DE102021101083A1

DE102021101083A1 - Sicherheitsgurtaufroller mit lastbegrenzung

Info

Publication number: DE102021101083A1
Application number: DE102021101083.7A
Authority: DE
Inventors: Dean M. Jaradi; S.M. Iskander FAROOQ; Mohammad Omar Faruque
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-01-23
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2021-07-29
Also published as: US11554749B2; US20210229624A1; CN113147661A

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt einen Sicherheitsgurtaufroller mit Lastbegrenzung bereit. Ein Rückhaltesystem beinhaltet ein Gurtaufrollergehäuse; eine Rolle, die drehbar an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist und eine Drehachse definiert; einen Torsionsstab, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; einen Zylinder, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt, sich koaxial um den Torsionsstab erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; und eine Schneidvorrichtung, die an der Rolle fixiert ist, wobei die Schneidvorrichtung eine Schneidkante beinhaltet, die mit dem Zylinder in Eingriff steht.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die Offenbarung betrifft im Allgemeinen Fahrzeugsicherheitsgurte.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Fahrzeuge beinhalten Rückhaltesysteme. Das Rückhaltesystem für einen Sitz eines Fahrzeugs ist üblicherweise ein Drei-Punkt-Gurt, was bedeutet, dass ein Gurtband an drei Punkten um den Insassen befestigt ist, wenn es angelegt ist: an einer Verankerung, an einem Gurtaufroller und an einem Gurtschloss. Die Verankerung fixiert ein Ende des Gurtbands. Das andere Ende des Gurtbands führt in den Gurtaufroller, der eine Rolle beinhalten kann, welche das Gurtband abrollt und aufrollt. Eine Schlosszunge gleitet frei entlang des Gurtbands und unterteilt das Gurtband in einen Beckengurt und einen Schultergurt, wenn sie mit dem Gurtschloss in Eingriff steht.
KURZDARSTELLUNG
Ein Rückhaltesystem beinhaltet ein Gurtaufrollergehäuse; eine Rolle, die drehbar an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist und eine Drehachse definiert; einen Torsionsstab, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; einen Zylinder, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt, sich koaxial um den Torsionsstab erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; und eine Schneidvorrichtung, die an der Rolle fixiert ist, wobei die Schneidvorrichtung eine Schneidkante beinhaltet, die mit dem Zylinder in Eingriff steht.
Der Torsionsstab kann sich länglich entlang der Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstrecken, und das erste Ende des Torsionsstabs kann relativ zu der Rolle fixiert sein. Der Zylinder kann sich länglich entlang der Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstrecken, und das zweite Ende des Zylinders kann an dem zweiten Ende des Torsionsstabs fixiert sein. Das erste Ende des Zylinders kann frei sein.
Das Rückhaltesystem kann ferner einen Verriegelungsmechanismus beinhalten, der zwischen einem in Eingriff stehenden Zustand und einem gelösten Zustand beweglich ist, und der Verriegelungsmechanismus kann in dem in Eingriff stehenden Zustand das zweite Ende des Torsionsstabs an dem Gurtaufrollergehäuse verriegeln und der Verriegelungsmechanismus kann in dem gelösten Zustand eine Drehung des zweiten Endes des Torsionsstabs relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse ermöglichen.
Der Torsionsstab kann einen ersten Endabschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem ersten Ende erstreckt, einen zweiten Endabschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem zweiten Ende erstreckt, und einen mittleren Abschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt erstreckt, beinhalten und eine Querschnittsfläche des mittleren Abschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft, kann kleiner sein als eine Querschnittsfläche des zweiten Endabschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft. Die Querschnittsfläche des mittleren Abschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft, kann kleiner sein als eine Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft.
Der erste Endabschnitt, der zweite Endabschnitt und der mittlere Abschnitt können zylindrisch sein, ein Durchmesser des mittleren Abschnitts kann kürzer als ein Durchmesser des zweiten Endabschnitts sein und der Durchmesser des mittleren Abschnitts kann kürzer als ein Durchmesser des ersten Endabschnitts sein.
Der Zylinder kann sich von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt erstrecken.
Der Zylinder kann eine Außenfläche, die radial nach außen gerichtet ist, und eine Aussparung beinhalten, die sich von der Außenfläche radial nach innen erstreckt, und die Schneidkante kann in der Aussparung angeordnet sein. Der Zylinder kann eine Innenfläche beinhalten, die radial nach innen gerichtet ist, und die Aussparung kann sich nur teilweise von der Außenfläche zu der Innenfläche erstrecken.
Die Rolle kann einen Schlitz beinhalten und das Rückhaltesystem kann ferner ein Gurtband beinhalten, das sich durch den Schlitz erstreckt. Der Schlitz kann ein erster Schlitz sein, die Rolle kann einen zweiten Schlitz beinhalten, der um mehr als 90° um die Drehachse von dem ersten Schlitz entfernt positioniert ist, und das Gurtband kann sich von dem ersten Schlitz innerhalb der Rolle zu dem zweiten Schlitz erstrecken.
Das Rückhaltesystem kann ferner eine Feder beinhalten, die an die Rolle gekoppelt und an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist, und die Feder kann eine Schraubenfeder sein.
