DE112019001714T5 - Sicherheitsgurtretraktor - Google Patents
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Abstract
Sicherheitsgurtsystem zum Schutz eines Insassen eines Fahrzeugs, wobei das System ein Sicherheitsgurtband aufweist, das mit einem Sicherheitsgurtretraktor verbunden ist, der (a) einen Rahmen; (b) eine Spule, um die das Sicherheitsgurtband gewickelt ist, umfasst, wobei die Spule drehbar an dem Rahmen angebracht und so konfiguriert ist, dass sie sich in einer Gurtbandauszugsrichtung und einer Gurtbandeinzugsrichtung dreht; (c) eine Energieabsorptionsvorrichtung zum Absorbieren von Energie, wenn die Spule in der Gurtbandauszugsrichtung gedreht wird, nachdem ein Notfallereignis eingetreten ist; und (d) einen Mechanismus zum gezielten Abbrechen des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung durch Verhindern einer Bewegung der Spule in der Gurtbandauszugsrichtung.
Description
- ZUGEHÖRIGE ANMELDUNG
- Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 30. März 2018 eingereichten provisorischen US-Patentanmeldung 62/650,738 desselben Titels, deren gesamte Offenbarung hiermit durch Verweis in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke einbezogen wird.
- HINTERGRUND
- Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Sicherheitsgurtsysteme.
- Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf den Bereich der Retraktoren zur Verwendung in Insassenrückhaltesystemen (z.B. Sicherheitsgurtsystemen). Diese Sicherheitsgurtsysteme umfassen eine Aufroll- oder Aufwickelvorrichtung, um überschüssiges Gurtband, das nach dem Verriegeln des Sicherheitsgurtes ausgezogen wurde, auf- oder abzurollen. Diese Sicherheitsgurtretraktoren können auch einen Mechanismus (z. B. einen Motor) zum Aufrollen des Sicherheitsgurtes und zur Steuerung der Spannung des Sicherheitsgurtes enthalten, wenn der Sicherheitsgurt vom Fahrzeuginsassen angelegt ist. So kann der motorisierte Retraktor so konfiguriert sein, dass er in beiden Richtungen arbeitet, um den Gurt auf- und abzurollen. Das Aufrollsystem kann auch eine Vorspanneinrichtung (z. B. eine pyrotechnisch betriebene Vorrichtung) zum Spannen des Sicherheitsgurtes umfassen.
- Der Retraktor kann auch einen Energieabsorptionsmechanismus enthalten. Derzeitige energieabsorbierende (EA) Retraktoren sind nicht in der Lage, die EA-Funktion in bestimmten Situationen aufzuheben, in denen es vorteilhaft wäre, die EA-Funktion zu deaktivieren, wie z.B. bei Aufprallereignissen mit geringem Versatz, bei denen der Insasse vorzugsweise an einer weiteren Bewegung gehindert werden sollte. Bestimmte vorhandene Retraktoren haben Stopper, die einrasten, um die EA-Funktion nach einer vorgegebenen Anzahl von Spulenumdrehungen zu stoppen. Diese Arten von Retraktoren werden typischerweise bei Anwendungen auf Rücksitzen verwendet, bei denen keine Airbags vorhanden sind. Es besteht jedoch ein Bedarf an einem verbesserten Rücksitz-Retraktor und einem Retraktor mit einer geeigneten EA-Abbruchvorrichtung oder einem Mechanismus, der für Vordersitzanwendungen verwendet werden kann, bei denen viele Faktoren wie Sitzposition, Größe der Insassen und das Vorhandensein von Airbags berücksichtigt werden müssen.
- ZUSAMMENFASSUNG
- Nach einem hierin beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ein Sicherheitsgurtretraktor vorgesehen, der eine Spule zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtbandes umfasst. Der Retraktor kann einen optionalen Gurtstraffer enthalten, der das Sicherheitsgurtband im Falle eines Aufpralls des Fahrzeugs spannt. Der Retraktor umfasst auch eine energieabsorbierende (EA) Funktion, wie z.B. einen Torsionsstab, der eine weitere Drehung der Spule und das Abrollen des Sicherheitsgurtes nach einem Notfall (z.B. Fahrzeugunfall) ermöglicht. Der Retraktor umfasst auch eine Struktur, die ein wählbares Abbrechen der EA-Funktion während des Ereignisses ermöglicht.
