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Die
Erfindung betrifft einen Gurtstraffer, bestehend aus einem Gurtaufroller
und einem an die Gurtwelle des Gurtaufrollers ankuppelbaren Strafferantrieb,
wobei der Gurtaufroller eine im Anschluss an den Straffvorgang bei
Belastung der Gurtwelle in Gurtauszugsrichtung wirksame Kraftbegrenzungseinrichtung
aufweist, die mit einem Ende mit der Gurtwelle verbunden ist und
an deren anderem Ende der Strafferantrieb ankuppelbar ist und dieses
Ende der Kraftbegrenzungseinrichtung nach Abschluss des Straffvorganges
gegen eine Rückdrehung
in Gurtauszugsrichtung festlegbar ist.
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Ein
Gurtstraffer mit den vorgenannten Merkmalen ist in der
EP 0 562 423 B1 beschrieben.
Hierbei wirkt der Strafferantrieb nicht unmittelbar auf die Gurtwelle,
sondern über
einen als Kraftbegrenzungseinrichtung wirkenden, zwischengeschalteten
Torsionsstab, indem bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Seilscheibe
als Strafferantrieb im Auslösefall über einen
mit dem Torsionsstab verbundenen Kupplungsfortsatz und entsprechend
angreifende Kupplungsglieder mit dem Torsionsstab verbunden wird,
so dass die Drehung der Seilscheibe über den Torsionsstab auf die
Gurtspule übertragen wird.
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Mit
dem bekannten Gurtstraffer ist der Nachteil verbunden, dass insbesondere
aufgrund der bei der Auslösung
des Strafferantriebes in der Regel entstehenden Kraftspitze in Abhängigkeit
von dem der Drehung der Gurtwelle in Gurtaufwickelrichtung durch
das am Körper
des angeschnallten Insassen anliegende Gurtband entgegengesetzten
Widerstand der Kraftbegrenzungseinrichtung einer derartigen Drehmomenteinwirkung
unterworfen ist, dass es zu einer Verformung der Kraftbegrenzungs-einrichtung, in
diesem Fall einer Verdrillung des Torsionsstabes, in Gurtaufwickelrichtung
kommt, bevor bzw. während der
Strafferantrieb die Gurtwelle in Gurtaufwickelrichtung dreht. Mit
einer derartigen, der anschließenden Beanspruchung
des Torsionsstabes durch Verdrillung in Gurtauszugsrichtung vorangehenden
Vorverdrillung wird der maximal mögliche Straffweg um den Weg
der Vorverdrillung des Torsionsstabes verkürzt. Ferner wird die Momentenkurve
des Torsionsstabes dahingehend verändert, dass der Anstieg des
vom Torsionsstab aufgenommenen Drehmoments über dem Drehwinkel der Verdrillung
relativ steil wird und demzufolge das Kraftbegrenzungsniveau früher erreicht
wird als ohne eine derartige Vorverdrillung. Somit spricht der Torsionsstab
als Kraftbegrenzungseinrichtung nach Beendigung des Straffvorganges
härter
an, was je nach den Umständen
des Unfallgeschehens zu einer unerwünschten Beanspruchung des Fahrzeuginsassen
führen
kann.
