoppelt ist und an dem anderen Ende mit der Rolle gekoppelt ist, und beim in-Eingriff-treten des Verriegelungsmechanismus wird ein Drehmoment über das innere Element des Torsionsstabes übertragen, so dass es elastisch deformiert wird und plastisch nachgibt und Insassenenergie, die aufgrund des Aufprallvorfalls auf das Gurtband ausgeübt wird, absorbiert. Der Torsionsstab ist auch mit einem äußeren Element konfiguriert, das an einem Ende mit der Spule gekoppelt ist und an dem anderen Ende in-Eingriff-bringbar mit dem Verriegelungsmechanismus gekoppelt ist. Während schwererer Fahrzeugaufprallvorfälle ist das äußere Element durch ein Eingriffselement mit dem Verriegelungsmechanismus gekoppelt und überträgt ein Drehmoment über das äußere Element, so dass es elastisch deformiert wird und plastisch nachgibt und Insassenenergie, die aufgrund des Aufprallvorfalls auf das Gurtband ausgeübt wird, absorbiert. Somit übertragen bei schwereren Fahrzeugaufprallvorfällen sowohl das innere als auch das äußere Element ein Drehmoment und absorbieren Energie. Während weniger schweren Fahrzeugaufprallvorfällen bleiben die Eingriffselemente außer Eingriff mit dem äußeren Element des Torsionsstabes und erlauben somit ein Drehmoment lediglich über das innere Element des Torsionsstabes zu übertragen.
Nach einem anderen Ausführungsbeispiel weist eine Aufrollerbaugruppe eine Rolle, einen in der Rolle angeordneten Torsionsstab, einen Verriegelungsmechanismus und einen Vorspannmechanismus auf. Die Rolle ist dazu konfiguriert, zu rotieren, um das Sitzgurtband aufzuwickeln oder abzuwickeln. Der Vorspannmechanismus spannt die Rotation der Rolle in der Aufwickelrichtung vor, um Durchhang zwischen dem Gurtband und dem Insassen zu entfernen. Der Verriegelungsmechanismus steht während Fahrzeugaufprallvorgängen in Eingriff, um eine Rotation der Rolle in die Abwickelrichtung zu verhindern und um ein Ausziehen des Sitzgurtbandes während des Aufpralls zu unterbinden. Der Torsionsstab ist mit einem inneren Element und einem äußeren Element konfiguriert, die im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Torsionsstabes in Kontakt sind. Das innere Element ist an einem Ende mit dem Verriegelungsmechanismus gekoppelt und an dem anderen Ende mit der Rolle, und beim in-Eingriff-treten des Verriegelungsmechanismus wird ein Drehmoment über das innere Element des Torsionsstabes übertragen, so dass es elastisch deformiert wird und plastisch nachgibt und Insassenenergie, die aufgrund des Aufprallvorfalls auf das Gurtband ausgeübt wird, absorbiert. Das äußere Element ist an einem Ende mit dem Verriegelungsmechanismus und an dem anderen Ende in-Eingriff-bringbar mit der Spule gekoppelt. Während schwererer Fahrzeugaufprallvorfälle ist das äußere Element durch ein Eingriffselement mit der Rolle gekoppelt und überträgt ein Drehmoment über das äußere Element, so dass es elastisch deformiert wird und plastisch nachgibt und Insassenenergie, die aufgrund des Aufprallvorfalls auf das Gurtband ausgeübt wird, absorbiert. Somit übertragen bei schwereren Fahrzeugaufprallvorfällen sowohl das innere als auch das äußere Element ein Drehmoment und absorbieren Energie. Während weniger schweren Fahrzeugaufprallvorfällen bleiben die Eingriffselemente außer Eingriff mit dem äußeren Element des Torsionsstabes und erlauben somit ein Drehmoment lediglich über das innere Element des Torsionsstabes zu übertragen.
Kurze Beschreibung
1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Sicherheitssystems zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug, das direkt in eine Sitzbaugruppe eingebaut ist.
2 ist eine andere beispielhafte Ausführungsform eines Sicherheitssystems.
3 ist noch eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Sicherheitssystems.
4 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Aufrollerbaugruppe zur Verwendung in einem Sicherheitssystem, so wie das Sicherheitssystem nach 1.
5 ist eine andere beispielhafte Ausführungsform einer Aufrollerbaugruppe zur Verwendung in einem Sicherheitssystem, so wie das Sicherheitssystem nach 1.
6 ist eine Seitenansicht der Aufrollerbaugruppe nach 5 mit einem äußeren Element in dem nicht belasteten oder nicht verriegelten Zustand.
7 ist eine perspektivische Ansicht der Aufrollerbaugruppe nach 5 mit dem äußeren Element in dem nicht belasteten oder nicht verriegelten Zustand.
8 ist eine Seitenansicht der Aufrollerbaugruppe nach 5 mit dem äußeren Element in dem belasteten oder verriegelten Zustand.
9 ist eine perspektivische Ansicht der Aufrollerbaugruppe nach 5 mit dem äußeren Element in dem belasteten oder verriegelten Zustand.
10 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Torsionsstabbaugruppe vor der Kopplung des äußeren und inneren Elementes zur Verwendung in einem Aufrollermechanismus, wie der Aufrollerbaugruppe nach 4.
11 ist eine beispielhafte Ausführungsform einer Torsionsstabbaugruppe nach Kopplung des äußeren und inneren Elementes zur Verwendung in einer Aufrollermechanismusbaugruppe, wie der Aufrollerbaugruppe nach 4.
12 ist eine Grafik, die die Rückhaltekraft über der Zeit darstellt.
13 ist eine Grafik, die die Rückhaltekraft über der Zeit darstellt.
