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Dokumentenidentifikation DE19546772A1 22.08.1996
Titel Sitzgurtrückziehvorrichtung mit automatischem Verriegelungsmechanismus
Anmelder TRW Vehicle Safety Systems Inc., Lyndhurst, Ohio, US
Erfinder Bauer, Barney J., Fenton, Mich., US
Vertreter Wagner, K., Dipl.-Ing.; Geyer, U., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 14.12.1995
DE-Aktenzeichen 19546772
Offenlegungstag 22.08.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.08.1996
IPC-Hauptklasse B60R 22/40
IPC-Nebenklasse B60R 22/18   
Zusammenfassung Eine Sitzgurtrückziehvorrichtung umfaßt eine Rolle bzw. Spule, auf die Fahrzeugsitzgurtband gewickelt ist. Die Rolle ist getragen für eine Abwickeldrehung unter dem Einfluß von Spannung in dem Gurtband. Ein Notverriegelungsmechanismus dissipiert Energie durch Widerstehen einer Abwickeldrehung der Spule, während ein beschränkter Betrag einer derartigen Drehung gestattet wird, wenn das Niveau der Spannung in dem Gurtband größer als ein vorbestimmtes erhöhtes Niveau ist. Eine Sensoranordnung fühlt eine Fahrzeuginsassencharakteristik und/oder eine Fahrzeugkollisionscharakteristik ab. Eine Steueranordnung variiert den Betrag von dissipierter Energie, und zwar ansprechend auf ein Signal von der Sensoranordnung.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sitzgurtrückziehvorrichtung und insbesondere bezieht sie sich auf eine Sitzgurtrückziehvorrichtung mit einem Verriegelungsmechanismus.

Hintergrund der Erfindung

Ein Sitzgurtsystem zum Zurückhalten bzw. Einschränken eines Insassen eines Fahrzeugs umfaßt gewöhnlicherweise ein Sitzgurtband, eine Sitzgurtschnalle und eine Sitzgurtrückziehvorrichtung. Eine Verriegelungszunge ist mit dem Gurtband verbunden und ist freigebbar verriegelbar in der Schnalle, wenn das Gurtband um den Fahrzeuginsassen ausgestreckt bzw. ausgefahren ist. Die Rückziehvorrichtung umfaßt eine Spule bzw. eine Rolle, auf die das Gurtband gewickelt ist. Die Rolle rotiert in einer Abwickelrichtung, wenn der Fahrzeuginsasse das Gurtband von der Rückziehvorrichtung herauszieht und das Gurtband zu der ausgefahrenen Position bewegt, in der die Zunge in der Schnalle verriegelt ist. Wenn die Zunge darauffolgend entriegelt und von der Schnalle freigegeben wird, dreht eine Rücklauf- bzw. Rückwickel- bzw. Rückspulfeder in der Rückziehvorrichtung die Rolle in einer Aufwickelrichtung, um das Gurtband in die Rückziehvorrichtung zurückzuziehen.

Wenn das Fahrzeug eine Kollision bzw. einen Zusammenstoß erfährt, verzögert das Fahrzeug und der Fahrzeuginsasse, der das Sitzgurtband trägt, bewegt sich nach vorne gegen das Gurtband. Die Kraft, die dann auf das Gurtband angewendet wird, drängt das Gurtband dazu, sich nach außen von der Rückziehvorrichtung zu bewegen. Deshalb umfaßt eine Sitzgurtrückziehvorrichtung typischerweise einen Notverriegelungsmechanismus, der eine Abwicklungsdrehung der Rolle ansprechend auf eine plötzliche Fahrzeugverzögerung und/oder eine plötzliche Herausziehbewegung des Gurtbands blockiert bzw. sperrt. Der Notverriegelungsmechanismus hindert somit das Gurtband daran, sich nach außen von der Rückziehvorrichtung zu bewegen, wenn das Fahrzeug eine Kollision erfährt. Das Gurtband schränkt dann eine nach vorne gerichtete Bewegung des Fahrzeuginsassen ein. In einer Hochenergiekollision, kann die Spannung in dem Gurtband verursachen, daß übermäßige Belastungen an den Insassen übertragen werden. Dies kann von Faktoren, wie z. B. dem Gewicht des Insassen, der Position des Insassen und/oder der Energie der Kollision herrühren.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Vorrichtung eine Rolle und Dissipatormittel. Das Sitzgurtband ist um die Rolle gewickelt und die Rolle wird für eine Abwicklungsdrehung unter dem Einfluß der Spannung in dem Gurtband getragen. Die Dissipatormittel dissipieren einen Betrag von kinetischer Energie, und zwar durch Widerstehen einer Abwicklungsdrehung der Rolle, während sie einen beschränkten Betrag einer Abwicklungsdrehung der Rolle gestatten, wenn das Niveau der Spannung in dem Gurtband größer als ein vorbestimmtes erhöhtes Niveau ist.

Die Vorrichtung weist ferner Sensormittel und Steuermittel bzw. Controllermittel auf. Die Sensormittel fühlen eine Fahrzeuginsassencharakteristik bzw. -kennlinie und/oder eine Fahrzeugkollisionscharakteristik ab und sehen mindestens ein Signal vor, das die abgefühlte Charakteristik oder Charakteristiken anzeigt. Die Steuermittel steuern die Dissipatormittel, um den Betrag von dissipierter kinetischer Energie ansprechend auf das Signal oder Signale, das bzw. die durch die Sensormittel vorgesehen wird bzw. werden, zu variieren.