- Die Aufhebung der EA-Funktion erfolgt durch Sperren der Spule, um sicherzustellen, dass keine weiteren Ausziehungen des Gurtbandes erfolgen können. Nach einer offenbarten Ausführung ist ein Keilglied vorgesehen, das sowohl mit der Spule als auch mit dem Retraktorrahmen in Kontakt kommt und dadurch jede Bewegung der Spule verhindert. Das Keilelement wird in eine Position sowohl gegen die Spule als auch gegen den Rahmen getrieben (d.h. dazwischen verkeilt), in der jede Bewegung der Spule verhindert wird. Der Keil kann durch eine pyrotechnische Vorrichtung oder ein anderes geeignetes Verfahren wie eine Magnetspule, Elektromagneten oder Motor getrieben werden. In alternativen Ausführungsformen könnten auch andere Spulenverriegelungsvorrichtungen verwendet werden, wie z.B. eine Sperrklinke, ein Nocken, Verriegelungsrollen, ein Gurtband- oder Bremssystem. Die gezeigten beispielhaften Ausführungsformen sind repräsentativ für ein Retraktorsystem, das die Möglichkeit bietet, die energieabsorbierende Funktion eines Retraktors während oder kurz vor einem Unfallereignis, bei dem die EA-Funktion für die Sicherheit der Insassen nicht erforderlich ist, selektiv aufzuheben.
- Es wird angemerkt, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und erläuternd sind und die Erfindung in der beanspruchten Form nicht einschränken.
- Figurenliste
- Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden beispielhaften Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, die im Folgenden kurz beschrieben werden.
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- DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- Hierin werden Sicherheitsgurtretraktormechanismen beschrieben, die so konfiguriert sind, dass sie Energiemanagementvorrichtungen enthalten, die Energie absorbieren. Die energieabsorbierenden (EA) Vorrichtungen sind so konfiguriert, dass sie die Verformung (oder Verschiebung) des Brustkorbs und die Kompression des Insassen begrenzen.
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10 . Das Sicherheitsgurtsystem10 wird innerhalb eines Fahrzeugs verwendet, um die Bewegung eines Insassen11 während einer plötzlichen Beschleunigung, die typischerweise aus einem dynamischen Aufprallereignis des Fahrzeugs resultiert, zu bremsen. Der Begriff Beschleunigung bezieht sich auf den absoluten Wert der Beschleunigung, die das Fahrzeug erfährt, sei es negativ (z.B. Verzögerung) oder positiv. Das Sicherheitsgurtsystem10 umfasst ein Gurtband oder einen Gurt12 , ein Schloss14 , ein Zungenelement16 zur Aufnahme des Schlosses14 , ein Verankerungselement18 und einen Retraktor20 . Während eines dynamischen Aufprallereignisses des Fahrzeugs kann der Retraktor20 das Gurtband am Herausziehen oder Abrollen hindern, wodurch die Bewegung des Insassen eingeschränkt wird. Das Sicherheitsgurtsystem10 kann einen oder mehrere Sensoren (nicht dargestellt) enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie eine plötzliche Beschleunigung des Fahrzeugs erkennen. Der (die) Beschleunigungssensor(en) ist (sind) so konfiguriert, dass er (sie) ein Signal an ein Steuergerät für den Retraktor20 sendet (senden). Das Steuergerät kann so konfiguriert sein, dass es den Retraktor entsprechend aktiviert, je nachdem, ob der Sensor ein Ereignis niedriger oder hoher Beschleunigung erkennt. - Wie in