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In
der nicht-vorveröffentlichten
WO 2004/048161 ist ein Gurtstraffer mit einem zusätzlich zu
dem die Drehbewegung des Strafferantriebs auf die Gurtwelle übertragenden
Torsionsstab in den Drehmomentübertragungsweg
zwischen dem Strafferantrieb und der Gurtwelle eingeschalteten Deformationselement
beschrieben, welches in Reihe zu dem Torsionsstab angeordnet ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gurtstraffer mit
den gattungsgemäßen Merkmalen
derart einzurichten, dass im Anschluss an die Straffbewegung ein
weicher Anstieg des von der Kraftbegrenzungsein-richtung bewirkten
Kraftbegrenzungsniveaus gegeben ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass zusätzlich zu
der die Drehbewegung des Strafferantriebs auf die Gurtwelle übertragenden Kraftbegrenzungseinrichtung
ein Deformationselement in einer Parallelschaltung zur Kraftbegrenzungseinrichtung
in den Drehmomentübertragungsweg
zwischen dem Strafferantrieb und der Gurtwelle eingeschaltet ist,
welches im Auslösefall
das vom Strafferantrieb in die Kraftbegrenzungseinrichtung eingeleitete
Drehmoment begrenzt und dadurch eine mit der Drehmomentübertragung
durch die Kraftbegrenzungseinrichtung verbundene plastische Verformung
der Kraftbegrenzungseinrichtung einschränkt. Mit der Erfindung ist
der Vorteil verbunden, dass das zusätzlich vorgesehene Deformationselement
das in die Kraftbegrenzungseinrichtung vom Strafferantrieb eingeleitete
Drehmoment begrenzt bzw. entstehende Spitzen abbaut, so dass eine
Vorverformung der Kraftbegrenzungseinrichtung in Gurtaufwickelrichtung
eingeschränkt
bzw. völlig
verhindert ist.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist, wie aus der gattungsbildenden
EP 0 562 423 B1 an sich
bekannt, die Kraftbegrenzungseinrichtung als Torsionsstab ausgebildet,
der mit einem Ende mit der Gurtwelle verbunden ist und an dessen anderem
Ende der Strafferantrieb ankuppelbar ist.
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Im
einzelnen kann vorgesehen sein, dass das Deformationselement zwischen
der Gurtwelle und einem mit dem Strafferantrieb verbundenen Profilkopf
angeordnet ist.
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In
einer ersten Ausführungsform
einer Parallelschaltung von Torsionsstab und zusätzlichem Deformationselement
ist vorgesehen, dass das Deformationselement als mit seinem einen
Ende an der dem Strafferantrieb benachbarten Stirnseite der Gurtwelle
eingehängtes
und in eine dem Wellenumfang entsprechende Kontur gebogenes bandförmiges Biegeelement
ausgebildet und das Biegeelement mit einem formentsprechend vorgebogenen Abschnitt
durch eine in einem drehfest an dem Strafferantrieb bzw. dem Profilkopf
festgelegten Einsatz ausgebildete Schikane geführt ist.
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Alternativ
dazu schlägt
die Erfindung vor, dass zwischen der Gurtwelle und dem Strafferantrieb bzw.
dem Profilkopf ein Kraftbegrenzerring angeordnet und an der zugeordneten
Stirnseite der Gurtwelle lösbar
festgelegt ist, wobei der Strafferantrieb bzw. der Profilkopf bei
seiner Relativdrehung gegenüber der
Gurtwelle den Kraftbegrenzuerring drehend mitnimmt, und dass an
dem Kraftbegrenzerring und/oder der Gurtwelle wenigstens ein bei
der Relativdrehung von Gurtwelle zu Kraftbegrenzerring wirksam wirkendes,
sich zwischen Kraftbegrenzerring und Gurtwelle abstützendes
Deformationsglied angeordnet ist.
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Im
einzelnen kann dabei vorgesehen sein, dass als Deformationsglied
an dem Kraftbegrenzerring eine nach innen zur Gurtwelle ausgerichtete
und während
der Verbindung von Gurtwelle und Kraftbegrenzerring in einer am
Umfang der Gurtwelle ausgebildeten Tasche aufgenommene Nase angeordnet ist,
wobei der Kraftbegrenzerring formschlüssig auf einem stirnseitig
an der Gurtwelle ausgebildeten Absatz aufgesetzt ist und die axiale
Umfangsfläche
des Absatzes die Gegenfläche
für den
Durchgang der Nase bildet, wobei entsprechend der Kraftbegrenzerring
aus einem unnachgiebigen Material besteht und derart stabil ausgebildet
ist, dass der Kraftbegrenzerring das Widerlager für die beim
Durchgang der Nase auftretende Kraft bildet.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass das zusätzliche Deformationselement
aus einem viskosen Dämpfungselement
besteht.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, dass das zusätzliche Deformationselement
aus einem vorgebogenen, axial zwischen Strafferantrieb bzw. Profilkopf
und Gurtwelle verlaufend angeordneten und jeweils mit dem Strafferantrieb
bzw. dem Profilkopf und der Gurtwelle verbundenen Biegelement besteht
wobei vorgesehen sein kann, dass das Biegeelement Z-förmig ausgebildet
ist und der eine Schenkel des Biegeelements axial in der Stirnseite
der Gurtwelle und der andere Schenkel des Biegeelements axial in
der Stirnseite von Strafferantrieb bzw. Profilkopf eingesteckt ist.