Eine gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaute Vorrichtung dissipiert Energie, die von dem Fahrzeuginsassen zu der Rolle durch die Spannung in dem Sitzgurtband übertragen wurde. Als Folge wird die Spannung in dem Gurtband und folglich die Rückhaltekraft des Gurtbands auf ein Niveau reduziert, die keine Unbequemlichkeit für den Insassen verursachen wird.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung besitzen die Dissipatormittel eine Vielzahl von unterschiedlichen Zuständen, in denen sie jeweilige unterschiedliche Beträge von Widerstand gegenüber einer Abwicklungsdrehung der Rolle vorsehen. Die Controllermittel schalten die Dissipatormittel zwischen den unterschiedlichen Zuständen, und zwar ansprechend auf das Signal oder die Signale, aus bzw. die von den Sensormitteln vorgesehen wird bzw. werden. Genauer besitzen die Dissipatormittel eine endliche Anzahl von derartig unterschiedlichen Zuständen und sehen einen jeweiligen vorbestimmten Betrag von Widerstand gegenüber einer Abwicklungsdrehung der Rolle vor, wenn sie in jedem der unterschiedlichen Zustände sind. Jeder der vorbestimmten Beträge von Widerstand gegenüber eine Abwicklungsdrehung der Rolle ist ein Betrag, der eine Dissipation eines entsprechenden Betrags von Energie für die Fahrzeuginsassencharakteristik und/oder die Fahrzeugkollisionscharakteristik, die durch die Sensormittel abgefühlt wird, zur Folge hat.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung durch Lesen der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Begleitzeichnung offenbar werden. In der Zeichnung zeigt.

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist;

Fig. 2 eine Ansicht von Teilen der Vorrichtung der Fig. 1;

Fig. 3A eine Ansicht entlang der Linie 3A-3A der Fig. 2;

Fig. 3B eine Ansicht ähnlich der Fig. 3A, die Teile in unterschiedlichen Positionen zeigt;

Fig. 4 und 5 Ansichten ähnlich der Fig. 2, die Teile in unterschiedlichen Positionen zeigen;

Fig. 6 eine vergrößerte Explosionsansicht von in Fig. 2 gezeigten Teilen; und

Fig. 7 eine schematische Ansicht, die andere Teile der Vorrichtung der Fig. 1 zeigt.

Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels

Eine Fahrzeuginsassenrückhaltevorrichtung 10, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufweist, ist schematisch in Fig. 1 gezeigt. Die Vorrichtung 10 ist ein Sitzgurtsystem, das ein Sitzgurtband 12 und eine Sitzgurtrückziehvorrichtung 14 für das Gurtband 12 aufweist. Die Rückziehvorrichtung 14 umfaßt eine Rolle bzw. Spule 16, mit der das Gurtband 12 verbunden ist und einen Rahmen 18, auf dem die Rolle 16 für eine Drehung getragen ist. Eine Rücklauf- bzw. Rückspulfeder 20 wirkt zwischen der Rolle 16 und einer Federabdeckung 21 auf den Rahmen 18, um die Rolle 16 vorzuspannen, um in eine Aufwicklungsrichtung sich zu drehen. Das Sitzgurtsystem 10 umfaßt ferner einen D-Ring 22, eine Verriegelungszunge 24 und einen Anker 26. Das Gurtband 12 erstreckt sich von der Rückziehvorrichtung 14 zu dem Anker 26 durch den D-Ring 22 und die Zunge 24.

Das Gurtband 12 ist bewegbar vor und zurück zwischen einer vollständig zurückgezogenen Position und einer vollständig ausgezogenen Position, und zwar auf das Aufwickeln und Abwickeln des Gurtbands 12 auf der Rolle 16 in der Rückziehvorrichtung 14 hin. Wenn das Gurtband 12 in der vollständig zurückgezogenen Position ist, ist es vollständig auf die Rolle 16 gewickelt und ein Teil des Gurtbands 12 ist auf einer Seite eines assoziierten Fahrzeugsitzes 28, wie in gestrichelten Linien in Fig. 1 gezeigt ist, angeordnet. Wenn das Gurtband 12 sich in der vollständig ausgefahrenen Position befindet, ist es vollständig von der Rolle 16 abgewickelt und ist ausreichend von der Rückziehvorrichtung 14 herausgezogen, um es der Zunge 24 zu ermöglichen, eine Schnalle 30 an der anderen Seite des Sitzes 28 zu erreichen. Die Rückspulfeder 20 wird beansprucht, wenn die Rolle 16 sich in einer Abwicklungsrichtung dreht, wenn ein Fahrzeuginsasse das Gurtband 12 von der Rückziehvorrichtung 14 herauszieht und die Zunge 24 zu der Schnalle 30 hinbewegt. Wenn der Fahrzeuginsasse die Zunge 24 von der Schnalle 30 freigibt, dreht die Rückspulfeder 20 die Rolle 16 in der Aufwickelrichtung, um das Gurtband 12 in die Rückziehvorrichtung 14 zurückzuziehen, und um dadurch das Gurtband 12 zurück in die vollständig zurückgezogene Position zu bewegen.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt die Rückziehvorrichtung 14 einen Notverriegelungsmechanismus 40. Der Notverriegelungsmechanismus 40 ist betriebsfähig, eine Abwicklungsdrehung der Rolle 16 ansprechend auf einen Fahrzeugzustand, der das Auftreten einer Fahrzeugkollision anzeigt, zu blockieren bzw. zu sperren. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in der Zeichnung gezeigt ist, weist ein eine Kollision anzeigender Zustand einen vorbestimmten Betrag von Fahrzeugverzögerung auf. Der Notverriegelungsmechanismus 40 hindert somit das Gurtband 12 daran, weiter von der Rolle 16 auf das Auftreten einer derartigen Fahrzeugverzögerung hin abgewickelt zu werden. Als Folge schränkt das Gurtband 12 eine nach vorne gerichtete Bewegung eines Insassen des Sitzes 28 ein, wenn das Fahrzeug während einer Kollision verzögert. Jedoch verursacht eine nach vorne gerichtete Bewegung des Insassen gegen das Gurtband 12, daß das Gurtband 12 den Insassen mit einer Rückhaltekraft zurückhält, die direkt mit der kinetischen Energie des Insassen in Beziehung steht. Deshalb wirkt der Notverriegelungsmechanismus 40 ferner (i), dem Insassen zu gestatten, sich zu bewegen, wenn der Insasse gegen das Gurtband 12 drückt und (ii) Energie zu dissipieren, die in das Gurtband 12 als eine Funktion der Bewegung des Insassen übertragen wurde. Ein derartiger Betrieb des Notverriegelungsmechanismus 40 wird vollständig im folgenden beschrieben werden.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt der Rückziehvorrichtungsrahmen 18 erste und zweite entgegengesetzte bzw. gegenüberliegende Seitenwände 44 und 46. Die Rolle 16 besitzt eine Längsmittelachse 48 und besitzt ferner erste und zweite konzentrische Schaft- bzw. Wellenteile 50 und 52, die durch die ersten und zweiten Seitenwände 44 bzw. 46 zur Drehung um die Achse 48 getragen werden. Die Rolle 16 wird somit durch den Rahmen 18 für eine Drehung um die Achse 48 in der Aufwicklungsrichtung getragen, die im Uhrzeigersinn ist, und zwar gemäß der Ansichten der Fig. 3A und 3B und in der Abwicklungsrichtung, die entgegen dem Uhrzeigersinn ist, gemäß den Ansichten der Fig. 3A und 3B. Die Rückspulfeder 20 (Fig. 1) wirkt zwischen der Federabdeckung 21 und dem ersten Schaft- bzw. Wellenteil 50 der Rolle 16 auf eine bekannte Art und Weise, um die Rolle 16 in der Aufwickelrichtung vorzuspannen. Der Notverriegelungsmechanismus 40 wirkt zwischen dem Rahmen 18 und dem zweiten Wellenteil 52 der Rolle 16.