Detaillierte Beschreibung
Bezugnehmend auf 1 ist eine beispielhafte Ausführungsform eines Sicherheits- oder Sitzgurtsystems 20 gezeigt und weist eine Sitzbaugruppe 42, einen Gurtschlossmechanismus 24, ein Ankerelement 25, ein Zungenelement 26, ein Gurtband 27 und eine Aufrollerbaugruppe 30 auf. Das Gurtband 27 kann an einem Ende mit dem Ankerelement 25 gekoppelt sein und kann an dem anderen Ende mit der Aufrollerbaugruppe 30 gekoppelt sein. Das Ankerelement 25 kann schwenkbar mit der Sitzbaugruppe 42 gekoppelt sein und die Aufrollerbaugruppe 30 kann fest mit der Sitzbaugruppe 42 gekoppelt sein. Alternativ kann die Aufrollerbaugruppe 30 auf dem Boden des Fahrzeuges montiert sein. Das Zungenelement 26 kann gleitend mit dem Gurtband 27 gekoppelt sein, so dass das Zungenelement 26 entlang der Länge des Gurtbandes 27 bewegbar ist. Das Zungenelement 26 kann außer-Eingriff-bringbar mit dem Gurtschlossmechanismus 24 gekoppelt sein, der schwenkbar mit der Sitzbaugruppe 22 oder einem Bereich des Fahrzeuges, wie zum Beispiel dem Boden, gekoppelt sein kann.
Wie in 1 gezeigt, weist das Sitzgurtsystem 20 zahlreiche Komponenten (z. B. Gurtschlossmechanismus 24, Ankerelement 25, Zungenelement 26, Gurtband 27, Aufrollerbaugruppe 30) auf, die in die Sitzbaugruppe 42 integriert sind, so dass das Sicherheitssystem 20 alle Belastungen bewältigt, die während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorfalls auf das Gurtband 27 ausgeübt werden. Gemäß anderen Ausführungsformen können die Sicherheitskomponenten (z. B. Gurtschlossmechanismus 24, Ankerelement 25, Zungenelement 26, Gurtband 27, Aufrollerbaugruppe 30) nicht direkt in die Sitzbaugruppe 20 integriert sein und können mit dem Fahrzeug oder anderen Fahrzeugkomponenten gekoppelt sein.
Bezugnehmend auf 2 wird eine andere beispielhafte Ausführungsform eines Sichersystems 20 gezeigt und weist zumindest eine Belastungsbegrenzungseinrichtung 21, einen Gurtschlossmechanismus 24, ein Ankerelement 25, ein Zungenelement 26, ein Gurtband 27, ein D-Ringelement 28 und einer Aufrollerbaugruppe 30 auf. Das Gurtband 27 kann an einem Ende mit der Aufrollerbaugruppe 30 gekoppelt sein und kann an dem anderen Ende mit einer ersten Belastungsbegrenzungseinrichtung 21 gekoppelt sein, die auch mit dem Ankerelement 25 gekoppelt ist. Das D-Ringelement 28 weist einen Schlitz auf, der gleitend mit dem Gurtband 27 gekoppelt sein kann, und weist ein Loch auf, das schwenkbar mit dem Fahrzeug gekoppelt sein kann. Das Zungenelement 26 kann gleitend mit dem Gurtband 27 gekoppelt sein, so dass das Zungenelement 26 entlang der Länge des Gurtbandes 27 bewegbar ist. Das Zungenelement 26 kann außer Eingriff bringbar mit dem Gurtschlossmechanismus 24 gekoppelt sein, das mit einer zweiten Belastungsbegrenzungseinrichtung 21 gekoppelt sein kann. Die Aufrollerbaugruppe 30, das Ankerelement 25 und die zweite Belastungsbegrenzungseinrichtung 21 können mit dem Fahrzeug oder einer anderen Komponente innerhalb des Fahrzeuges, wie zum Beispiel einem Sitz, gekoppelt sein.
Das in der 2 gezeigte System weist zwei Arten von Sitzgurtvorspannern auf. An dem Ankerende des Sitzgurtes benachbart zur Belastungsbegrenzungseinrichtung 21 ist ein zylinderkolbenartiger Vorspanner vorgesehen. Ein Kolben wird in einem Zylinder gefeuert, üblicherweise durch eine pyrotechnische Einrichtung, um das Sitzgurtband entsprechend zu ziehen und den Sitzgurt zu straffen. Der Aufroller kann auch einen Vorspanner 40 aufweisen. Der Vorspanner kann durch eine explosive Ladung aktiviert werden, die während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorfalles von hoher Geschwindigkeit schnell Gas generiert, um Druck zu erzeugen, um einen Kolben zu bewegen, der ein Gestell, Kugellager oder irgendwelche anderen Elemente antreiben kann, die über einen Zahneingriff mit einem Zahnrad gekoppelt sein können. Das Zahnrad kann direkt oder indirekt über ein Element oder eine Nabe mit einem Torsionsschaft oder -stab, der mit der Rolle gekoppelt ist, gekoppelt sein, wobei eine Rotation des Zahnrads ein Drehmoment über den Torsionsstab in die Rolle überträgt und ein Drehmoment zum Zurückziehen des Gurtbandes und Spannen des Sitzgurtes erzeugt. Die Vorspanner können ausgelöst werden, wenn Sensoren auf dem Fahrzeug einen Aufprallvorfall detektieren und sind typischerweise dazu ausgebildet, bei Hochgeschwindigkeitsaufprällen ausgelöst zu werden. Obwohl zwei Vorspanner in 2 gezeigt sind, kann ein Sitzgurtsystem einen, zwei oder keinen Vorspanner aufweisen.
Bezugnehmend auf die 3 wird eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Sicherheitssystems 20 gezeigt und weist ein Ankerelement 24, ein Zungenelement 26, ein Gurtband 27, ein D-Ringelement 28 und eine Aufrollerbaugruppe 30 auf. Das Gurtband 27 kann an einem Ende mit der Aufrollerbaugruppe 30 und an dem anderen Ende mit dem Ankerelement 25 gekoppelt sein. Das D-Ringelement 28 weist einen Schlitz auf, der gleitend mit dem Gurtband 27 gekoppelt sein kann und weist ein Loch auf, das schwenkbar mit dem Fahrzeug gekoppelt sein kann. Das Zungenelement 26 kann gleitend mit dem Gurtband 27 gekoppelt sein, so dass das Zungenelement 26 entlang der Länge des Gurtbandes 27 bewegbar ist. Die Aufrollerbaugruppe 30 und das Ankerelement 25 können mit dem Fahrzeug oder einer anderen Komponente innerhalb des Fahrzeuges, wie zum Beispiel einem Sitz, gekoppelt sein.