Die Schneidvorrichtung kann dazu positioniert sein, einen Umfangskanal in den Zylinder zu schneiden, wenn sich die Rolle um die Drehachse relativ zu dem Zylinder dreht.
Die Schneidvorrichtung kann derart ausgerichtet sein, dass, wenn sich die Rolle in einer Abrollrichtung relativ zu dem Zylinder um die Achse dreht, die Schneidkante in den Zylinder schneidet. Das Rückhaltesystem kann ferner eine Feder beinhalten, die an die Rolle gekoppelt ist und an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist, und die Feder kann vorgespannt sein, um in einer Aufrollrichtung entgegengesetzt zur Abrollrichtung ein Drehmoment auf die Rolle aufzubringen.
Figurenliste

1 ist eine Vorderansicht eines Fahrzeugs, das ein Rückhaltesystem beinhaltet.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Gurtaufrollers des Rückhaltesystems.
3 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Gurtaufrollers.
4 ist eine Querschnittsansicht des Gurtaufrollers entlang der Linie 4-4 in 2.
5 ist eine Querschnittsansicht des Gurtaufrollers entlang der Linie 5-5 in 2.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren beinhaltet ein Rückhaltesystem 32 für ein Fahrzeug 30 ein Gurtaufrollergehäuse 34; eine Rolle 36, die drehbar an das Gurtaufrollergehäuse 34 gekoppelt ist und eine Drehachse R definiert; einen Torsionsstab 38, der sich länglich entlang der Achse R erstreckt und koaxial in der Rolle 36 positioniert ist; einen Zylinder 40, der sich länglich entlang der Achse R erstreckt, sich koaxial um den Torsionsstab 38 erstreckt und koaxial in der Rolle 36 positioniert ist; und eine Schneidvorrichtung 42, die an der Rolle 36 fixiert ist. Die Schneidvorrichtung 42 beinhaltet eine Schneidkante 44, die mit dem Zylinder 40 in Eingriff steht.
Das Rückhaltesystem 32 stellt einen Gurtaufroller 46 bereit, der kompakt und kostengünstig ist. Für den Gurtaufroller 46 wird eine kleine Anzahl von Komponenten verwendet und es werden mehrere der Komponenten, wie etwa der Torsionsstab 38, der Zylinder 40 und die Schneidvorrichtung 42, auf praktische Weise innerhalb der Rolle 36 verbaut. Darüber hinaus stellt der Gurtaufroller 46 eine degressive Lastbegrenzung bereit, bei der die der Vorwärtsbewegung des Oberkörpers des Insassen entgegenwirkende Kraft im Laufe der Zeit abnimmt, wenn das Gurtband 58 aus dem Gurtaufroller 46 abgerollt wird. Der Gurtaufroller 46 stellt während einer ersten Drehung der Rolle 36 relativ zu dem Zylinder 40 einen vergleichsweise höheren Widerstand und nach der ersten Drehung einen vergleichsweise geringeren Widerstand bereit. Darüber hinaus können, da der Zylinder 40 eine von der Rolle 36 getrennte Komponente ist, die Auswahl der Materialien und die Abmessungen des Zylinders 40 und der Rolle 36 unterschiedlich sein und unabhängig optimiert werden.
Unter Bezugnahme auf 1 kann das Fahrzeug 30 ein beliebiger/s Personenkraftwagen oder Nutzfahrzeug sein, wie etwa ein Auto, ein Truck, ein Geländewagen, ein Crossover, ein Van, ein Minivan, ein Taxi, ein Bus usw.
Das Fahrzeug 30 beinhaltet einen Fahrgastraum 48, in dem ggf. Insassen des Fahrzeugs 30 untergebracht werden können. Der Fahrgastraum 48 beinhaltet eine Vielzahl von Sitzen 50, z. B. einen oder mehrere Vordersitze 50, die in einem vorderen Teil des Fahrgastraums 48 angeordnet sind, und einen oder mehrere Rücksitze 50, die hinter den Vordersitzen 50 angeordnet sind. Der Fahrgastraum 48 kann auch eine dritte Sitzreihe 50 in einem hinteren Teil des Fahrgastraums 48 beinhalten. Die Position und Ausrichtung der Sitze 50 und Komponenten davon können durch einen Insassen einstellbar sein. Der Rest dieser Beschreibung erörtert das Rückhaltesystem 32 für einen Sitz 50, aber mehrere oder alle Sitze 50 in dem Fahrgastraum 48 können jeweils ein Rückhaltesystem 32 aufweisen. Der Sitz 50 ist als Schalensitz gezeigt, aber der Sitz 50 kann von anderer Art sein.