Der zweite Wellenteil 52 der Rolle 16 besitzt eine ringförmige Außenendoberfläche 60 und eine zylindrische Innenoberfläche 62. Die Innenoberfläche 62 definiert eine Bohrung 64, die sich axial nach innen von der Außenendoberfläche 60 erstreckt. Eine Steuerwelle 66 besitzt einen langgestreckten zylindrischen Körperteil 68, der dicht bzw. eng in der Bohrung 64 aufgenommen ist, und zwar für eine gleitende Bewegung entlang der Achse 48 relativ zu der Rolle 16. Ein Keil 70 in der Bohrung 64 ist in einer Nut aufgenommen, die durch eine Ausnehmungsoberfläche 72 der Steuerwelle 66 definiert ist. Der Keil 70 blockiert eine Drehung der Steuerwelle 66 um die Achse 48 relativ zu der Rolle 16.

Ein geschlitztes Rad 67 ist auf der Steuerwelle 66 getragen. Wie am besten in Fig. 6 gezeigt ist, besitzt das geschlitzte Rad 76 eine Mittelachse 78 und erste und zweite axial gegenüberliegende Endoberflächen 80 und 82, die senkrecht zu der Achse 78 sind. Eine zylindrische Innenoberfläche 84 des geschlitzten Rads 76 definiert eine Bohrung 86, die sich axial zwischen den gegenüberliegenden Endoberflächen 80 und 82 erstreckt. Das geschlitzte Rad 76 besitzt ferner erste, zweite und dritte zylindrische Außenoberflächen 88, 90 und 92, wobei die zweite zylindrische Außenoberfläche 90 zwischen den ersten und dritten zylindrischen Außenoberflächen 88 und 92 angeordnet ist. Der Durchmesser der zweiten zylindrischen Außenoberflächen 90 ist größer als der Durchmesser der ersten zylindrischen Außenoberfläche 88. Der Durchmesser der dritten zylindrischen Außenoberfläche 92 ist größer als der Durchmesser der zweiten zylindrischen Außenoberfläche 90. Die ersten, zweiten und dritten zylindrischen Außenoberflächen 88, 90 und 92 definieren somit erste, zweite und dritte zylindrische Abschnitte 94, 96 und 98 des geschlitzten Rades 76, die unterschiedliche Durchmesser besitzen.

Das geschlitzte Rad 76 besitzt ferner drei planare bzw. ebene Oberflächen 100, 102 und 104. Die drei planaren Oberflächen 100, 102 und 104 definieren einen Schlitz 106, der sich in Längsrichtung zwischen den gegenüberliegenden Endoberflächen 80 und 82 erstreckt. Eine planare Oberfläche 100 liegt in einer Ebene, die senkrecht zu einer diametralen Linie 107 ist, und die radial eine Ausnehmung besitzt, und zwar von den zylindrischen Außenoberflächen 88, 90 und 92. Die anderen zwei planaren Oberflächen 102 und 104 erstrecken sich nach innen von den zylindrischen Außenoberflächen 88, 90 und 92 zu der mit einer Ausnehmung versehenen planaren Oberfläche 100 und definieren somit die Tiefe des Schlitzes 106. Demzufolge ist die Tiefe des Schlitzes 106 größer bei dem zweiten zylindrischen Abschnitt 96 als bei dem ersten zylindrischen Abschnitt 94 und ist ebenfalls größer bei dem dritten zylindrischen Abschnitt 98 als bei dem zweiten zylindrischen Abschnitt 96.

Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 2 wird der Körperteil 68 der Steuerwelle 66 dicht bzw. eng durch die Bohrung 86 in dem geschlitzten Rad 76 aufgenommen. Ein vergrößerter zylindrischer Kopfteil 108 der Steuerwelle 66 stößt bzw. liegt an dem geschlitzten Rad 76 bei der zweiten Endoberfläche 82 an. Ein sich radial erstreckender Stift 110blockiert eine Dreh- und Axialbewegung des geschlitzten Rads relativ zu der Steuerwelle 66. Der Stift 110 trägt somit das geschlitzte Rad 76 auf der Steuerwelle 66 für eine Drehung um die Achse 48 mit der Rolle 16 und der Steuerwelle 66, und für eine Bewegung entlang der Achse 48 relativ zu der Rolle 16 mit der Steuerwelle 66. Das geschlitzte Rad 76 und die Steuerwelle 66 sind axial zusammen bewegbar, und zwar zwischen den Positionen, in denen sie in den Fig. 2, 4 und 5 gezeigt sind.