Bezugnehmend auf 4 wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Aufrollerbaugruppe 30 zur Verwendung in einem Sicherheitssystem 20 gezeigt und weist einen Vorspanner 40, eine Rolle 32, eine zwei-Belastungsniveau-Torsionsstabbaugruppe 50, einen Rahmen 44, einen Verriegelungsmechanismus 38, und eine Verriegelungsbasis 36 auf. Das zweite Ende 34 der Rolle 32 kann lösbar mit dem Vorspanner 40 gekoppelt sein, wobei das Feuern des Vorspanners 40 die Kopplung in Eingriff bringt und die Rolle 32 (und somit das Sitzgurtband 27) in die Rückzugsrichtung rotiert. Die zweiten Ende 54, 58 der Torsionsstabbaugruppe 50 können mit dem zweiten Ende 34 der Rolle 32 gekoppelt sein, das erste Ende 53 des inneren Elementes 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 kann mit der Verriegelungsbasis 36 gekoppelt sein und das erste Ende 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsstabbaugruppe 50 kann lösbar mit den Eingriffselementen 46 gekoppelt sein. Die Eingriffselemente 46 schwenken um die Verriegelungsbasis 36 in und außer Eingriff mit dem ersten Ende 57 des äußeren Elementes 56 der Fusionsstabbaugruppe 50. Die Verriegelungsbasis 36 kann lösbar mit dem Verriegelungsmechanismus 38 und/oder dem Rahmen 44 durch ein Verriegelungsverfahren gekoppelt werden, wenn der Verriegelungsmechanismus 38 ausgelöst wird. Dieses Verriegelungsverfahren kann nach einer beispielhaften Ausführungsform durch eine Klaue erreicht werden, die mechanisch ausgelöst werden kann (z. B. Federkraft). Nach einer anderen Ausführungsform kann die Klaue durch Trägheit ausgelöst werden.
Die Aufrollerbaugruppe 30 weist einen Torsionsstab oder eine Torsionsstabbaugruppe 50 auf, die zu konfiguriert ist, unterschiedliche Stufen einer Torsionsstärke bereitzustellen, um unterschiedliche Energieabsorptionscharakteristika bereitzustellen. Während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorfalls, der eine Belastung mit niedrigem Niveau (d. h. niedrige Rückhaltekräfte an den Insassen) weitergibt, kann der Verriegelungsmechanismus 38 in die Verriegelungsbasis 36 durch ein Verriegelungsverfahren eingreifen (und somit mit dem ersten Ende 53 des inneren Elementes 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 in Eingriff treten), aber das erste Ende 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsstabbaugruppe 50 bleibt außer Eingriff mit der Verriegelungsbasis 36, da das Eingriffselement 46 nicht mit dem ersten Ende 57 in Eingriff steht. Somit kann das Sicherheitssystem 20 während Belastungen mit niedrigem Niveau die Konfiguration für Niedrigniveaubelastungen der Aufrollerbaugruppe 30 verwenden, wodurch Torsionsbelastung nur über das innere Element 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 erfolgt. Die mit dem Rahmen 44 durch den Verriegelungsmechanismus 38 gekoppelte Verriegelungsbasis 36 hält das erste Ende 53 des inneren Elementes 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 fest, während die Rückhaltekräfte vom Insassen zum Sitzgurtband 27 zur Rolle 32 übertragen werden und ein Drehmoment um die Rotations- oder Längsachse 64 der Rolle 32 induzieren. Die zweiten Enden 54, 58 der mit der Rolle 32 gekoppelten Torsionsstabbaugruppe 50 werden dem Drehmoment ausgesetzt. Im Ergebnis bewältigt die Torsionsstabbaugruppe 50 die Belastung mit niedrigem Niveau, indem sie sich elastisch und plastisch zwischen ihren Enden lediglich über den Torsionsabschnitt 55 des inneren Elementes 52 deformiert.
Während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorfalls, der Belastungen mit hohem Niveau (d. h., hohe Rückhaltekräfte an den Insassen) weitergibt, kann der Verriegelungsmechanismus 38 durch ein Verriegelungsverfahren mit der Verriegelungsbasis 36 in Eingriff treten. Der Verriegelungsmechanismus tritt in Eingriff mit dem ersten Ende 53 des inneren Elementes 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 und kann auch durch die Eingriffselemente 46 mit dem ersten Ende 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsstabbaugruppe in Eingriff treten. Somit kann das Sicherheitssystem 20 während Belastungsvorfällen mit hohem Niveau die Konfiguration für Hochniveaubelastungen der Aufrollerbaugruppe 30 verwenden, wodurch eine Torsionsbelastung sowohl über das innere als auch das äußere Element 52, 56 der Torsionsstabbaugruppe 50 erfolgt. Die Verriegelungsbasis 36 ist mit dem Rahmen 44 durch den Verriegelungsmechanismus 38 gekoppelt und hält das erste Ende 53 des inneren Elementes 52 und das erste Ende 57 des äußeren Elementes 56 fest, während Rückhaltekräfte vom Insassen zum Sitzgurtband 27 zur Spule 32 übertragen werden und ein Drehmoment um die Rotationachse 64 der Rolle 32 induzieren. Die zweiten Enden 54, 58 der Torsionsstabbaugruppe 50 sind mit der Rolle 32 gekoppelt und sind dem vom Sitzgurt auf die Spule ausgeübten Drehmoment ausgesetzt. Die Torsionsstabbaugruppe 50 bewältigt die Belastung mit hohem Niveau, indem sie sich elastisch und plastisch zwischen ihren Enden über sowohl das innere als auch das äußere Element deformiert.
Nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann die Belastung mit niedrigem Niveau auch durch das ledigliche Belasten des ersten Endes 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsstabbaugruppe 50 bewältigt werden. In dieser Konfiguration ist das erste Ende 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsstabbaugruppe 50 mit der Verriegelungsbasis 36 gekoppelt, und das erste Ende 53 des inneren Elementes 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 ist durch die Eingriffselemente 46 lösbar mit der Verriegelungsbasis 36 gekoppelt.