Jeder Sitz 50 kann eine Rückenlehne 52, eine Sitzfläche 54 und eine Kopfstütze 56 beinhalten. Die Kopfstütze 56 kann von der Rückenlehne 52 gestützt werden und kann stationär oder relativ zur Rückenlehne 52 beweglich sein. Die Rückenlehne 52 kann von der Sitzfläche 54 gestützt werden und kann stationär oder relativ zur Sitzfläche 54 beweglich sein. Die Rückenlehne 52, die Sitzfläche 54 und/oder die Kopfstütze 56 können in mehreren Freiheitsgraden einstellbar sein. Insbesondere können die Rückenlehne 52, die Sitzfläche 54 und/oder die Kopfstütze 56 selbst einstellbar sein, anders ausgedrückt einstellbare Komponenten innerhalb der Rückenlehne 52, der Sitzfläche 54 und/oder der Kopfstütze 56 sein, und/oder können relativ zueinander einstellbar sein.
Das Rückhaltesystem 32 beinhaltet den Gurtaufroller 46, das Gurtband 58, das rückziehbar aus dem Gurtaufroller 46 abrollbar ist, eine Verankerung 60, die mit dem Gurtband 58 gekoppelt ist, und eine Schlosszunge 62. Die Schlosszunge 62 kann entlang des Gurtbandes 58 einstellbar sein und kann mit einem Gurtschloss 64, das relativ zu dem Sitz 50 fixiert ist, selektiv in Eingriff stehen. Das Rückhaltesystem 32 kann im befestigten Zustand den Insassen auf dem Sitz 50 zurückhalten, zum Beispiel während plötzlicher Abbremsungen des Fahrzeugs 30.
Die Verankerung 60 befestigt ein Ende des Gurtbands 58 relativ zu einer Karosserie des Fahrzeugs 30, z. B. an dem Sitz 50. Das andere Ende des Gurtbands 58 führt in den Gurtaufroller 46 und ist an der Rolle 36 befestigt, wobei das Gurtband 58 beginnend an diesem Ende um die Rolle 36 gewickelt wird. Das Gurtband 58 kann aus einem Stoff in Form eines Streifens gebildet sein. Die Schlosszunge 62 gleitet frei entlang des Gurtbands 58 und unterteilt das Gurtband 58 in einen Beckengurt 66 und einen Schultergurt 68, wenn sie mit dem Gurtschloss 64 in Eingriff steht.
Das Rückhaltesystem 32 aus 1 ist ein Drei-Punkt-Gurt, was bedeutet, dass das Gurtband 58 an drei Punkten um den Insassen befestigt ist, wenn es angelegt ist: an der Verankerung 60, dem Gurtaufroller 46 und dem Gurtschloss 64. Das Rückhaltesystem 32 kann alternativ eine andere Anordnung von Befestigungspunkten beinhalten.
Der Gurtaufroller 46 kann an einer Fahrzeugkarosserie 70 des Fahrzeugs 30 befestigt sein, z. B. einer B-Säule 72, falls der Sitz 50 ein Vordersitz ist, an einer C-Säule 74, wenn der Sitz 50 ein Rücksitz ist, usw. Der Gurtaufroller 46 kann alternativ an dem Sitz 50 montiert sein.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet der Gurtaufroller 46 das Gurtaufrollergehäuse 34. Das Gurtaufrollergehäuse 34 kann einen Gehäusekörper 76 und Gehäuseabdeckungen 78, die an dem Gehäusekörper 76 angebracht sind, beinhalten. Das Gurtaufrollergehäuse 34 kann aus Metall oder Kunststoff gebildet sein. Das Gurtaufrollergehäuse 34 kann an der Fahrzeugkarosserie 70 des Fahrzeugs 30 montiert sein, z. B. an der B-Säule 72, im Fall, dass es sich beim Sitz 50 um einen Vordersitz handelt, an der C-Säule, wenn es sich beim Sitz 50 um einen Rücksitz handelt, oder kann am Sitz 50 montiert sein.
Die Rolle 36 ist drehbar an das Gurtaufrollergehäuse 34 gekoppelt. Die Rolle 36 kann relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse 34 frei drehbar sein und ist in allen anderen Freiheitsgraden an dem Gurtaufrollergehäuse 34 fixiert. Die Rolle 36 kann zylinderförmig sein. Die Rolle 36 definiert die Achse R, um die sich die Rolle 36 dreht. Die Rolle 36 erstreckt sich entlang der Achse R von einem ersten Ende 80 zu einem zweiten Ende 82. Die Rolle 36 beinhaltet Flansche an dem ersten Ende 80 und an dem zweiten Ende 82.