Ein Klinken- bzw. Sperrzahnrad 120 ist ebenfalls auf dem zweiten Achsen- bzw. Schaft- bzw. Wellenteil 52 der Rolle 16 getragen. Das Klinkenrad 120 besitzt eine Vielzahl von Klinken- bzw. Sperrzähnen 122 an seinem Umfang und besitzt eine ringförmige Innenoberfläche 124, die koaxial über eine ringförmige Außenoberfläche 126 des zweiten Wellenteils 52 aufgenommen ist. Die ringförmige Innenoberfläche 124 paßt dicht bzw. eng über die ringförmige Außenoberfläche 126, ist aber frei umfangsmäßig um die ringförmige Außenoberfläche 126 zu gleiten. Das Klinkenrad 120 wird somit auf der Rolle 16 für eine Drehung um die Achse 48 relativ zu der Rolle 16 getragen.

Eine becherförmige Kappe 130 ist auf dem Klinkenrad 120 getragen. Die Kappe 130 besitzt einen kreisförmigen Flansch 132 und besitzt eine zylindrische Körperwand 134, die sich axial von dem Flansch 132 zu einer kreisförmigen Endwand 136 erstreckt. Der Flansch 132 ist an dem Klinkenrad 120 durch irgendwelche geeigneten Mittel, die in der Technik bekannt sind, wie z. B. eine Schweißung, befestigt. Die Kappe 130 wird somit getragen, um sich mit der Zahnscheibe 120 um die Achse 48 zu drehen. Eine ringförmige Innenkantenoberfläche 138 der Endwand 136 definiert eine Öffnung 140, die auf der Achse 48 zentriert ist. Der Kopfteil 108 der Steuerwelle 66 erstreckt sich durch die Öffnung 140 und ist bewegbar in der Öffnung 140 sowohl drehmäßig als auch axial, und zwar relativ zu der Kappe 130.

Wie man am besten in Fig. 6 erkennt, besitzt eine Schneid- bzw. Trenn- bzw. Blockiervorrichtung 140 eine Basis 142 und eine Klinge 144. Die Basis 142 der Schneidvorrichtung 140 ist rechteckig mit ersten und zweiten gegenüberliegenden bzw. entgegengesetzten Endoberflächen 146 und 148 und besitzt eine Bodenoberfläche 150 mit einer gewölbten bzw. bogenförmigen Kontur. Die Klinge 144 steht von der Bodenoberfläche 150 der Basis 142 vor und besitzt ebenfalls erste und zweite gegenüberliegende Endoberflächen 152 und 154. Eine Bodenoberfläche 156 der Klinge 144 erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden Endoberflächen 152 und 154, besitzt eine bogenförmige bzw. gewölbte Kontur ähnlich zu der der Bodenoberfläche 150 der Basis 142. Eine Schneidkante 158 erstreckt sich über die Klinge 144 bei der Verbindung der Bodenoberfläche 156 und der zweiten Endoberfläche 154.

Wie weiter in Fig. 2 gezeigt ist, besitzt die Körperwand 134 der Kappe 130 eine zylindrische Außenoberfläche 160 und besitzt eine Innenkantenoberfläche, die einen Schlitz 162 definiert. Der Schlitz 162 erstreckt sich radial durch die Körperwand 134 und ist langgestreckt, und zwar umfangsmäßig relativ zu der Körperwand 134. Die Schneidvorrichtung 140 ist an den Becher bzw. der Kappe 130 angebracht, und zwar z. B. durch eine Schweißung, wobei die gewölbte untere Seitenoberfläche 150 der Basis 142 über der zylindrischen Außenoberfläche 160 der Körperwand 134 liegt, und wobei sich die Klinge 144 radial nach innen durch den Schlitz 162 erstreckt. Die Klinge 144 erstreckt sich ferner radial in den Schlitz 106 in dem geschlitzten Rad 76. Die Schneidkante 158 (Fig. 6) auf der Klinge 144 weist zu der planaren Oberfläche 102 in dem Schlitz 106 hin.

Wenn die Rolle 16 um die Achse 48 in den Aufwickel- und Abwickelrichtungen auf das Zurückziehen und Herausziehen des Gurtbands 12 hin rotiert bzw. sich dreht, wie oben beschrieben wurde, werden die Steuerwelle 66 und das geschlitzte Rad 76 mit der Rolle 16 gedreht, und zwar durch die Drehantriebsverbindungen, die durch den Keil 70 bzw. den Stift 110 errichtet wurden. Abhängig von der Richtung der Drehung der Rolle 16 wird eine der planaren Oberflächen 102 und 104 des geschlitzten Rades 76 dann umfangsmäßig gegen die Klinge 144 in dem Schlitz 106 bewegt. Das geschlitzte Rad 76 wird somit gegen die Schneidvorrichtung 140 gepreßt, um die Schneidvorrichtung 140, den Becher 130 und das Klinkenrad 120 um die Achse 48 mit der Rolle 16 zu drehen. Eine Drehantriebsverbindung wird somit errichtet zwischen der Rolle 16 und dem Klinkenrad 120, so daß das Klinkenrad 120 normalerweise um die Achse 48 mit der Rolle 16 in den Aufwickel- und Abwickelrichtungen rotieren wird, wenn das Gurtband 12 durch den Fahrzeuginsassen herausgezogen und zurückgezogen wird.