Nach einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Eingriffselement 46 eine Klaue sein, und nach anderen Ausführungsformen kann ein Eingriffselement 46 ein Zahnrad oder eine verwendbare Einrichtung oder ein Verfahren sein, die eine lösbare Kopplung bereitstellt. Während Belastungen mit hohem Niveau kann das Eingriffselement 46 in Eingriff treten und das erste Ende 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsstabbaugruppe 50 mit der Verriegelungsbasis 36 koppeln, und, im Ergebnis, erfolgt die Belastung über beide Abschnitte (inneres und äußeres Element 52, 56), um die höheren Rückhaltekräfte zu bewältigen und den Insassenschutz zu verbessern. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Eingriffselement 46 während einer Belastung mit hohem Niveau in Eingriff treten und das erste Ende 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsbaugruppe 50 mit dem ersten Ende 33 der Rolle 32 koppeln, und die Belastung würde sowohl über das innere als auch das äußere Element 52, 56 erfolgen, um die höheren Rückhaltekräfte zu bewältigen und den Insassenschutz zu verbessern.
Bezugnehmend auf 5 wird eine andere beispielhafte Ausführungsform einer Aufrollerbaugruppe 130 zur Verwendung in einem Sicherheitssystem 20 gezeigt und weist einen Vorspanner 140, eine Rolle 132, einen Torsionsstab oder eine Torsionsstabbaugruppe 150, einen Rahmen 144, einen Verriegelungsmechanismus 138 und eine Verriegelungsbasis 136 auf. Das zweite Ende 134 der Rolle 132 kann lösbar mit dem Vorspanner 140 gekoppelt sein, wobei das Feuern des Vorspanners 140 die Kopplung einrückt und die Rolle 132 und das Sitzgurtband 27 in der Rückzugsrichtung rotiert. Die zweiten Enden 154, 158 der Torsionsstabbaugruppe 150 können mit der Verriegelungsbasis 136 gekoppelt sein, das erste Ende 153 des inneren Elementes 152 der Torsionsstabbaugruppe 150 kann mit dem zweiten Ende 134 der Rolle 132 gekoppelt sein und das erste Ende 157 des äußeren Elementes 156 der Torsionsstabbaugruppe 150 kann lösbar mit den Eingriffselementen 146 gekoppelt sein. Die Eingriffselemente 146 schwenken um die Rolle 132 in und außer Eingriff mit dem ersten Ende 157 des äußeren Elementes 156 der Torsionsstabbaugruppe 150. Die Verriegelungsbasis 136 kann lösbar mit dem Verriegelungsmechanismus 138 und/oder dem Rahmen 144 durch ein Verriegelungsverfahren gekoppelt werden, wenn der Verriegelungsmechanismus 138 ausgelöst wird. Dieses Verriegelungsverfahren kann nach einer beispielhaften Ausführungsform durch eine Klaue erreicht werden, die mechanisch ausgelöst werden kann (z. B. Federkraft). Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Klaue durch Trägheit ausgelöst werden.
Die Aufrollerbaugruppe 130, die unter Verwendung einer zwei-Belastungsniveau Torsionsstabbaugruppe 150 Baugruppe 150 aufgebaut ist, kann unterschiedliche Stufen einer Torsionsstärke bereitstellen, um eine verbesserte Sicherheit in Abhängigkeit der Schwere des Vorfalls bereitzustellen. Während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorfalls, der eine Belastung mit niedrigem Niveau (d. h. niedrige Rückhaltekräfte an den Insassen) weitergibt, kann der Verriegelungsmechanismus 138 in die Verriegelungsbasis 136 durch ein Verriegelungsverfahren eingreifen und so die beiden zweiten Enden 154, 158 der Torsionsstabbaugruppe 150 verriegeln. Das erste Ende 153 des inneren Elementes 152 der Torsionsstabbaugruppe 150 tritt in Eingriff mit dem zweiten Ende 134 der Rolle 132, aber das erste Ende 157 des äußeren Elementes 156 der Torsionsstabbaugruppe 150 bleibt außer Eingriff mit dem Eingriffselement 146. Somit kann das Sicherheitssystem 20 während Belastungsvorfällen mit niedrigem Niveau die Konfiguration für Niedrigniveaubelastungen der Aufrollerbaugruppe 130 verwenden, wodurch Torsionsbelastung lediglich über das innere Element 152 der Torsionsstabbaugruppe 150 erfolgt. Die mit dem Rahmen 144 durch den Verriegelungsmechanismus 138 gekoppelte Verriegelungsbasis 136 hält das zweite Ende 154 des inneren Elementes 152 der Torsionsstabbaugruppe 150 fest, während Rückhaltekräfte vom Insassen zum Sitzgurtband 27 zur Spule 132 übertragen werden und ein Drehmoment um die Rotationsachse 164 der Rolle 132 induzieren. Das mit der Rolle 132 gekoppelte erste Ende 153 des inneren Elementes 152 der Torsionsstabbaugruppe 150 wird diesem Drehmoment ausgesetzt, und die Torsionsstabbaugruppe 150 bewältigt die Belastung mit niedrigem Niveau (die Insassenrückhaltekräfte reduzierend), indem sie sich elastisch und plastisch zwischen ihren Enden lediglich über den Torsionsabschnitt 155 des inneren Elementes 152 deformiert.
Während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorfalls, der Belastungen mit hohem Niveau (d. h., hohe Rückhaltekräfte an den Insassen) weitergibt, kann der Verriegelungsmechanismus 138 durch ein Verriegelungsverfahren mit der Verriegelungsbasis 136 in Eingriff treten und so die beiden zweiten Enden 154, 158 der Torsionsstabbaugruppe 150 verriegeln. Das erste Ende 153 des inneren Elementes 152 der Torsionsstabbaugruppe 150 tritt in Eingriff mit dem zweiten Ende 134 der Rolle 132, und das erste Ende 157 des äußeren Elementes 156 der Torsionsstabbaugruppe 150 tritt in Eingriff mit dem Eingriffselement 146. Somit kann das Sicherheitssystem 20 während Belastungsvorfällen mit hohem Niveau die Konfiguration für Hochniveaubelastungen der Aufrollerbaugruppe 130 verwenden, wodurch eine Torsionsbelastung sowohl über das innere als auch das äußere Element 152, 156 der Torsionsstabbaugruppe 50 erfolgt. Die Verriegelungsbasis 136 ist mit dem Rahmen 144 durch den Verriegelungsmechanismus 138 gekoppelt und hält die beiden zweiten Enden 154, 158 fest, während Rückhaltekräfte vom Insassen zum Sitzgurtband 27 zur Spule 32 übertragen werden und ein Drehmoment um die Rotationachse 164 der Rolle 132 induzieren. Die ersten Enden 153, 157 der mit der Rolle 132 gekoppelten Torsionsstabbaugruppe 150 sind diesem Drehmoment ausgesetzt, und die Torsionsstabbaugruppe 150 bewältigt die Belastung mit hohem Niveau (die Insassenrückhaltekräfte reduzierend), indem sie sich elastisch und plastisch zwischen ihren Enden über beide Abschnitte (inneres und äußeres Element) deformiert.