Unter Bezugnahme auf 5 kann die Rolle 36 dazu ausgelegt sein, das Gurtband 58 aufzunehmen, indem sie zum Beispiel einen ersten Schlitz 84 beinhaltet und dem Gurtband 58 ermöglicht, sich beginnend an dem ersten Schlitz 84 um eine Außenseite der Rolle 36 zu wickeln. Die Rolle 36 beinhaltet einen zweiten Schlitz 86, der um mehr als 90°, z. B. ungefähr 180°, um die Achse R von dem ersten Schlitz 84 entfernt positioniert ist. Der erste Schlitz 84 und der zweite Schlitz 86 verlaufen länglich parallel zu der Achse R. Das Gurtband 58 erstreckt sich von außerhalb der Rolle 36 durch den ersten Schlitz 84 und von dem ersten Schlitz 84 innerhalb der Rolle 36 zu dem zweiten Schlitz 86. Das Gurtband 58 erstreckt sich von dem ersten Schlitz 84 in einer Umfangsrichtung von der Schneidvorrichtung 42 weg und biegt sich dann um den Zylinder 40 zu dem zweiten Schlitz 86.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 ist eine Feder 88 an die Rolle 36 und an das Gurtaufrollergehäuse 34 gekoppelt. Die Feder 88 ist vorgespannt, um in einer Aufrollrichtung ein Drehmoment auf die Rolle 36 aufzubringen, d. h. in eine Richtung, in der das Gurtband 58 tendenziell aufgerollt wird. Die Feder 88 kann mit Spannung oder Druck belastet sein, wenn das Gurtband 58 vollständig aufgerollt ist, und die Feder 88 kann ferner entweder mit Spannung oder Druck belastet sein, wenn das Gurtband 58 von der Rolle 36 abgerollt ist. Somit bringt die Feder 88 ein Drehmoment in der Aufrollrichtung auf. Die Feder 88 kann eine Schraubenfeder oder eine beliebige andere Art von Feder sein.
Unter Bezugnahme auf 4 verläuft der Torsionsstab 38 länglich entlang der Achse R von einem ersten Ende 90 zu einem zweiten Ende 92. Das erste Ende 90 des Torsionsstabs 38 ist axial an dem ersten Ende 80 der Rolle 36 positioniert und das zweite Ende 92 des Torsionsstabs 38 ist axial an dem zweiten Ende 82 der Rolle 36 positioniert. Der Torsionsstab 38 ist auf der Achse R zentriert. Der Torsionsstab 38 ist koaxial und konzentrisch in der Rolle 36 positioniert.
Der Torsionsstab 38 ist ein Rotationskörper um die Achse R, d. h. ein räumlicher Körper, der durch Drehen einer ebenen Kurve um eine gerade Linie (in diesem Fall die Achse R) in der gleichen Ebene wie die ebene Kurve erhalten wird. Der Torsionsstab 38 beinhaltet einen ersten Endabschnitt 94, der sich entlang der Achse R von dem ersten Ende 90 in Richtung des zweiten Endes 92 erstreckt, einen zweiten Endabschnitt 96, der sich entlang der Drehachse R von dem zweiten Ende 92 in Richtung des ersten Endes 90 erstreckt, und einen mittleren Abschnitt 98, der sich entlang der Achse R von dem ersten Endabschnitt 94 zu dem zweiten Endabschnitt 96 erstreckt. Der erste Endabschnitt 94, der mittlere Abschnitt 98 und der zweite Endabschnitt 96 weisen jeweils einen konstanten Querschnitt auf, der entlang der Achse R projiziert ist. Eine Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts 94 entlang einer Ebene orthogonal zu der Achse R ist im Wesentlichen gleich einer Querschnittsfläche des zweiten Endabschnitts 96 entlang einer Ebene orthogonal zu der Achse R, und eine Querschnittsfläche des mittleren Abschnitts 98 entlang einer Ebene orthogonal zu der Achse R ist kleiner als die Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts 94 und kleiner als die Querschnittsfläche des zweiten Endabschnitts 96. Der erste Endabschnitt 94, der mittlere Abschnitt 98 und der zweite Endabschnitt 96 sind zylindrisch und der erste Endabschnitt 94 und der zweite Endabschnitt 96 können jeweils eine Fase 100 beinhalten, die mit dem mittleren Abschnitt 98 verbunden ist. Ein Durchmesser des ersten Endabschnitts 94 ist im Wesentlichen gleich einem Durchmesser des zweiten Endabschnitts 96 und ein Durchmesser des mittleren Abschnitts 98 ist kürzer als der Durchmesser des ersten Endabschnitts 94 und kürzer als der Durchmesser des zweiten Endabschnitts 96. Der kleinere Querschnitt des mittleren Abschnitts 98 als der des ersten Endabschnitts 94 und des zweiten Endabschnitts 96 trägt dazu bei, sicherzustellen, dass ein Nachgeben durch Verdrehen des Torsionsstabs 38 in dem mittleren Abschnitt 98 und nicht in dem ersten Endabschnitt 94 oder dem zweiten Endabschnitt 96 auftritt.
Das erste Ende 90 des Torsionsstabs 38 ist relativ zu der Rolle 36 fixiert. Zum Beispiel kann das erste Ende 90 des Torsionsstabs 38 an dem ersten Ende 80 der Rolle 36 befestigt sein, z. B. verschweißt oder verkeilt sein. Das erste Ende 90 des Torsionsstabs 38 ist drehbar mit dem ersten Ende 80 der Rolle 36 um die Achse R verriegelt. Der Torsionsstab 38 ist außer an dem ersten Ende 90 des Torsionsstabs 38 nicht an der Rolle 36 befestigt.