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In
einer weiteren, alternativen Ausführungsform der Erfindung ist
vorgesehen, dass das zusätzliche
Deformationselement aus einem axial zwischen Strafferantrieb bzw.
Profilkopf und Gurtwelle verlaufend angeordneten und jeweils mit
dem Strafferantrieb bzw. dem Profilkopf und der Gurtwelle verbundenen
Abreißpin
besteht, wobei vorgesehen sein kann, dass der Abreißpin stirnseitig
an der Gurtwelle angebracht ist und axial in eine stirnseitig in
Strafferantrieb bzw. Profilkopf ausgebildete Öffnung eingesteckt ist.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es
zeigen:
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1 einen
Gurtstraffer mit Torsionsstab und zusätzlichem Deformationselement
in einer auseinandergezogenen Ansicht,
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2 die
Kraftbegrenzungseinrichtung mit zusätzlichem Deformationselement
in einer anderen Ausführungsform
in einer teilweisen, der 1 entsprechenden Darstellung,
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3 den
Gegenstand der 1 bzw. 2 in einer
weiteren Ausführungsform,
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4 den
Gegenstand der 3 in einer abgewandelten Ausführungsform.
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Ein
Gurtstraffer mit einem die Drehung der Gurtwelle in Gurtaufwickelrichtung über den
Torsionsstab antreibenden Strafferantrieb hat gemäß dem in 1 insgesamt
dargestellten Ausführungsbeispiel
folgenden Aufbau:
In einem U-förmigen Gurtaufrollergehäuse 10 ist
eine Gurtwelle 11 drehbar gelagert. Im Inneren der hohlen Gurtwelle 11 ist
ein Torsionsstab 12 als Kraftbegrenzungseinrichtung angeordnet,
dessen eines Ende 13 fest, insbesondere formschlüssig, mit
der Gurtwelle 11 verbunden ist. An seinem anderen Ende 14 ist
der Torsionsstab 12 an einem Profilkopf 15 angeschlossen.
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Auf
einem mit einer Außenverzahnung
versehenen axialen Fortsatz 16 des Profilkopfes 15 ist
in formschlüssiger
Verbindung damit ein Ritzel 17 angeordnet, welches auf
einem Teil seines Umfangs von einem mit dem Gurtaufrollergehäuse 10 verbundenen
Steuerschwert 18 umgriffen ist. Soweit das Ritzel 17 auf
seinem Umfang mit angedeuteten Ausnehmungen zur Aufnahme von als
Antriebskörper wirkenden
Massekugeln versehen ist, sind entsprechende Massekugeln in einem
an dem Gurtaufrollergehäuse 10 befestigten
Rohr 19 bevorratet, welches an seinem Ende mit einem Gasgenerator 22 verbunden
ist. Bei Auslösung
des Gasgenerators 22 treiben die erzeugten Gase die in
dem Rohr 19 bevorrateten Massekugeln an, so dass diese
in dem Rohr 19 beschleunigt werden und in die Ausnehmungen
des Ritzels 17 eintreten und dadurch das Ritzel 17 in
Drehung versetzen. Ein derartiger Strafferantrieb ist im Stand der
Technik bekannt.
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Auf
dem außenverzahnten
Fortsatz 16 des Profilkopfes 15 ist weiterhin
eine Verriegelungseinheit 20 mit einer daran radial ausschwenkbar
gelagerten Sperrklinke 21 angeordnet, wobei die Sperrklinke 21 in
ihrer ausgeschwenkten Stellung mit dem Gurtaufrollergehäuse verriegelt.