Bezugnehmend auf 6 und 7 wird ein Bereich der Aufrollerbaugruppe 230 gezeigt, um ein Außer-Eingriff-treten zwischen dem ersten Ende 257 des äußeren Elementes 256 der Torsionsstabbaugruppe 250 und den Eingriffselementen 246 für Belastungen mit niedrigem Niveau darzustellen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform können die Eingriffselemente 246 bezüglich des Verriegelungsbestandteils 260 des ersten Endes 257 der Torsionsstabbaugruppe 250 durch eine Kraft (z. B. Feder, Elektromagnet oder andere Einrichtung) in der nichtverriegelten oder ausgerückten Position gehalten werden, wodurch die Eingriffselemente 246 während der Belastung mit niedrigem Niveau rotieren können, ohne ein Drehmoment in das erste Ende 257 des äußeren Elementes 256 der Torsionsstabbaugruppe 250 zu übertragen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform weist die Aufrollerbaugruppe 230 drei Eingriffselemente 246 auf, die im Wesentlichen äquidistant voneinander beabstandet sind in der radialen Richtung. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Aufrollerbaugruppe 230 eine beliebige Zahl an Eingriffselementen 246 aufweisen, die irgendwo um die Rotationsachse 264 angeordnet sind.
Bezugnehmend auf 8 und 9 wird ein Bereich einer Aufrollerbaugruppe 230 gezeigt, um ein in Eingriff treten zwischen dem ersten Ende 257 des äußeren Elementes 256 der Torsionsstabbaugruppe 250 und den Eingriffselementen 246 für Belastungen mit hohem Niveau darzustellen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verlagert sich das Ringelement 247 während eines dynamischen Fahrzeugaufprallvorfalls, der Belastungen mit hohem Niveau (d. h., hohe Rückhaltekräfte an den Insassen) weitergibt, in Richtung auf die Eingriffselemente 246 entlang der Rotationsachse 264. Diese Verlagerung kann durch eine explosive Einrichtung (z. B. pyrotechnisch), eine elektromagnetische Einrichtung oder eine andere verwendbare Einrichtung erreicht werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das Eingriffselement 246 einen Nocken oder eine Rampenoberfläche aufweisen, die mit der Vorderkante des Ringelementes 247 in Eingriff tritt, wobei bei fortschreitender Verlagerung des Ringelementes 247 in die Richtung auf das Eingriffselement 246 diese Verlagerung eine Rotation der Eingriffselemente 246 in Richtung auf die Innenseite der Aufrollerbaugruppe 230 und ein In-Eingriff-treten mit dem Verriegelungsbestandteil 260 des ersten Endes 257 des äußeren Elementes 256 der Torsionsstabbaugruppe 250 bedingt. Das Ringelement 247 kann die Verlagerung beenden und in einer Position fixiert bleiben, die verhindert, dass die Eingriffselemente 246 außer Eingriff mit dem ersten Ende 257 treten. Sobald die Eingriffselemente 246 mit dem ersten Ende 257 der Torsionsstabbaugruppe 250 verriegelt sind, kann ein Drehmoment durch die Rolle 232 in das äußere Element 256 der Torsionsstabbaugruppe 250 übertragen werden. Gemäß anderen Ausführungsformen kann das Eingriffselement 246 mit anderen Verfahren rotiert werden.
Bezugnehmend auf 10 wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Torsionsstabbaugruppe 50 (Belastungsbegrenzungseinrichtung) vor einem Koppeln des inneren Elementes 52 und des äußeren Elementes 56 gezeigt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das innere Element 52 aus Stahl, einer Legierung oder einem anderen Material gefertigt sein, das die notwendigen mechanischen (z. B. Stärke) Eigenschaften aufweist, um das vorbestimmte Drehmoment absorbieren zu können, und kann durch konventionelle Verfahren wie Schmieden, Räumen, Spanen oder jeder Kombination hiervon hergestellt sein. Das innere Element 52 weist ein erstes Ende 53 und ein zweites Ende 54 auf, wobei jedes Ende dazu konfiguriert sein kann, ein Drehmoment zu übertragen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das erste und das zweite Ende 53, 54 ein männliches Schlüsselnut-Bestandteil (z. B. Keil, Polygon, sternenförmig) aufweisen, das in ein entsprechendes weibliches Bestandteil eines gekoppelten Elementes eingreifen kann und dadurch ein Drehmoment zwischen den beiden Elementen übertragen kann. Das erste Ende 53 des inneren Elementes 52 kann mit der Verriegelungsbasis 36 gekoppelt sein, und das zweite Ende 54 des inneren Elementes 52 kann mit dem zweiten Ende 34 der Rolle 32 gekoppelt sein (das mit dem Vorspanner 40 gekoppelt sein kann). Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das äußere Element 56 vor dem Koppeln mit dem inneren Element eine relativ dünnwandige Röhre mit einem ersten Ende 57 sein, das mit einer gebördelten Wand konfiguriert ist, die im Wesentlichen senkrecht zu der Rotationsachse 64 und der Basiswand 59 des äußeren Elementes 56 verläuft. Die gebördelte Wand des ersten Endes 57 des äußeren Elementes 56 kann zumindest einen Verriegelungsbestandteil 60 (z. B. Verriegelungszähne, Ratschenstufen) entlang der äußeren Oberfläche aufweisen, und während einer Belastung mit hohem Niveau tritt das Eingriffselement 46 in Eingriff mit dem Verriegelungsbestandteil 60, um ein Drehmoment zu übertragen. Das äußere Element 56 kann weiterhin ein zweites Ende 58 aufweisen, das vor der Kopplung mit dem inneren Element 52 eine Erweiterung der Basiswand 59 sein kann. Das äußere Element 56 kann aus Stahl, einer Legierung oder einem anderen Material gefertigt sein, das die notwendigen mechanischen (z. B. Stärke) Eigenschaften aufweist, um das vorbestimmte Drehmoment absorbieren zu können, und kann durch konventionelle Verfahren wie Schmieden, Prägen, Extrudieren, Bandprofilieren oder jeder Kombination hiervon hergestellt sein.