20 einen Retraktorrahmen50 umfassen, der eine Spule40 trägt, die das Gurtband12 trägt. Der Retraktor20 kann eine Energieabsorptionsvorrichtung (z. B. einen Torsionsstab48 ) enthalten, der an einem ersten Ende mit der Spule40 verbunden ist und sich entlang der Drehachse der Spule befinden kann. Wenn ein Crash-Ereignis eintritt und der Retraktor ausgelöst wird, kann ein gegenüberliegendes, zweites Ende des Torsionsstabes48 durch eine Verriegelungsvorrichtung blockiert werden. Gleichzeitig bleibt das erste Ende des Torsionsstabes48 frei, um sich mit der Spule40 zu drehen. Wenn sich also die Spule40 aufgrund der Kraft des Insassen gegen das Gurtband12 dreht, verdreht sich der Torsionsstab48 , um Energie zu absorbieren. Die energieabsorbierende (EA) Funktion des Retraktors20 setzt sich aufgrund der Verdrehung des Torsionsstabes48 fort, bis der Torsionsstab48 seine maximale Verformung erreicht oder bis die Spule40 verriegelt wird, um eine weitere Drehung zu verhindern wie hierin beschrieben. - Wie weiter unten beschrieben, kann die Spule
40 gesperrt werden, um eine weitere Drehung zu verhindern, indem eine EA-Abbruchvorrichtung oder -struktur vorgesehen wird. Wie in80 und eine Aktivierungsvorrichtung70 umfassen. In der in80 eine Verzahnung für den Eingriff mit der Spule40 . Die Aktivierungsvorrichtung70 kann eine pyrotechnische Vorrichtung sein, die einen Gasgenerator74 (z.B. einen Mikrogasgenerator (MGG) und einen Kolben72 umfasst. Die Spule40 kann einen sich nach außen weisenden Flansch45 aufweisen, in den der Keil80 eingreift, wenn die EA-Abbruchvorrichtung aktiviert wird. Der Retraktorrahmen50 kann einen Teil mit Zähnen55 enthalten, der so geformt und positioniert ist, dass er mit dem Spulenflansch45 in Eingriff kommt. - Während des Betriebs, wenn es wünschenswert ist, die EA-Funktion selektiv aufzuheben, wird die Aktivierungsvorrichtung
70 ausgelöst, wodurch der Gasgenerator74 aktiviert wird. Der Kolben72 wird in den Keil80 getrieben, wodurch der Keil80 und die ihm zugeordneten Zähne in den Spulenflansch45 eingreifen (siehe40 aufgrund der Kraft des Insassen auf das Gurtband12 weiterdreht, wird der Keil80 mit der Spule40 weiter in eine Position zwischen dem Spulenflansch45 und dem Retraktorrahmen50 gezogen. Während der Keil80 in eine tiefere Position in den Spalt zwischen der Spule40 und dem Retraktorrahmen50 gezogen wird, wird die Spule40 in eine dem Keil80 entgegengesetzte Richtung verschoben. Dadurch kommt, wie in45 mit dem Retraktorrahmen50 in Kontakt. Insbesondere berührt der Flansch45 den gezahnten Teil55 des Retraktorrahmens und wird in seiner Position verriegelt, wodurch eine weitere Drehung der Spule40 verhindert und jegliche Energieaufnahme durch die Verdrehung für den Torsionsstab48 beendet wird. -
200 . Der Retraktor200 umfasst eine EA-Abbruchvorrichtung oder eine Struktur, die die Aktivierungsvorrichtung70 und eine Bandbremse220 umfasst. Die Bandbremse220 besteht aus einem flexiblen Band, das einen großen Teil eines Flansches der Spule umschließt. Wie in220 mehr als 50 Prozent des Spulenumfangs. Das Band220 kann an einem Ende224 am Retraktorrahmen50 befestigt werden. Das zweite Ende222 des Bandes220 wird in der Nähe des Kolbens72 der Aktivierungsvorrichtung70 ausgerichtet. Wenn die Aktivierungsvorrichtung70 ausgelöst oder in Gang gesetzt wird, treibt der Kolben72 das zweite Ende222 des Bandes200 an, um das Band eng um die Spule40 oder den Spulenflansch45 zu spannen, wodurch die Drehung der Spule40 gestoppt wird. Dadurch wird eine weitere Energieaufnahme (z.B. durch Verdrehen für den Torsionsstab48 ) verhindert. - Die
300 mit einem EA-Abbruchmechanismus. Der Retraktor300 umfasst die Aktivierungsvorrichtung70 und eine Sperrklinke310 , die schwenkbar am Retraktorrahmen50 montiert ist. Die Sperrklinke310 ist so positioniert, dass sie in den Kolben72 der Aktivierungsvorrichtung70 eingreift. Wenn die Aktivierungsvorrichtung ausgelöst oder initiiert wird, treibt der Kolben72 die Sperrklinke310 zur Drehung in Richtung Spule40 an. Wie in310 in die Spule oder den Spulenflansch ein, der Zähne47 für den Eingriff mit einem oder mehreren Zähnen der Sperrklinke aufweisen kann. Nachdem die Sperrklinke310 in die Spule40 eingerastet ist, wird die weitere Drehung der Spule40 gestoppt. Dadurch wird eine weitere Energieaufnahme (z.B. durch Verdrehen für den Torsionsstab48 ) verhindert. - Wie oben erwähnt, enthält der Retraktor außerdem einen Verriegelungsmechanismus und kann einen Vorspanner enthalten. Beispielhafte Verriegelungsmechanismen sind z.B. im