Der Zylinder 40 erstreckt sich länglich entlang der Achse R von einem ersten Ende 102 zu einem zweiten Ende 104. Der Zylinder 40 erstreckt sich axial von dem ersten Endabschnitt 94 zu dem zweiten Endabschnitt 96. Der mittlere Abschnitt 98 befindet sich zwischen dem ersten Ende 102 und dem zweiten Ende 104 des Zylinders 40 entlang der Achse R und das erste Ende 102 und das zweite Ende 104 des Zylinders 40 sind entlang der Achse R von dem mittleren Abschnitt 98 beabstandet. Der Zylinder 40 erstreckt sich koaxial und konzentrisch um den Torsionsstab 38 und der Zylinder 40 ist koaxial und konzentrisch in der Rolle 36 positioniert.
Der Zylinder 40 weist eine röhrenförmige zylindrische Form auf. Der Zylinder 40 weist eine Querschnittsform orthogonal zu der Achse R einer kreisförmigen Wand mit konstanter radialer Dicke auf, und die Querschnittsform wird entlang der Achse R von dem ersten Ende 102 zu dem zweiten Ende 104 projiziert. Der Zylinder 40 beinhaltet eine Außenfläche 106, die von der Achse R radial nach außen gerichtet ist, und eine Innenfläche 108, die radial nach innen in Richtung der Achse R gerichtet ist.
Das zweite Ende 104 des Zylinders 40 ist an dem zweiten Ende 92 des Torsionsstabs 38 fixiert. Das zweite Ende 104 des Zylinders 40 ist zum Beispiel an den zweiten Endabschnitt 96 des Torsionsstabs 38 geschweißt. Der Zylinder 40 ist außer an dem zweiten Ende 104 nicht an anderen Komponenten des Gurtaufrollers 46 befestigt. Das erste Ende 102 des Zylinders 40 ist frei, d. h. nicht an anderen Komponenten befestigt.
Unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beinhaltet der Zylinder 40 eine Aussparung 110, die sich von der Außenfläche 106 radial nach innen teilweise zur Innenfläche 108 erstreckt. Die Aussparung 110 ist dazu positioniert, um die Schneidkante 44 der Schneidvorrichtung 42 aufzunehmen.
Die Schneidvorrichtung 42 ist an der Rolle 36 fixiert. Zum Beispiel beinhaltet die Rolle 36 eine Nut 118, die sich in Längsrichtung von einem der Enden 80, 82, z. B. von dem zweiten Ende 82, wie in den 3 und 4 gezeigt, zu einer Position erstreckt, die von beiden Enden 80, 82 beabstandet ist. Die Nut 118 kann z. B. einen T-förmigen Querschnitt aufweisen, der parallel zu der Achse R projiziert ist. Die Schneidvorrichtung 42 kann einen Kopf 120 beinhalten, der dazu geformt ist, in Längsrichtung in der Nut 118 zu gleiten und dazu geformt ist, zu verhindern, dass der Kopf 120 die Nut 118 verlässt oder sich in der Nut 118 dreht. Zum Beispiel kann der Kopf 120 einen T-förmigen Querschnitt aufweisen, der mit dem Querschnitt der Nut 118 übereinstimmt. Eine Stellschraube 122 erstreckt sich durch die Rolle 36 und ist dazu positioniert, um zu verhindern, dass sich die Schneidvorrichtung 42 von der Position, die von beiden Enden 80, 82 beabstandet ist, wegbewegt. Zum Beispiel kann sich die Stellschraube 122 neben der Schneidvorrichtung befinden und diese berühren, wie in 4 gezeigt. Alternativ kann sich die Stellschraube 122 in die Schneidvorrichtung 42 erstrecken. Um die Schneidvorrichtung 42 zu installieren, wird der Kopf 120 in die Nut 118 an dem zweiten Ende 82 der Rolle 36 eingeführt, die Schneidvorrichtung 42 wird an das Ende der Nut 118 geschoben und die Stellschraube 122 wird installiert. Im installierten Zustand schließt die Stellschraube 122 bündig mit einer Außenfläche der Rolle 36 ab.
Die Schneidvorrichtung 42 erstreckt sich von der Rolle 36 radial nach innen. Die Schneidvorrichtung 42 beinhaltet die Schneidkante 44 und die Schneidkante 44 ist radial nach innen von der Rolle 36 beabstandet. Die Schneidkante 44 steht mit dem Zylinder 40 in Eingriff, ist insbesondere in der Aussparung 110 angeordnet. Die Schneidvorrichtung 42 ist dazu positioniert, einen Umfangskanal in den Zylinder 40 zu schneiden, wenn sich die Rolle 36 um die Achse R relativ zu dem Zylinder 40 dreht. Wenn sich die Rolle 36 relativ zu dem Zylinder 40 um die Achse R dreht, schneidet die Schneidkante 44 beginnend an der Aussparung 110 durch den Zylinder 40 und beendet das Schneiden des Umfangskanals, sobald sich die Schneidkante 44 360° um die Achse R relativ zu dem Zylinder 40 bewegt hat und die Aussparung 110 erneut erreicht.