Der Notverriegelungsmechanismus 40 umfaßt ferner eine Verriegelungsklaue 170, ein Trägheitsglied 172 und einen Hebel 174. Die Verriegelungsklaue 170 erstreckt sich über den Rahmen 18 zwischen den Seitenwänden 44 und 46 und wird durch die Seitenwände 44 und 46 für eine Schwenkbewegung zwischen einer Nichtverriegelungsposition und einer Verriegelungsposition getragen. Wenn die Verriegelungsklaue 170 sich in der Nichtverriegelungsposition befindet, wie in der Fig. 3A gezeigt ist, ist sie von den Rast- bzw. Klinkzähnen bzw. Klinken 122 auf dem Klinkenrad 120 beabstandet. Wenn die Verriegelungsklaue 170 sich in der Verriegelungsposition befindet, wie in Fig. 3B gezeigt ist, erstreckt sich ein Endteil 176 der Verriegelungsklaue 170 in dem Pfad der Bewegung der Klinken 122, um eine Drehung des Klinkenrads 120 in der Abwickelrichtung zu sperren bzw. zu blockieren.

Das Trägheitsglied 172 und der Hebel 174 sind für eine Schwenkbewegung auf einer Querstange 178, die sich zwischen den Seitenwänden 44 und 46 des Rahmens 18 erstreckt, getragen. Wenn das Fahrzeug den vorbestimmten Betrag von Verzögerung erfährt, schwenken das Trägheitsglied 172 und der Hebel 174 die Querstange 178 von den in der Fig. 3A gezeigten Positionen zu den in Fig. 3B gezeigten Positionen. Wenn der Hebel 174 zu der Position in Fig. 3B schwenkt, bewegt er sich gegen die Verriegelungsklaue 170, um die Verriegelungsklaue 170 in die Verriegelungsposition zu schwenken. Das Klinkenrad 120 wird somit daran gehindert, sich in der Abwickelrichtung auf das Auftreten einer Fahrzeugverzögerung, die eine Kollision anzeigt, hin, zu drehen.

Alternativ könnte der Verriegelungsmechanismus 40 Teile besitzen, die eine Abwickeldrehung des Klinkenrads 120 ansprechend auf einen unterschiedlichen Zustand blockieren bzw. sperren. Ein derartiger unterschiedlicher Zustand könnte z. B. einen vorbestimmten Betrag von plötzlicher Abwickeldrehung der Rolle aufweisen, die auftritt, wenn ein Insasse des Sitzes 28 sich gegen das Gurtband 12 während einer Kollision bewegt. In jedem Fall blockiert der Notverriegelungsmechanismus 40 eine Abwickeldrehung des Klinkenrads 120, und zwar ansprechend auf den eine Kollision anzeigenden Zustand.

Wenn das Klinkenrad 120 blockiert wird, sich in der Abwickelrichtung in der vorhergehenden Art und Weise zu drehen, wird die Rolle 16 gedrängt, sich in der Abwickelrichtung relativ zu dem Klinkenrad 120 zu drehen. Genauer wird die Rolle 16 gedrängt, sich in der Abwickelrichtung relativ zu dem Klinkenrad 120 durch eine Drehkraft zu drehen, die an die Rolle 16 durch das Gurtband 12 angelegt wird, wenn der Insasse des Sitzes 28 sich nach vorne gegen das Gurtband 12 auf eine Verzögerung des Fahrzeugs hin, bewegt. Diese Drehkraft ist direkt mit der Spannung in dem Gurtband 12 verbunden, die ihrerseits direkt mit der kinetischen Energie des Insassen, der sich nach vorne gegen das Gurtband 12 bewegt, in Beziehung steht.

Die Steuerwelle 66 und das geschlitzte Rad 76, die eingeschränkt sind, mit der Rolle 16 sich wie oben beschrieben zu drehen, sind ebenfalls einer Drehkraft ausgesetzt, die direkt mit der Spannung in dem Gurtband 12 in Beziehung steht. Die planare Oberfläche 102 des geschlitzten Rades 76 wird somit gegen die Klinge 144 auf der Schneid- bzw. Trenn- bzw. Blockiervorrichtung 140 mit einer Drehkraft gepreßt bzw. gedrückt, die direkt mit der Spannung in dem Gurtband 12 in Beziehung steht. Falls das Niveau der Spannung in dem Gurtband 12 kleiner als ein vorbestimmtes erhöhtes Niveau ist, wird die Blockiervorrichtung 140 eine Drehung des geschlitzten Rades 76 blockieren. Dies beruht darauf, daß die Blockiervorrichtung 140, der Becher 130 und das Klinkenrad 120 von einer Drehbewegung durch die Verriegelungsklaue 170, wie oben beschrieben wurde, blockiert sind. Die Rolle 16 wird dann daran gehindert werden, sich in die Abwickelrichtung zu drehen und das Gurtband 12 wird eine nach vorne gerichtete Bewegung des Insassen zurückhalten.

Falls die kinetische Energie des Insassen groß genug ist, um die Spannung in dem Gurtband 12 zu veranlassen, oberhalb des vorbestimmten erhöhten Niveaus anzusteigen, wird die planare Oberfläche 102 des geschlitzten Rades 76 gegen die Schneid- bzw. Blockierkante 158 kraftvoll genug gepreßt bzw. gedrückt werden, um die Klinge 144 zu veranlassen, in das geschlitzte Rad 76 bei der planaren Oberfläche 102 hineinzuschneiden bzw. zu blockieren. Das geschlitzte Rad 76 und daher die Rolle 16 werden dann einen leichten bzw. kleinen Betrag in der Abwickelrichtung rotieren bzw. sich drehen, wenn die Klinge 144 in das geschlitzte Rad 76 hineinschneidet bzw. eingreift.

Als Folge eines derartigen Einschneidens bzw. Eingriffs gestattet das Gurtband 12 dem Fahrzeuginsassen, sich nach vorne um einen kleinen Betrag zu bewegen. Außerdem wird die Klinge 144 in das geschlitzte Rad 76 in einen Betrag hineinschneiden, der direkt mit dem Niveau der Spannung in dem Gurtband 12 in Beziehung steht. Die Klinge 144 wird somit in das geschlitzte Rad 76 in einen Betrag hineinschneiden, der direkt mit der kinetischen Energie des Insassen in Beziehung steht. Deshalb, als eine zusätzliche Folge, dissipiert ein derartiges Hineinschneiden bzw. Eingriff bzw. Blockieren eine kinetische Energie des Insassen.