Gemäß anderen Ausführungsformen kann das innere Element 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 eine Vielzahl miteinander gekoppelter Teile aufweisen. Zum Beispiel können die Enden 53, 54 des inneren Elementes 52 separate Elemente sein, die durch ein Gießverfahren (oder ein anderes verwendbares Verfahren) aus Stahl gefertigt sind (oder aus anderen verwendbaren Materialien) und zwei Schlüsselnut-Bestandteile aufweisen, um ein Drehmoment zu übertragen, nämlich ein inneres und ein äußeres Bestandteil. Der Torsionsabschnitt 55 des inneren Elementes 52 kann durch einen Extrusionsprozess (oder andere verwendbare Prozesse) aus Stahl (oder anderen verwendbaren Materialien) hergestellt sein und ein äußeres Schlüsselnut-Bestandteil an jedem Ende zum Übertragen von Drehmomenten aufweisen. Die Enden 53, 54 können durch Anwenden eines Kopplungsverfahrens auf den Torsionsabschnitt 55 gekoppelt werden, wodurch die innere Schlüsselnut der Enden 53, 54 mit den äußeren Schlüsselnut-Bestandteilen der Enden des Torsionsabschnittes 55 gekoppelt werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann dieses Kopplungsverfahren ein Pressanschließen sein und gemäß einer anderen Ausführungsform kann es ein Schweißen oder Räumen sein. Gemäß anderen Ausführungsformen können die Enden 53, 54 des inneren Elementes 52 andere Bestandteile aufweisen, um das vorbestimmte Drehmoment zu übertragen (z. B. weibliche Schlüsselnuten die mit männlichen Schlüsselnuten, Getrieben, Magneten koppeln). Gemäß anderen Ausführungsformen können die ersten und zweiten Enden des inneren Elementes mit anderen Komponenten gekoppelt werden, z. B. direkt mit einem Vorspanner 40, einem Nocken, einer Nabe, einem Gehäuse, einem Verriegelungsmechanismus 38 oder einer anderen Komponente einer Energiemanagementaufrollerbaugruppe 30.
Bezugnehmend auf die 11 wird eine beispielhafte Ausführungsform einer Torsionsstabbaugruppe 50 (Belastungsbegrenzungseinrichtung) gezeigt, nachdem das äußere Element 56 mit dem inneren Element 52 gekoppelt wurde. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann das äußere Element 56 durch ein magnetisches Puls-Umformen oder ein magnetisches Puls-Crimpen mit dem inneren Element 52 gekoppelt werden, wobei ein Hochenergiestrom durch eine Spule entladen wird, die das äußere Element 56 umgibt und ein starkes magnetisches Feld induziert. Elektromagnetische Kräfte zwischen der Spule und dem äußeren Element werden durch das starke magnetische Feld erzeugt, das bewirkt, dass die Basiswand 59 des äußeren Elementes 56 auf die äußere Form des inneren Elementes 52 kollabiert und der äußeren Form entspricht, einschließlich aller drehmomentübertragenden Bestandteile, wie das Drehmomentübertragungsbestandteil des zweiten Endes 54 des inneren Elementes 52. Nach der Kopplung des äußeren Elementes 56 mit dem inneren Element 52 bleibt die gebördelte Wand des ersten Endes 57 des äußeren Elementes 56 im Wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse 64 der Torsionsstabbaugruppe 50. Gemäß anderen Ausführungsformen kann das äußere Element der Torsionsstabbaugruppe 50 mit dem inneren Element durch andere Verfahren, wie z. B. Hydroumformen oder Explosivumformen, gekoppelt werden.
Die Kopplung des inneren Elementes 52 mit dem äußeren Element 56 erzeugt einen torsionsmäßig schwächeren Abschnitt (im Vergleich zum Rest des Torsionsstabes), der die Basiswand 59 des äußeren Elementes 56 oberhalb des Torsionsabschnitts 55 des inneren Elementes 52 aufweist, und es ist dieser Abschnitt, der dazu ausgebildet ist, sich elastisch zu deformieren und plastisch nachzugeben, wenn er einer Torsionsbelastung ausgesetzt wird. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die in der 11 gezeigte Torsionsstabbaugruppe 50 ein zwei-Niveau-Energiemanagement bereitstellen, nämlich ein hohes Niveau und ein niedriges Niveau. Während eines plötzlichen Fahrzeugaufpralls, der eine Belastung mit hohem Niveau weitergibt, wie z. B. bei einem, bei dem eine hohe Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein Insasse mit größerer Masse involviert sind, werden die Fahrzeugsensoren das Sicherheitssystem dazu veranlassen ein Hochniveauenergiemanagement bereitzustellen. Während eines Hochniveauenergiemanagements kann die Torsionsstabbaugruppe 50 dazu ausgebildet sein, sich über den Torsionsabschnitt 55 des inneren Elementes 52 und die Basiswand 59 des äußeren Elementes 56 zu deformieren und nachzugeben, wodurch beide drehmomentübertragenden Bestandteile der Torsionsstabbaugruppe 50 (d. h., über sowohl das erste Ende 53 des inneren Elementes 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 als auch über die gebördelte Wand des ersten Endes 57 des äußeren Elementes 56 der Torsionsstabbaugruppe 50) in Eingriff genommen werden, um ein Drehmoment zu übertragen. Während eines Niedrigniveauenergiemanagements kann die Torsionsstabbaugruppe 50 dazu ausgebildet sein, sich nur über entweder den Torsionsabschnitt 55 oder die Basiswand 59, aber nicht über beide, zu deformieren und nachzugeben, wodurch ein Drehmoment in einen der beiden drehmomentübertragenden Bestandteile übertragen werden kann (d. h., entweder über das erste Ende 53 des inneren Elementes 52 der Torsionsstabbaugruppe 50 oder durch die gebördelte Wand des ersten Endes 57 des äußeren Elementes 56 Torsionsstabbaugruppe 50).