Unter erneuter Bezugnahme auf 3 kann der Gurtaufroller 46 ein Notverriegelungsgurtaufroller (Emergency Locking Retractor - ELR) sein. In einem derartigen Beispiel beinhaltet der Gurtaufroller 46 einen Verriegelungsmechanismus 112, der zwischen einem in Eingriff stehenden Zustand und einem gelösten Zustand beweglich ist. Im in Eingriff stehenden Zustand verriegelt der Verriegelungsmechanismus 112 das zweite Ende 92 des Torsionsstabs 38 an dem Gurtaufrollergehäuse 34, d. h. er fixiert das zweite Ende 92 des Torsionsstabs 38 relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse 34. In dem gelösten Zustand ermöglicht der Verriegelungsmechanismus 112 eine Drehung des zweiten Endes 92 des Torsionsstabs 38 relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse 34. Wenn sich der Verriegelungsmechanismus 112 in dem gelösten Zustand befindet, ist der Torsionsstab 38 relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse 34 drehbar.
Zum Beispiel beinhaltet der Verriegelungsmechanismus 112 zwei Klinkenelemente 114 und eine Sperrvorrichtung 116. Die Sperrvorrichtung 116 ist fest an dem Gurtaufrollergehäuse 34 befestigt und die Klinkenelemente 114 sind gleitend an dem zweiten Ende 92 des Torsionsstabs 38 befestigt. Die Sperrvorrichtung 116 beinhaltet eine Vielzahl von Zähnen, die in Umfangsrichtung um die Achse R ausgerichtet sind und sich radial relativ zu dieser erstrecken. Jeder Zahn beinhaltet eine erste Seite und eine zweite Seite, wobei die erste Seite einen flacheren Winkel relativ zu einem Umfang der Sperrvorrichtung 116 aufweist als die zweite Seite. Wenn sich die Klinkenelemente 114 relativ zu der Sperrvorrichtung 116 derart drehen, dass die ersten Seiten der Zähne zu den Klinkenlementen 114 weisen, gleiten die Klinkenelemente 114 über die Zähne, und wenn sich die Klinkenelemente 114 relativ zu der Sperrvorrichtung 116 derart drehen, dass die zweiten Seiten der Zähne zu den Klinkenelementen 114 weisen, rasten die Klinkenelemente 114 auf der zweiten Seite ein und verhindern eine Drehung der Klinkenelemente 114.
Die Klinkenelemente 114 sind gleitend an das zweite Ende 92 des Torsionsstabs 38 gekoppelt. Die Klinkenelemente 114 sind zwischen einer entriegelten Position, die von der Sperrvorrichtung 116 beabstandet ist, und einer verriegelten Position, in der sie mit der Sperrvorrichtung 116 in Eingriff stehen, beweglich. Die Klinkenelemente 114 gleiten von der Achse R radial nach außen, um sich aus der entriegelten Position in die verriegelte Position zu bewegen.
Der Gurtaufroller 46 kann einen Aktivierungssensor (nicht dargestellt) beinhalten, der ein plötzliches Abbremsen des Fahrzeugs 30 erfasst und die Aktivierung der Verriegelungsvorrichtung 112, z. B. der Sperrvorrichtung 116 und der Klinkenelemente 114, auslöst, um das zweite Ende 92 des Torsionsstabs 38 in Eingriff zu nehmen, d. h. den Verriegelungsmechanismus 112 aus dem gelösten Zustand in den in Eingriff stehenden Zustand zu bewegen. Der Aktivierungssensor kann mit den Klinkenelementen 114 entweder direkt oder indirekt durch eine Steuerung (nicht gezeigt) in Kommunikation stehen. Der Aktivierungssensor kann sich in dem Gurtaufroller 46 oder anderswo in dem Fahrzeug 30 befinden. In dem Gurtaufroller 46 kann es sich bei dem Aktivierungssensor zum Beispiel um ein beschwertes Pendel, eine Fliehkraftkupplung oder eine beliebige andere geeignete Art handeln. In dem Fahrzeug 30 kann es sich bei dem Aktivierungssensor außerhalb des Gurtaufrollers 46 zum Beispiel um Nach-Kontakt-Sensoren, wie etwa Beschleunigungsmesser, Drucksensoren und Kontaktschalter; Vor-Aufprall-Sensoren, wie etwa Radar, LIDAR und Bilderfassungssysteme; oder eine beliebige andere geeignete Art handeln. Die Bildsysteme können eine(n) oder mehrere Kameras, CCD-Bildsensoren, CMOS-Bildsensoren usw. beinhalten.