U.S. Patent Nr. 7,946,519 beschrieben (das hier durch Verweis einbezogen ist). - Im Allgemeinen offenbart die Anmeldung einen Sicherheitsgurtretraktor mit einer Spule zum Auf- und Abwickeln eines Sicherheitsgurtbandes und einem Mechanismus zur Aufnahme von Energie, die durch die Interaktion eines Insassen mit dem Gurtband entsteht. Der Retraktor enthält eine Vorrichtung zum selektiven Abbrechen des Energieaufnahmemechanismus. Die EA-Abbruchvorrichtung kann eine geeignete Konstruktion zur Verriegelung der Spule umfassen, um eine Drehung der Spule in Abrollrichtung zu verhindern. Solche Strukturen umfassen zum Beispiel einen Gasgenerator, der den Betrieb eines Keils, einer Sperrklinke oder eines Spannbandes antreibt.
- Verweise auf die Positionen von Elementen (z.B. „oben“, „unten“, „oben“, „unten“ usw.) werden hier lediglich verwendet, um die Ausrichtung der verschiedenen Elemente in den ABBILDUNGEN zu beschreiben. Es wird darauf hingewiesen, dass die Ausrichtung der verschiedenen Elemente je nach anderen beispielhaften Ausführungsformen unterschiedlich sein kann und dass solche Variationen durch die vorliegende Offenbarung erfasst werden sollen.
- Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, dass die Konstruktion und Anordnung der Retraktoren, wie sie in den verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen gezeigt werden, nur illustrativen Charakter haben. Obwohl in dieser Offenlegung nur einige Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben wurden, werden diejenigen Fachleute, die diese Offenbarung prüfen, verstehen, dass viele Modifikationen möglich sind (z.B. Variationen von Größen, Abmessungen, Strukturen, Formen und Proportionen der verschiedenen Elemente, Werte von Parametern, Montageanordnungen, Verwendung von Materialien, Farben, Ausrichtungen usw.), ohne in der Sache von den neuartigen Lehren und Vorteilen des hier beschriebenen Gegenstandes abzuweichen. Zum Beispiel können Elemente, die als einstückig ausgeformt dargestellt sind, aus mehreren Teilen oder Elementen aufgebaut sein, die Position der Elemente kann umgekehrt oder anderweitig variiert werden, und die Art oder Anzahl der diskreten Elemente oder Positionen kann verändert oder variiert werden. Die Reihenfolge oder Abfolge beliebiger Prozess- oder Verfahrensschritte kann entsprechend alternativer Ausführungsformen variiert oder neu angeordnet werden. Andere Ersetzungen, Modifikationen, Änderungen und Auslassungen können auch in der Konstruktion, den Betriebsbedingungen und der Anordnung der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne dass vom Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen wird.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- US 7946519 [0016]
Claims (20)
- Ein Sicherheitsgurtsystem zum Schutz eines Fahrzeuginsassen, wobei das System umfasst: ein Gurtband, das mit einem Sicherheitsgurtretraktor verbunden ist; wobei der Retraktor umfasst einen Rahmen; eine Spule, die so konfiguriert ist, dass sie an einem Ende eines Gurtbandes befestigt werden kann, so dass das Gurtband um die Spule gewickelt werden kann, wobei die Spule an beiden Enden drehbar an dem Rahmen angebracht und so konfiguriert ist, dass sie sich in einer Gurtbandauszugsrichtung und einer Gurtbandeinzugsrichtung dreht; eine Energieabsorptionsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie Energie absorbiert, wenn die Spule nach dem Eintreten eines Notfallereignisses in Bandauszugsrichtung gedreht wird; einen Mechanismus zum Abbrechen des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung durch Verhindern der Bewegung der Spule in der Gurtbandauszugsrichtung.
- Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , wobei der Mechanismus ein Keilelement aufweist, das sich in einer Position zwischen der Spule und dem Rahmen des Retraktors verkeilt, um dadurch eine weitere Bewegung der Spule in der Gurtbandauszugsrichtung zu verhindern. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 2 , bei dem sich das Keilelement in einer Position zwischen der Spule und dem Rahmen des Retraktors verkeilt, auf dem sich Zähne befinden, und die Zähne in einen Flansch auf der Spule eingreifen. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 2 , bei dem der Mechanismus zum Abbrechen des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung eine pyrotechnische Vorrichtung zur Bereitstellung einer Kraft enthält, um das Keilelement in eine verkeilte Position zwischen der Spule und dem Rahmen des Retraktors zu treiben. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 2 , bei dem das Keilelement die Spule zwingt, in den Rahmen des Retraktors einzugreifen, um dadurch eine weitere Bewegung der Spule in der Gurtbandauszugsrichtung zu verhindern. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 2 , bei dem das Keilelement mit der Drehung der Spule mitgezogen wird und sich in einer Endposition in einem Spalt zwischen der Spule und dem Rahmen des Retraktors verkeilt. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 6 , bei dem die Spule einen Flansch aufweist und bei dem der Rahmen des Retraktors Zähne aufweist und bei dem der Spulenflansch in Kontakt mit den Zähnen des Rahmens des Retraktors gedrückt wird, wenn sich das Keilelement in der Endposition in dem Spalt zwischen der Spule und dem Rahmen des Retraktors befindet. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 6 , bei dem das Keilelement die Drehung der Spule verhindert und dadurch den Betrieb der Energieabsorptionsvorrichtung einstellt, wenn sich das Keilelement in der Endposition in dem Spalt zwischen der Spule und einem Rahmen des Retraktors befindet. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , wobei der Mechanismus zum Abbrechen des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung eine schwenkbar an dem Rahmen angebrachte Sperrklinke umfasst und wobei die Sperrklinke so konfiguriert ist, dass sie so angetrieben wird, dass sie in eine Position geschwenkt wird, in der sie mit der Spule in Eingriff kommt und eine weitere Bewegung der Spule in der Gurtbandauszugsrichtung verhindert. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , wobei der Mechanismus zum Abbrechen des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung ein flexibles Band umfasst, das sich um mindestens einen Abschnitt der Spule wickelt, und wobei das Band so konfiguriert ist, dass es um die Spule gespannt wird, um dadurch eine weitere Drehung der Spule in der Gurtbandauszugsrichtung zu verhindern. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 10 , bei dem das flexible Band um mehr als die Hälfte der Spule gewickelt ist. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , bei dem die Energieabsorptionsvorrichtung einen auf der Spule montierten Torsionsstab umfasst. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 12 , bei dem der Torsionsstab entlang einer Drehachse der Spule angeordnet ist. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , wobei das System ferner umfasst: einen Sensor zur Erfassung der Fahrzeugbeschleunigung. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 14 , ferner umfassend: eine Steuerung zum Empfangen von Signalen von dem Sensor und zum Aktivieren des Mechanismus zum Abbrechen des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung als Reaktion auf die vom Sensor empfangenen Signale. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 15 , bei dem die Steuerung so konfiguriert ist, dass sie den Mechanismus zur Aufhebung des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung während eines Aufprallereignisses mit geringem Versatz aktiviert. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , bei dem der Retraktor hinter dem Fahrzeugsitz angeordnet ist. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 17 , wobei das Sicherheitsgurtsystem hinter einem Vordersitz eines Fahrzeugs angeordnet ist. - Das Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , ferner umfassend: eine Vorspannvorrichtung, die eine Spannung auf das Sicherheitsgurtband ausübt. - Sicherheitsgurtsystem nach
Anspruch 1 , wobei die Energieabsorptionsvorrichtung einen Torsionsstab umfasst, der auf der Spule entlang einer Drehachse der Spule montiert ist, und wobei der Torsionsstab ein Ende hat, das sich frei drehen kann, es sei denn, das freie Ende wird an der Drehung gehindert, wenn der Mechanismus zum Abbrechen des Betriebs der Energieabsorptionsvorrichtung aktiviert wird.
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