Bezugnehmend auf die 12 wird ein Graph, der unterschiedliche Kurven von Rückhaltekräften über der Zeit darstellt, gezeigt. Eine konventionelle Aufrollerbaugruppe ohne Energiemanagementsystem produziert, wie dargestellt, hohe Rückhaltekräfte über eine kurze Zeitspanne. Eine Aufrollerbaugruppe 30 mit einem Energiemanagementsystem reduziert die Größe der Rückhaltekräfte, die auf den Insassen ausgeübt werden und erstreckt die Rückhaltekräfte über eine längere Zeit, was die Insassensicherheit verbessert und die Möglichkeit einer Insassenverletzung mäßigt. Zwei Niveaus eines Energiemanagements sind dargestellt, wovon eines ein Hochenergiemanagement ist, während das andere ein Niedrigenergiemanagement ist. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eines Energiemanagementaufrollers 30 mit einer zwei-Niveau-Torsionsstabbaugruppe 50 (wie in dieser Anmeldung offenbart) könnten zwei Niveaus eines Energiemanagements basierend auf einer Kommunikation vom Sicherheitssystem bereitgestellt werden. Während eines Fahrzeugaufprallvorfalls könnte das Sicherheitssystem des Fahrzeuges Parameter analysieren (z. B. Masse des Insassen, Geschwindigkeit des Fahrzeuges) und die Niveaus des Energiemanagements evaluieren, die zum Optimieren des Insassenschutzes notwendig sind, dann dem Energiemanagementaufroller das Niveau des notwendigen Energiemanagements kommunizieren, wodurch die Aufrollerbaugruppe 30 über einen der beiden oder beide Elemente der Torsionsstabbaugruppe 50 belastet werden würde.
Bezugnehmend auf 13 wird ein Graph, der unterschiedliche Kurven von Rückhaltekräften über der Zeit darstellt, gezeigt. Wiederum produziert eine konventionelle Aufrollerbaugruppe ohne Energiemanagementsystem, wie dargestellt, hohe Rückhaltekräfte über eine kurze Zeitspanne. Eine Aufrollerbaugruppe 30 mit einem Energiemanagementsystem reduziert die Größe der Rückhaltekräfte, die auf den Insassen ausgeübt werden und erstreckt die Rückhaltekräfte über eine längere Zeit, was die Insassensicherheit verbessert und die Möglichkeit einer Insassenverletzung mäßigt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eines Energiemanagementsaufrollers 30 mit einer zwei-Niveau-Torsionsstabbaugruppe 50 (wie in dieser Anmeldung offenbart), können die Rückhaltekräfte zu jeder Zeit zum Beispiel von einem Hochniveauenergiemanagementsystem zu einem Niedrigniveauenergiemanagementsystem verschoben werden. Entsprechend kann auch eine Verschiebung von einem Niedrigenergie zu einem Hochenergiemanagement durchgeführt werden.
Wie hierin benutzt, ist es beabsichtigt, dass die Begriffe „ungefähr”, „um”, „im Wesentlichen” und ähnliche Begriffe eine breite Bedeutung in Übereinstimmung mit dem üblichen und akzeptierten Gebrauch durch Fachmänner, die der Gegenstand dieser Offenbarung betrifft, aufweisen sollen. Es sollte von den Fachmännern, die diese Offenbarung überprüfen, verstanden werden, dass diese Begriffe eine Beschreibung gewisser beschriebener und beanspruchter Merkmale erlauben, ohne den Umfang dieser Merkmale auf bereitgestellte präzise numerische Bereiche zu beschränken. Entsprechend sollten diese Begriffe dahingehend interpretiert werden, dass sie anzeigen, dass wenig substantielle oder belanglose Modifikationen oder Veränderungen des beschriebenen und beanspruchten Gegenstandes im Umfang der Erfindung liegen, wie in den angehängten Ansprüchen angegeben.
Es sollte beachtet werden, dass der Begriff „beispielhaft”, wie er hierin gebraucht ist, um zahlreiche Ausführungsformen zu beschreiben, anzeigen soll, dass solche Ausführungsformen mögliche Beispiele, Erklärungen und/oder Darstellungen möglicher Ausführungsformen sind (und ein solcher Begriff nicht bedeuten soll, dass solche Ausführungsbeispiele notwendigerweise außergewöhnliche oder superlative Beispiele sind).
Die Begriffe „gekoppelt”, „verbunden” und dergleichen, wie sie hierin gebraucht sind, bedeuten das direkte oder indirekte Verbinden zweier Elemente miteinander. Solch ein Verbinden kann stationär sein (d. h., permanent) oder bewegbar (d. h., entfernbar oder lösbar). Solch ein Verbinden kann mit zwei Elementen oder mit zwei Elementen und jeglichen zusätzlichen Zwischenelementen, die einstückig miteinander oder mit den beiden Elementen als ein einheitlicher Körper geformt sind oder mit den beiden Elementen und jeglichen zusätzlichen Zwischenelementen, die miteinander verbunden sind, erreicht werden.
Bezugnahmen hierin zu den Positionen der Elemente (z. B. „oben”, „unten”, „oberhalb”, „unterhalb”, etc.) werden lediglich verwendet, um die Orientierung der verschiedenen Elemente in den Figuren zu beschreiben. Es sollte beachtet werden, dass die Orientierung der verschiedenen Elemente gemäß anderen beispielhaften Ausführungsformen differieren können, und dass solche Variationen von der vorliegenden Offenbarung umfasst seien sollen.
Es ist wichtig zu beachten, dass der Aufbau und die Anordnung der Torsionsstabbaugruppe 50, wie sie in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen gezeigt sind, lediglich der Veranschaulichung dienen. Obwohl nur einige Ausführungsformen in dieser Offenbarung im Detail beschrieben worden sind, werden die Fachmänner, die diese Offenbarung überprüfen, anerkennen, dass viele Modifikationen möglich sind (z. B. Variationen in der Größe, Dimension, Struktur, Form und Proportion der verschiedenen Elemente, Werte von Parameter, Befestigungsanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Orientierungen, etc.) ohne sich materiell von der neuen Lehre und den Vorteilen des hierin beschriebenen Gegenstandes zu entfernen. Zum Beispiel können Elemente, die als einstückig ausgebildet gezeigt sind, aus mehreren Teilen oder Elementen aufgebaut sein, die Position der Elemente kann umgekehrt werden oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl diskreter Elemente oder Positionen kann verändert oder variiert werden. Die Ordnung oder Reihenfolge jedes Prozesses oder aller Verfahrensschritte kann variiert oder gemäß alternativen Ausführungsformen neu aneinandergereiht werden. Andere Ersetzungen, Modifikationen, Veränderungen und Auslassungen können auch an dem Design vorgenommen werden, ohne sich vom Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen.