Im Fall eines plötzlichen Abbremsens des Fahrzeugs 30 bewegt sich der Verriegelungsmechanismus 112 aus dem gelösten Zustand in den in Eingriff genommenen Zustand, der das zweite Ende 92 des Torsionsstabs 38 relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse 34 verriegelt. Das Momentum des Oberkörpers des Insassen zieht an dem Schultergurt 68, was eine Kraft auf das Gurtband 58 ausübt, die dazu neigt, das Gurtband 58 von dem Gurtaufroller 46 abzurollen, d. h. die Rolle 36 abzuwickeln, d. h. in einer Abrollrichtung ein Drehmoment auf die Rolle 36 aufzubringen. Die Schneidvorrichtung 42 ist derart ausgerichtet, dass, wenn sich die Rolle 36 in einer Abrollrichtung relativ zu dem Zylinder 40 um die Achse R dreht, die Schneidkante 44 in den Zylinder 40 schneidet. Das Abrolldrehmoment an der Rolle 36 bewirkt, dass sich die Rolle 36 und das erste Ende 90 des Torsionsstabs 38 in der Abrollrichtung drehen, und der Verriegelungsmechanismus 112 bewirkt im in Eingriff stehenden Zustand, dass das zweite Ende 92 des Torsionsstabs 38 und der Zylinder 40 stationär bleiben, anstatt sich mit der Rolle 36 zu drehen. Während der ersten Drehung der Rolle 36 schneidet die Schneidvorrichtung 42 einen Umfangskanal durch den Zylinder 40, und gleichzeitig wird der mittlere Abschnitt 98 des Torsionsstabs 38 verdreht. Während der zweiten Drehung und beliebigen weiteren Drehungen der Rolle 36 wird der mittlere Abschnitt 98 des Torsionsstabs 38 weiter verdreht, aber die Schneidkante 44 ist in dem Umfangskanal angeordnet und schneidet den Zylinder 40 nicht mehr. Der Gurtaufroller 46 stellt somit eine degressive Lastbegrenzung bereit, da der Widerstand gegen das Abrollen durch das Schneiden des Zylinders 40 während der ersten Drehung, aber nicht während weiterer Drehungen auftritt.
Die Offenbarung wurde auf veranschaulichende Weise beschrieben und es versteht sich, dass die verwendete Terminologie ihrem Wesen nach beschreibend und nicht einschränkend sein soll. Die Adjektive „erstes“ und „zweites“ werden in der gesamten Schrift als Identifikatoren verwendet und sollen keine Bedeutung, Reihenfolge oder Menge anzeigen. Im vorliegenden Zusammenhang bedeutet „im Wesentlichen“, dass eine Abmessung, Zeitdauer, Form oder ein anderes Adjektiv aufgrund von physischen Unvollkommenheiten, Leistungsunterbrechungen, Variationen bei der Bearbeitung oder einer anderen Herstellungsweise usw. geringfügig von dem Beschriebenen abweichen kann. In Anbetracht der vorangehenden Lehren sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Offenbarung möglich, und die Offenbarung kann anders als konkret beschrieben umgesetzt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Rückhaltesystem bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Gurtaufrollergehäuse; eine Rolle, die drehbar an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist und eine Drehachse definiert; einen Torsionsstab, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; einen Zylinder, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt, sich koaxial um den Torsionsstab erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; und eine Schneidvorrichtung, die an der Rolle fixiert ist, wobei die Schneidvorrichtung eine Schneidkante beinhaltet, die mit dem Zylinder in Eingriff steht.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der Torsionsstab länglich entlang der Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende, und das erste Ende des Torsionsstabs ist relativ zu der Rolle fixiert.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der Zylinder länglich entlang der Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende, und das zweite Ende des Zylinders ist an dem zweiten Ende des Torsionsstabs fixiert.
Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Ende des Zylinders frei.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch einen Verriegelungsmechanismus, der zwischen einem in Eingriff stehenden Zustand und einem gelösten Zustand beweglich ist, wobei der Verriegelungsmechanismus in dem in Eingriff stehenden Zustand das zweite Ende des Torsionsstabs an dem Gurtaufrollergehäuse verriegelt und der Verriegelungsmechanismus in dem gelösten Zustand eine Drehung des zweiten Endes des Torsionsstabs relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Torsionsstab einen ersten Endabschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem ersten Ende erstreckt, einen zweiten Endabschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem zweiten Ende erstreckt, und einen mittleren Abschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt erstreckt, und ist eine Querschnittsfläche des mittleren Abschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft, kleiner als eine Querschnittsfläche des zweiten Endabschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Querschnittsfläche des mittleren Abschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft, kleiner als eine Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft.
Gemäß einer Ausführungsform sind der erste Endabschnitt, der zweite Endabschnitt und der mittlere Abschnitt zylindrisch, ist ein Durchmesser des mittleren Abschnitts kürzer als ein Durchmesser des zweiten Endabschnitts und ist der Durchmesser des mittleren Abschnitts kürzer als ein Durchmesser des ersten Endabschnitts.
Gemäß einer Ausführungsform erstreckt sich der Zylinder von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Zylinder eine Außenfläche, die radial nach außen gerichtet ist, und eine Aussparung, die sich von der Außenfläche radial nach innen erstreckt, und ist die Schneidkante in der Aussparung angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Zylinder eine Innenfläche, die radial nach innen gerichtet ist, und erstreckt sich die Aussparung nur teilweise von der Außenfläche zu der Innenfläche.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Rolle einen Schlitz, wobei das Rückhaltesystem ferner ein Gurtband umfasst, das sich durch den Schlitz erstreckt.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schlitz ein erster Schlitz, beinhaltet die Rolle einen zweiten Schlitz, der um mehr als 90° um die Drehachse von dem ersten Schlitz entfernt positioniert ist, und erstreckt sich das Gurtband von dem ersten Schlitz innerhalb der Rolle zu dem zweiten Schlitz.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Feder, die an die Rolle gekoppelt ist und an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist, wobei die Feder eine Schraubenfeder ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Schneidvorrichtung dazu positioniert, einen Umfangskanal in den Zylinder zu schneiden, wenn sich die Rolle um die Drehachse relativ zu dem Zylinder dreht.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Schneidvorrichtung derart ausgerichtet, dass, wenn sich die Rolle in einer Abrollrichtung relativ zu dem Zylinder um die Achse dreht, die Schneidkante in den Zylinder schneidet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner gekennzeichnet durch eine Feder, die an die Rolle gekoppelt ist und an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist, wobei die Feder vorgespannt ist, um in einer Aufrollrichtung entgegengesetzt zur Abrollrichtung ein Drehmoment auf die Rolle aufzubringen.