Genauer wirkt die Drehkraft, die das geschlitzte Rad 76 gegen die Klinge 144 preßt, durch den Hub der Klinge 144, die in das geschlitzte Rad 76 hineinschneidet. Eine Kraft wirkt somit über einen Abstand. Deshalb wird Arbeit geleistet und Energie wird dissipiert. Der Betrag von Energie, der dissipiert wird, wird bestimmt durch das Niveau der Kraft und den Abstand, durch bzw. über den sie wirkt. Der Betrag von Energie, der durch den Notverriegelungsmechanismus 40 dissipiert wird, wird somit bestimmt durch das Niveau der Spannung in dem Gurtband 12 und durch den Schneidhub der Klinge 144. Für ein gegebenes Niveau von Spannung in dem Gurtband 12, wird der Schneidhub der Klinge 144 von dem Widerstand gegenüber Schneiden bzw. Blockieren abhängen, der durch das geschlitzte Rad 76 vorgesehen wird. Demzufolge wird der Betrag von kinetischer Energie des Fahrzeuginsassen, der durch den Notverriegelungsmechanismus 40 dissipiert werden soll, und zwar auf das Auftreten einer Fahrzeugkollision hin, von dem Grad abhängen, mit dem das geschlitzte Rad 76 Widerstand leistet, durch die Klinge 144 geschnitten bzw. blockiert zu werden, wenn das geschlitzte Rad 76 relativ zu der Blockiervorrichtung 140 sich dreht.

Wenn das geschlitzte Rad 76 sich in der in Fig. 2 gezeigten Position befindet, ist der erste Abschnitt 94 des geschlitzten Rads 76 benachbart der Klinge 144 auf der Schneidvorrichtung 140 angeordnet. Wenn die Klinge 144 in den ersten Abschnitt 94 schneidet, und zwar auf eine Drehung des geschlitzten Rades 76 relativ zu der Schneidvorrichtung 140 hin, sieht das geschlitzte Rad 76 einen ersten vorbestimmten Betrag von Widerstand gegenüber einem derartigen Schneiden vor. Der Betrag von Widerstand wird bestimmt durch den Betrag des Materials des geschlitzten Rads 76, der sich radial in dem Pfad der relativen Drehbewegung der Schneidvorrichtung 40 erstreckt, d. h. den Betrag von Material, der zwischen der Schneidkante 158 und der ersten zylindrischen Außenoberfläche 88 als eine Folge des Durchmessers des ersten Abschnitts 94 des geschlitzten Rads 76 angeordnet ist.

Dieser Betrag von Material definiert die Dicke eines sich umfangsmäßig erstreckenden Streifens, der von dem ersten Abschnitt 94 weggeschnitten ist, und zwar auf eine Drehung des geschlitzten Rads 76 relativ zu der Schneidvorrichtung 140 hin.

Wenn das geschlitzte Rad 76 sich in der in Fig. 4 gezeigten Position befindet, ist der zweite Abschnitt 96 des geschlitzten Rads 76 benachbart zu der Klinge 144 auf der Schneidvorrichtung 140 angeordnet. Das geschlitzte Rad 76 sieht dann einen zweiten vorbestimmten Betrag von Widerstand gegenüber Schneiden durch die Klinge 144 auf eine ähnliche Art und Weise vor. Da der Durchmesser des zweiten Abschnitts 96 und daher die Schnittiefe größer als der Durchmesser des ersten Abschnitts 94 ist, ist der zweite vorbestimmte Betrag von Widerstand entsprechend größer als der erste vorbestimmte Betrag von Widerstand. Ebenso, wenn das geschlitzte Rad 76 sich in der in Fig. 5 gezeigten Position befindet, ist der dritte Abschnitt 98 des geschlitzten Rads 76 benachbart der Klinge 144 angeordnet. Ein dritter größter vorbestimmter Betrag von Widerstand gegenüber Schneiden wird demzufolge vorgesehen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, das in der Zeichnung gezeigt ist, ist der Widerstand gegenüber Schneiden, der durch den dritten Abschnitt 98 des geschlitzten Rads 76 vorgesehen wird, groß genug, um ein derartiges Schneiden zu verhindern, und ist somit groß genug, um eine Drehung des geschlitzten Rads 76 relativ zu der Schneidvorrichtung 140 zu verhindern.

Die Rückziehvorrichtung 14 umfaßt ferner eine Steueranordnung 180 zum Steuern des Betrags von Insassenbewegung, die gestattet wird, und ebenfalls, des Betrags von kinetischer Energie, der dissipiert wird, und zwar durch den Notverriegelungsmechanismus 40. Wie schematisch in Fig. 7 gezeigt ist, umfaßt die Steueranordnung 180 einen elektrischen Motor 182 und einen Controller bzw. eine Steuervorrichtung 184. Der Controller 184 kann irgendeinen in der Technik bekannten geeigneten Mikroprozessor aufweisen. Der Motor 182 besitzt eine Ausgangswelle 186. Die Ausgangswelle 186 ist mit der Steuerwelle 66 gekoppelt, und zwar durch eine geeignete Kupplung 188, um eine Axialbewegung auf die Steuerwelle 66 zu übertragen, wenn der Motor 182 durch den Controller 184 betätigt wird. Der Motor 182 kann somit die Steuerwelle 66 und daher das geschlitzte Rad 76 axial zwischen den Positionen, in denen sie in den Fig. 2, 4 und 5 gezeigt sind, bewegen.