Claims

Aufroller für einen Fahrzeugsitzgurt, mit: – einer Rolle, die dazu konfiguriert ist, zu rotieren, so dass der Sitzgurt auf die Rolle gewickelt und von der Rolle abgewickelt werden kann, – einem Torsionsstab, der in der Spule angeordnet ist, wobei der Torsionsstab ein inneres Element und ein äußeres Element aufweist, – einem Verriegelungsmechanismus zum Verhindern einer Rotation der Rolle; – einem Vorspannmechanismus zum Vorspannen der Rotation der Rolle in die Gurtaufwickelrichtung, wobei ein erstes Ende der Rolle und ein erstes Ende des inneren Elementes und die äußeren Elemente dazu konfiguriert sind, mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden zu werden, wobei ein zweites Ende der Rolle und ein zweites Ende des Torsionsstabes miteinander verbunden sind, und wobei die zweiten Enden der Rolle und des Torsionsstabes mit dem Vorspannmechanismus verbunden sind, wobei der Aufroller so konfiguriert ist, dass das innere und das äußere Element selektiv mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden sind, und so, dass während eines ersten Belastungszustands entweder das erste Ende des inneren Elementes oder das erste Ende des äußeren Elementes am Verriegelungsmechanismus fixiert ist und während eines zweiten Belastungszustands beide erste Enden des inneren und des äußeren Elementes mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden sind.
Aufroller nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend einen Vorspanner, der dazu konfiguriert ist, im Falle eines das Fahrzeug involvierenden Unfalles die Spule zu zwingen, in der Gurtaufwickelrichtung zu rotieren.
Aufroller nach Anspruch 1, wobei das erste Ende des äußeren Elementes eine gebördelte Wand aufweist.
Aufroller nach Anspruch 3, wobei die gebördelte Wand einen eingekerbten Abschnitt aufweist, der dazu konfiguriert ist, mit dem Verriegelungsmechanismus in Eingriff zu treten.
Aufroller nach Anspruch 3, wobei das innere Element und das äußere Element im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Torsionsstabes mit Ausnahme des ersten Endes in Kontakt stehen.
Aufroller nach Anspruch 5, wobei die gebördelte Wand sich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Torsionsstabes erstreckt.
Aufroller nach Anspruch 1, wobei das innere Element und das äußere Element im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Torsionsstabes mit Ausnahme des ersten Endes in Kontakt stehen.
Sitzgurtsystem für ein Fahrzeug, wobei das System einen Aufroller und ein Sitzgurtband aufweist, wobei der Aufroller aufweist: – eine Rolle, die dazu konfiguriert ist, zu rotieren, so dass das Gurtband auf die Rolle gewickelt und von der Rolle abgewickelt werden kann, – einen Verriegelungsmechanismus zum Verhindern einer Rotation der Rolle und eines Rückzugs des Gurtbandes, – einen Torsionsstab, der in der Rolle angeordnet ist, wobei ein erstes Ende des Torsionsstabes mit dem Verriegelungsmechanismus und ein zweites Ende des Torsionsstabes mit der Rolle verbunden ist, wobei der Torsionsstab innere und äußere Elemente aufweist, und wobei der Aufroller so konfiguriert ist, dass die inneren und äußeren Elemente selektiv mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden sind, und so, dass während eines ersten Belastungszustands entweder das erste Ende des Inneren Elementes oder das erste Ende des äußeren Elementes am Verriegelungsmechanismus fixiert ist und während eines zweiten Belastungszustands beide erste Enden der inneren und äußeren Elemente am Verriegelungsmechanismus fixiert sind.
System nach Anspruch 8, wobei der Aufroller weiterhin einen Vorspannmechanismus zum Drängen der Rolle in die Gurtbandaufwickelrichtung aufweist.
System nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend einen Vorspanner zum schnellen Rotieren der Rolle in der Gurtbandaufwickelrichtung im Falle eines das Fahrzeug involvierenden Unfalles.
System nach Anspruch 8, wobei das innere Element und das äußere Element im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Torsionsstabes mit Ausnahme des ersten Endes in Kontakt stehen.
Aufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt, mit: – einer Rolle, die dazu konfiguriert ist, zu rotieren, so dass der Sitzgurt auf die Rolle gewickelt und von der Rolle abgewickelt werden kann, – einem Torsionsstab, der in der Rolle angeordnet ist, wobei der Torsionsstab ein inneres und ein äußeres Element aufweist, – einem Verriegelungsmechanismus zum Verhindern einer Rotation der Rolle; – einem Vorspannmechanismus zum Vorspannen der Rotation der Rolle in die Gurtaufwickelrichtung, wobei ein erstes Ende der Rolle und ein erstes Ende des inneren Elementes und die äußeren Elemente dazu konfiguriert sind, mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden zu werden, wobei ein zweites Ende der Rolle und ein zweites Ende des Torsionsstabes miteinander verbunden sind, und wobei die zweiten Enden der Rolle und des Torsionsstabes mit dem Vorspannmechanismus verbunden sind, wobei das innere und das äußere Element des Torsionstabes im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Torsionsstabes mit Ausnahme des ersten Endes in Kontakt stehen, wobei der Aufroller so konfiguriert ist, dass das innere oder das äußere Element selektiv mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden sind, und so, dass während eines ersten Belastungszustands entweder das erste Ende des inneren Elementes oder das erste Ende des äußeren Elementes am Verriegelungsmechanismus fixiert ist und während eines zweiten Belastungszustands beide erste Enden des inneren und des äußeren Elementes mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden sind.
Aufroller nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend einen Vorspanner, der dazu konfiguriert ist, im Falle eines das Fahrzeug involvierenden Unfalls die Rolle zu zwingen, in der Gurtaufwickelrichtung zu rotieren.
Aufroller nach Anspruch 12, wobei das erste Ende des äußeren Elementes eine gebördelte Wand aufweist.
Aufroller nach Anspruch 14, wobei die gebördelte Wand einen eingekerbten Abschnitt aufweist, der dazu konfiguriert ist, mit dem Verriegelungsmechanismus in Eingriff zu treten.
Aufroller nach Anspruch 14, wobei die gebördelte Wand sich in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zur longitudinalen Achse des Torsionsstabes erstreckt.