Claims

Rückhaltesystem, das Folgendes umfasst: ein Gurtaufrollergehäuse; eine Rolle, die drehbar an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist und eine Drehachse definiert; einen Torsionsstab, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; einen Zylinder, der sich länglich entlang der Drehachse erstreckt, koaxial um den Torsionsstab erstreckt und koaxial in der Rolle positioniert ist; und eine Schneidvorrichtung, die an der Rolle fixiert ist, wobei die Schneidvorrichtung eine Schneidkante beinhaltet, die mit dem Zylinder in Eingriff steht.
Rückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei sich der Torsionsstab länglich entlang der Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, und das erste Ende des Torsionsstabs relativ zu der Rolle fixiert ist.
Rückhaltesystem nach Anspruch 2, wobei sich der Zylinder länglich entlang der Drehachse von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende erstreckt, und das zweite Ende des Zylinders an dem zweiten Ende des Torsionsstabs fixiert ist.
Rückhaltesystem nach Anspruch 3, wobei das erste Ende des Zylinders frei ist.
Rückhaltesystem nach Anspruch 2, das ferner einen Verriegelungsmechanismus umfasst, der zwischen einem in Eingriff stehenden Zustand und einem gelösten Zustand beweglich ist, wobei der Verriegelungsmechanismus in dem in Eingriff stehenden Zustand das zweite Ende des Torsionsstabs an dem Gurtaufrollergehäuse verriegelt und der Verriegelungsmechanismus in dem gelösten Zustand eine Drehung des zweiten Endes des Torsionsstabs relativ zu dem Gurtaufrollergehäuse ermöglicht.
Rückhaltesystem nach Anspruch 2, wobei der Torsionsstab einen ersten Endabschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem ersten Ende erstreckt, einen zweiten Endabschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem zweiten Ende erstreckt, und einen mittleren Abschnitt, der sich entlang der Drehachse von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt erstreckt, beinhaltet und eine Querschnittsfläche des mittleren Abschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft, kleiner ist als eine Querschnittsfläche des zweiten Endabschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft.
Rückhaltesystem nach Anspruch 6, wobei die Querschnittsfläche des mittleren Abschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft, kleiner ist als eine Querschnittsfläche des ersten Endabschnitts entlang einer Ebene, die orthogonal zu der Drehachse verläuft.
Rückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei der Zylinder eine Außenfläche, die radial nach außen gerichtet ist, und eine Aussparung beinhaltet, die sich von der Außenfläche radial nach innen erstreckt, und die Schneidkante in der Aussparung angeordnet ist.
Rückhaltesystem nach Anspruch 8, wobei der Zylinder eine Innenfläche beinhaltet, die radial nach innen gerichtet ist, und die Aussparung sich nur teilweise von der Außenfläche zu der Innenfläche erstreckt.
Rückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die Rolle einen Schlitz beinhaltet, wobei das Rückhaltesystem ferner ein Gurtband umfasst, das sich durch den Schlitz erstreckt.
Rückhaltesystem nach Anspruch 10, wobei der Schlitz ein erster Schlitz ist, die Rolle einen zweiten Schlitz beinhaltet, der um mehr als 90° um die Drehachse von dem ersten Schlitz entfernt positioniert ist, und sich das Gurtband von dem ersten Schlitz innerhalb der Rolle zu dem zweiten Schlitz erstreckt.
Rückhaltesystem nach Anspruch 1, das ferner eine Feder umfasst, die an die Rolle gekoppelt und an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist, wobei die Feder eine Schraubenfeder ist.
Rückhaltesystem nach Anspruch 1, wobei die Schneidvorrichtung derart ausgerichtet ist, dass, wenn sich die Rolle in einer Abrollrichtung relativ zu dem Zylinder um die Achse dreht, die Schneidkante in den Zylinder schneidet.
Rückhaltesystem nach Anspruch 13, das ferner eine Feder beinhaltet, die an die Rolle gekoppelt ist und an das Gurtaufrollergehäuse gekoppelt ist, wobei die Feder vorgespannt ist, um in einer Aufrollrichtung entgegengesetzt zur Abrollrichtung ein Drehmoment auf die Rolle aufzubringen.
Rückhaltesystem nach einem der Ansprüche 1-14, wobei die Schneidvorrichtung dazu positioniert ist, einen Umfangskanal in den Zylinder zu schneiden, wenn sich die Rolle um die Drehachse relativ zu dem Zylinder dreht.