Wie ferner in Fig. 7 gezeigt ist, betätigt der Controller 184 den Motor 182 ansprechend auf eine Sensoranordnung 190. Die Sensoranordnung 190 umfaßt einen ersten Sensor 192, der eine Charakteristik des Insassen des Sitzes 28 (Fig. 1) abfühlt, und der ein Signal vorsieht, das die abgefühlte Charakteristik bzw. Kennlinie anzeigt. Der erste Sensor 192 kann irgendein geeigneter in der Technik bekannter Sensor sein. Der Controller 184 lenkt den Motor 182, die Steuerwelle 66 und das geschlitzte Rad 76, um es zu bewegen, und zwar zwischen den Positionen der Fig. 2, 4 und 5 ansprechend auf das Signal, das die Charakteristik, die durch den ersten Sensor 192 abgefühlt wurde, anzeigt. Zum Beispiel, falls der erste Sensor 192 das Gewicht des Insassen abfühlt, wird der Motor 182 die Steuerwelle 66 und das geschlitzte Rad 76 zu den Positionen der Fig. 2 bewegen, wenn das abgefühlte Gewicht des Insassen innerhalb eines relativ niedrigen Bereichs ist. Der Motor 182 wird die Steuerwelle 66 und das geschlitzte Rad 76 zu den Positionen der Fig. 4 bewegen, wenn das abgefühlte Gewicht innerhalb eines Zwischenbereichs ist und in die Positionen der Fig. 5, wenn das abgefühlte Gewicht in einem relativ hohen Bereich ist. Der Betrag von Bewegung des Insassen, die gestattet werden soll und der Betrag von kinetischer Energie, der dissipiert werden soll, und zwar durch den Notverriegelungsmechanismus 40, wird demzufolge vorbestimmt werden. Die Steueranordnung 180 stellt somit sicher, daß das geschlitzte Rad 76 in einer Position angeordnet sein wird, um einen vorbestimmten Betrag von Bewegung des Insassen zu gestatten, und um einen vorbestimmten Betrag von kinetischer Energie zu dissipieren, und zwar auf das Auftreten einer Fahrzeugkollision hin, und zwar durch Bewegen des geschlitzten Rads 76 in eine derartige Position vor dem Auftreten einer Fahrzeugkollision.

Die Sensoranordnung 190 umfaßt vorzugsweise einen zweiten Sensor 194 zum Abfühlen einer zusätzlichen Charakteristik des Fahrzeuginsassen, wie z. B. einer Positionscharakteristik des Insassen, sowie einen dritten Sensor 196 zum Abfühlen eines Zustands des Fahrzeugs, der die Stärke bzw. Ernsthaftigkeit einer Fahrzeugkollision anzeigt. Der Controller 184 interpretiert die von allen drei Sensoren 192, 194 und 196 abgefühlten Charakteristiken und lenkt den Motor 182, die Steuerwelle 66 und das geschlitzte Rad 76 in eine Position, die demzufolge vorbestimmt ist. Zusätzliche und/oder unterschiedliche Sensoren könnten auf eine ähnliche Art und Weise verwendet werden, wie erforderlich ist.

Aus der obigen Beschreibung der Erfindung werden Fachleute Verbesserungen, Abänderungen und Modifikationen entnehmen. Zum Beispiel könnte ein pyrotechnischer Betätiger mit einem Kolben oder einem Elektromagnet bzw. Solenoid anstelle des Motors 182 mit der Ausgangswelle 184 verwendet werden. Derartige Verbesserungen, Abänderungen und Modifikationen innerhalb des Könnens eines Fachmanns sind beabsichtigt durch die angefügten Patentansprüche abgedeckt zu sein.

Zusammenfassend sieht die Erfindung folgendes vor:

Eine Sitzgurtrückziehvorrichtung umfaßt eine Rolle bzw. Spule, auf die Fahrzeugsitzgurtband gewickelt ist. Die Rolle ist getragen für eine Abwickeldrehung unter dem Einfluß von Spannung in dem Gurtband. Ein Notverriegelungsmechanismus dissipiert Energie durch Widerstehen einer Abwickeldrehung der Spule, während ein beschränkter Betrag einer derartigen Drehung gestattet wird, wenn das Niveau der Spannung in dem Gurtband größer als ein vorbestimmtes erhöhtes Niveau ist. Eine Sensoranordnung fühlt eine Fahrzeuginsassencharakteristik und/oder eine Fahrzeugkollisionscharakteristik ab. Eine Steueranordnung variiert den Betrag von dissipierter Energie, und zwar ansprechend auf ein Signal von der Sensoranordnung.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung, die folgendes aufweist:

    eine Rolle bzw. Spule, auf die Fahrzeugsitzgurtband gewickelt ist, wobei die Rolle für eine Abwickeldrehung unter dem Einfluß von Spannung in dem Gurtband getragen ist;

    Dissipatormittel zum Dissipieren eines Betrags von Energie durch Widerstehen der Abwickeldrehung der Rolle, während ein beschränkter Betrag der Abwickeldrehung gestattet wird, wenn das Niveau der Spannung größer als ein vorbestimmtes erhöhtes Niveau ist;

    Sensormittel zum Abfühlen von mindestens einer Charakteristik bzw. Kennlinie, die von einer Fahrzeuginsassencharakteristik und einer Fahrzeugkollisionscharakteristik ausgewählt wurde und zum Vorsehen von mindestens einem Signal, das die mindestens eine Charakteristik anzeigt; und