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Bei
den im Normalbetrieb des Gurtaufrollers entstehenden Drehungen der
Gurtwelle 11 sowohl in Gurtaufwickelrichtung als auch in
Gurtauszugsrichtung dreht sich über
den zwischengeschalteten Torsionsstab 12 der Profilkopf 15 mit
Ritzel 17 und Verriegelungseinheit 20 jeweils
mit, wobei für
die normale Blockierung der Gurtwelle 11 die Sperrklinke 21 von einem
entsprechend vorgesehenen gurtbandsensitiven und/oder fahrzeugsensitiven
Steuersystem steuerbar ist. Verriegelt die Sperrklinke 21 mit
dem Gurtaufrollergehäuse 10,
ist aufgrund der formschlüssigen
Verbindung von Verriegelungseinheit 20 Profilkopf 15,
Torsionsstab 12 und Gurtwelle 11 die Gurtwelle
gegen weitere Drehungen festgelegt.
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Um
beim Auslösen
des Gasgenerators 22 auftretende Kraftspitzen abzubauen
und dadurch eine unerwünschte
Verdrillung des Torsionsstabes in Gurtaufwickelrichtung zu vermeiden,
ist als zusätzliches
Deformationselement zwischen den axial nebeneinander angeordneten
Bauteilen, nämlich
dem vom Ritzel 17 angetriebenen Profilkopf 15 und
der Gurtwelle 10 ein Biegeelement 25 angeordnet,
welches vorzugsweise aus einem streifenförmigen Bandstahlabschnitt besteht.
Mit einem an seinem einen Ende ausgeformten Haltehaken 28 ist
das Biegeelement 25 in eine in der Stirnseite 26 der
Gurtwelle 11 ausgebildete Tasche 27 eingelegt,
während
das Biegeelement im übrigen
in eine dem Umfang der Gurtwelle 11 entsprechende Kontur
gebogen und in eine in der Stirnseite 26 der Gurtwelle 11 ausgebildete
Vertiefung 29 eingelegt ist. Das Biegeelement 25 weist
einen vorgeformten Abschnitt 30 auf, mit welchem das Biegeelement
durch eine an einem in dem Profilkopf 15 undrehbar festzulegenden
Einsatz 31 ausgebildete Schikane 32 hindurchgeführt ist.
Die Gestaltung ist dabei so getroffen, dass bei Drehung des Profilkopfes 15 in
Gurtaufwickelrichtung gegenüber
der bei Beginn des Straffvorganges zunächst noch feststehenden Gurtwelle 11 das
Biegeelement 25 durch die an dem Profilkopf 15 befindliche
Schikane 32 hindurchgezogen und durch die so bewirkte Formänderungsarbeit
eine Dämpfung
des von dem Ritzel 17 über
dem Profilkopf 15 in den Torsionsstab 12 eingeleiteten
Drehmoments eingestellt ist.
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Wird
demnach der Gasgenerator 22 ausgelöst, so treiben die in dem Rohr 19 bevorrateten
Massekugeln das Ritzel 17 in Gurtaufwickelrichtung an, wobei
das Ritzel 17 den formschlüssig mit ihm verbundenen Profilkopf 15 in
Gurtaufwickelrichtung dreht. Die Drehung des Profilkopfes 15 wird
auf den formschlüssig
mit dem Profilkopf 15 verbundenen Torsionsstab 12 übertragen,
wobei gleichzeitig die bei Beginn der Übertragung des entsprechenden Drehmoments
auf den Torsionsstab 12 entstehende Drehmomentspitze durch
das Hindurchziehen des Biegeelements 25 durch die an dem
Profilkopf 15 befindliche Schikane 32 gedämpft wird.
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Kommt
es nach Abschluss der Straffbewegung zu einer Drehrichtungsumkehr,
indem sich die Gurtwelle 11 bei durch die Sperrklinke 21 festgelegtem
Profilkopf 15 in Gurtauszugsrichtung dreht und dabei den
Torsionsstab verdrillt, findet ebenfalls eine zusätzliche
Kraftbegrenzung durch das Biegeelement 25 statt, welches
nun aufgrund der Drehung der Gurtwelle 11 durch die mit
dem Profilkopf 15 feststehenden Schikane 32 gezogen
wird.