    Controllermittel zum Steuern der Dissipatormittel, um den Betrag von dissipierter Energie ansprechend auf das mindestens eine Signal zu variieren.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Dissipatormittel eine Vielzahl von verschiedenen Zuständen besitzen, in denen die Dissipatormittel jeweilige verschiedene Beträge von Widerstand gegenüber der Abwickeldrehung der Rolle vorsehen, wobei die Controllermittel Mittel aufweisen zum Schalten der Dissipatormittel zwischen den Zuständen ansprechend auf das mindestens eine Signal.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 2, wobei die Dissipatormittel eine endliche Anzahl der Zustände besitzen und einen jeweiligen vorbestimmten unterschiedlichen Betrag von Widerstand vorsehen, und zwar gegen die Abwickeldrehung der Rolle, wenn sie in jedem der Zustände sind.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 3, wobei die Controllermittel die Dissipatormittel zwischen den Zuständen schalten, und zwar vor dem Auftreten einer Fahrzeugkollision.
  5. 5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 1, wobei die Dissipatormittel erste und zweite Dissipatorglieder aufweisen, wobei das erste Dissipatorglied Mittel besitzt zum Schneiden bzw. Trennen bzw. Blockieren bzw. Eingreifen in das zweite Dissipatorglied unter dem Einfluß der Spannung, wenn das Niveau der Spannung größer als das vorbestimmte erhöhte Niveau ist.
  6. 6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5, wobei die Dissipatorglieder getragen sind für eine Drehung relativ zueinander unter dem Einfluß der Spannung, wenn das Niveau der Spannung größer als das vorbestimmte erhöhte Niveau ist, wobei die Schneid- bzw. Trenn- bzw. Blockiermittel in das zweite Dissipatorglied schneiden, und zwar auf die Drehung der Dissipatorglieder relativ zueinander hin.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 6, wobei die Dissipatorglieder getragen sind, um zusammen unter dem Einfluß der Spannung sich zu drehen, wenn die Spannung kleiner als das vorbestimmte erhöhte Niveau ist, wobei die Vorrichtung ferner Mittel aufweist zum Blockieren einer Drehung von einem der Dissipatorglieder ansprechend auf einen Zustand, der das Auftreten einer Fahrzeugkollision anzeigt.
  8. 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 7, wobei die Controllermittel die Dissipatorglieder relativ zueinander bewegen, und zwar zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Orientierungen ansprechend auf das mindestens eine Signal, wobei das zweite Dissipatorglied einen jeweiligen unterschiedlichen Widerstand gegenüber dem Blockieren bzw. Schneiden vorsieht, wenn die Dissipatorglieder in jeder der unterschiedlichen Orientierungen sind.
  9. 9. Vorrichtung, die folgendes aufweist:

    eine Rolle, auf die Fahrzeugsitzgurtband gewickelt ist, wobei die Rolle getragen ist für eine Abwickeldrehung unter dem Einfluß von Spannung in dem Gurtband;

    erste und zweite drehbare Glieder, die zur Drehung unter dem Einfluß der Spannung getragen sind;

    Mittel zum Veranlassen der drehbaren Glieder, sich relativ zueinander unter dem Einfluß der Spannung zu drehen, wenn das Niveau der Spannung größer als ein vorbestimmtes erhöhtes Niveau ist;

    Dissipatormittel zum Dissipieren von Energie durch Widerstehen der Drehung der drehbaren Glieder relativ zueinander; und

    Controllermittel zum Bewegen des ersten drehbaren Glieds relativ zu dem zweiten drehbaren Glied, und zwar zwischen einer Vielzahl von unterschiedlichen Positionen, wobei die Dissipatormittel einen jeweiligen unterschiedlichen Widerstand gegenüber der Drehung der drehbaren Glieder relativ zueinander vorsehen, wenn das erste drehbare Glied in jeder der unterschiedlichen Positionen ist.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 9, wobei die Dissipatormittel Schneid- bzw. Trenn- bzw. Blockiermittel aufweisen, und zwar auf einem der drehbaren Glieder zum Schneiden in das andere der drehbaren Glieder, wenn die drehbaren Glieder relativ zueinander unter dem Einfluß der Spannung sich drehen.
  11. 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 9, die ferner Mittel aufweist zum Übertragen der Kraft der Spannung von der Rolle zu dem ersten drehbaren Glied, um das erste drehbare Glied mit der Rolle zu drehen, wobei das erste drehbare Glied eine Drehachse besitzt, und wobei die unterschiedlichen Positionen jeweilige unterschiedliche Orte entlang der Achse besitzen.
  12. 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 11, wobei sich das erste drehbare Glied radial in den relativen Drehpfad der Bewegung des zweiten drehbaren Glieds erstreckt, und zwar in einem jeweiligen unterschiedlichen Betrag, um eine Relativdrehung des zweiten drehbaren Glieds in einem jeweils unterschiedlichen Betrag zu widerstehen, wenn es in jeder der unterschiedlichen Positionen ist.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 12, wobei das erste drehbare Glied eine endliche Anzahl von axial verschiedenen bzw. unterscheidbaren Abschnitten besitzt, wobei sich jeder der Abschnitte radial in den relativen Drehpfad der Bewegung des zweiten drehbaren Glieds in einen jeweiligen vorbestimmten Betrag erstreckt, wenn das erste drehbare Glied in einer jeweiligen einen der unterschiedlichen Positionen ist.
  14. 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 13, wobei die Dissipatormittel Schneid- bzw. Trenn- bzw. Blockiermittel aufweisen, und zwar auf dem zweiten drehbaren Glied zum Schneiden bzw. Eingreifen in das erste drehbare Glied, wenn die drehbaren Glieder relativ zueinander unter dem Einfluß der Spannung sich drehen, wobei jeder der Abschnitte des ersten drehbaren Glieds sich radial in den relativen Drehpfad der Bewegung der Blockiermittel erstrecken, und zwar in einen jeweiligen einen der vorbestimmten Beträge, wenn das erste drehbare Glied in einer jeweiligen einen der unterschiedlichen Positionen ist.
  15. 15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 14, wobei das erste drehbare Glied Mittel aufweist zum Definieren eines Schlitzes, der sich axial zwischen den Abschnitten erstreckt, wobei die Blockiermittel eine Klinge aufweisen, die sich radial in den Schlitz erstreckt, wobei das erste drehbare Glied axial bewegbar relativ zu der Klinge zwischen den unterschiedlichen Positionen ist.






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