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Bei
dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Deformationselement
in einer anderen Weise ausgebildet, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel
zwischen der Stirnseite der Gurtwelle 11 und dem Profilkopf 15 ein
Kraftbegrenzerring 35 angeordnet ist, der auf einem an
der Stirnseite der Gurtwelle 11 ausgebildeten Absatz 38 sitzt
und formschlüssig
eine Umfangsfläche 39 des
Absatzes 38 umgreift, wobei die Anordnung derart ist, dass
der Kraftbegrenzerring 35 die Außenkontur der Gurtwelle 11 nicht überragt.
Dabei ist die Anordnung des Kraftbegrenzerrings 35 derart
getroffen, dass der Kraftbegrenzerring von dem Strafferantrieb 17 bzw.
dem Profilkopf 15 sogleich zu Beginn der Straffbewegung drehend
mitgenommen wird.
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Zur
Erzeugung der gewünschten
Kraftbegrenzungskraft sind an der Innenseite des Kraftbegrenzerrings 35 einander
gegenüberliegend
zwei nach innen zur Gurtwelle 11 abstehende und sich in Umfangsrichtung
erstreckende Nasen 40 ausgebildet, die in der Ruhestellung
in in dem Absatz 38 der Gurtwelle 11 bzw. in dessen
Umfangsfläche 39 angeordneten
Taschen 41 aufgenommen sind.
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Kommt
es zur Auslösung
der Straffeinrichtung mit einer Drehung des Strafferantriebes 17 sowie
des daran gekoppelten Profilkopfes 15, so wird der Kraftbegrenzerring 35 mitgedreht,
so dass gegenüber
der zunächst
noch still stehenden Gurtwelle 11 eine Relativdrehung des
Kraftbegrenzerrings 35 gegenüber der Gurtwelle 11 stattfindet.
Im Rahmen dieser Relativdrehung rutschen die Nasen 40 zunächst aus
den Taschen 41 heraus, so dass die Nasen 40 zwischen
der Innenfläche
des Kraftbegrenzerrings 35 und der Umfangsfläche 39 des
Absatzes 38 der Gurtwelle 11 hindurchgezwängt werden
müssen.
Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der
Kraftbegrenzerring 35 derart stabil ausgeführt ist, dass
ein radiales Ausweichen nicht ermöglicht ist, wird über den
Durchgang der Nasen 40 über
die Umfangsfläche 39 des
Absatzes 38 die gewünschte Kraftbegrenzung
bewirkt.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das zusätzliche
Deformationselement als ein axial zwischen Profilkopf 15 und
Gurtwelle 11 angeordnetes Z-förmiges Biegeelement 50 ausgebildet, welches
mit seinem einen Schenkel 51 stirnseitig in die Gurtwelle 11 eingreift
und mit der Gurtwelle 11 verbunden ist, während der
andere, gegenüberliegende
Schenkel 52 des Z-förmigen
Biegelements 50 axial in den Profilkopf 15 hineingeführt und
an diesen festgelegt wird. Soweit das Biegeelement 50 zur
Herstellung seiner Z-Form vorgebogen ist, führt ein Relativdrehung des
von dem Strafferantrieb 17 angetriebenen Profilkopfes 15 gegenüber der
zunächst
noch stillstehenden Gurtwelle 11 zu einer Verformung des Biegeelements 50,
womit die gewünschte
Kraftbegrenzung herbeigeführt
ist.
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Ähnlich dem
in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist bei der
in der 4 wiedergegebenen Ausführungsform der Erfindung das
zusätzliche Deformationselement
als ein axial zwischen Profilkopf 15 und Gurtwelle 11 angeordneter
Abreißpin 60 ausgebildet,
der einerseits mit der Stirnseite der Gurtwelle 11 verbunden
ist und andererseits in eine in der Stirnseite des Profilkopfes 15 ausgebildeten Öffnung 61 eingesteckt
ist. Eine Relativdrehung des von dem Strafferantrieb 17 angetriebene
Profilkopfes 15 gegenüber
der zunächst
noch stillstehenden Gurtwelle 11 führt zu einer Beanspruchung
des Abreißpins 60 bis
zu dessen Zerstörung,
womit die gewünschte Kraftbegrenzung
herbeigeführt
ist.