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Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit einer gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung für die Gurtwelle und mit einer an die Gurtwelle ankoppelbaren reversibel arbeitenden Straffeinrichtung, die über eine im Strafffall angesteuerte Kupplung mit der Gurtwelle kuppelbar ist, wobei die Kupplung aus einem mit der Gurtwelle verbundenen ersten Kupplungsteil und aus einem damit im Strafffall zusammenwirkenden und von dem Strafferantrieb gesteuerten zweiten Kupplungsteil besteht.
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Ein Gurtaufroller mit den vorgesehenen Merkmalen ist in der
DE 100 59 227 C1 beschrieben. Bei einem derartigen Gurtaufroller wird die Forderung erhoben, dass der Gurtaufroller einen leichten Unfall, einen sogenannten Low-Speed-Crash, beschädigungsfrei überstehen muss, so dass alle Funktionen des Gurtaufrollers auch im Anschluss an einen derartigen Crash aufrechterhalten bleiben. Bei dem in der gattungsgemäßen
DE 100 59 227 C1 beschriebenen Gurtaufroller besteht die Kupplung aus einer mit der Gurtwelle fest verbundenen Kupplungsglocke, in deren Innenverzahnung eine an einem in der Ebene der Kupplungsglocke angeordneten und beispielsweise von einem Elektromotor als Strafferantrieb angetriebenen Drehkörper gelagerte Kupplungsklinke radial auslenkbar ist.
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Mit dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, dass bei einem im Anschluss an eine zunächst ausgelöste Vor-Straffung des Sicherheitsgurtes eintretenden leichten Unfall aufgrund der von einem angeschnallten Fahrzeuginsassen auf die Gurtwelle in Gurtauszugsrichtung ausgeübten Belastung und des daraufhin von der Gurtwelle auf das erste Kupplungsteil übertragenen Drehmoments derartige Kräfte über das starre Antriebssystem auch auf den Strafferantrieb, beispielsweise einen Elektromotor, ausgeübt werden, dass es zu einer Beeinträchtigung der Funktion des Strafferantriebes kommt und somit im Anschluss an einen Low-Speed-Crash ein Austausch des kompletten Gurtaufrollers mit Strafferantrieb erfolgen muss.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller mit den eingangs genannten gattungsgemäßen Merkmalen derart auszubilden, dass der Gurtaufroller im Anschluss an einen Low-Speed-Crash unverändert funktionsfähig ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass das erste Kupplungsteil mit der Gurtwelle mittels einer zwischengeschalteten Drehfeder verbunden ist, deren eines Ende an dem ersten Kupplungsteil oder der Gurtwelle festgelegt ist und deren anderes Ende an der Gurtwelle oder an dem ersten Kupplungsteil in einer Halteöffnung von mehreren an der Gurtwelle oder dem Kupplungsteil ausgebildeten Halteöffnungen festgelegt ist derart, dass bei Überschreiten eines konstruktiv vorgegebenen, von der Gurtwelle auf die von dem ersten Kupplungsteil festgehaltene Drehfeder ausgeübten Drehmomentes das Ende der Drehfeder aus der zugeordneten Halteöffnung herausspringt und in die in Drehrichtung der Gurtwelle nachfolgend angeordnete Halteöffnung einrastet.
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Gemäß der Erfindung ist die Anordnung des relativ zur Gurtwelle verdrehbaren ersten Kupplungsteils und der Drehfeder als ständig wirksamer Verbindung zwischen der Gurtwelle und dem ersten Kupplungsteil so ausgelegt, dass bei einer Vor-Straffung des Sicherheitsgurtes über das von dem Strafferantrieb in Drehung versetzte erste Kupplungsteil und die die Gurtwelle aufgrund der Drehung des ersten Kupplungsteils mitnehmende Drehfeder die Drehfeder bei dem entsprechenden auf die Gurtwelle ausgeübten Drehmoment von etwa bis zu 6 Nm nur leicht deformiert wird. Kommt es anschließend zu einer das Ansprechen des gurtbandsensitiven oder fahrzeugsensitiven Steuersystems herbeiführenden Gefahrensituation, bei der die Blockierung der Gurtwelle einzuleiten ist, muss sich die Gurtwelle um einen geringen Drehwinkel in Gurtauszugsrichtung drehen können, damit durch die Relativdrehung zwischen der Gurtwelle und dem Steuersystem die Einsteuerung der Blockierklinke in die gehäusefeste Verzahnung ermöglicht ist. Da in diesem Fall nun eine höhere Belastung in Gurtauszugsrichtung auf die Gurtwelle einwirkt, ist die Drehfeder in ihrer Federkennlinie weiterhin so ausgelegt, dass bei einem durch die Belastung der Gurtwelle mit dem durch die Einwirkung des angeschnallten Fahrzeuginsassen ansteigenden Drehmoment die für den Blockiervorgang erforderliche Verdrehung der Gurtwelle zum ersten Kupplungsglied ermöglicht ist. Wenn anschließend an die erfolgte Blockierung der Gurtwelle kein Crash eintritt, kehrt das System unter der Wirkung der Drehfeder in seine Ausgangslage zurück.
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Tritt allerdings bei Blockierung der Gurtwelle durch die gurtaufrollerseitige Blockiereinrichtung anschließend ein so genannter Low-Speed-Crash auf, bei welchem das in dem Gurtaufroller angeordnete Kraftbegrenzungssystem beispielsweise in Form eines Torsionsstabes anspricht, sodass sich die Gurtwelle in Gurtauszugsrichtung um einen gewissen Drehwinkel weiter dreht, so wird die Drehfeder durch die Verdrehung der Gurtwelle gegenüber dem aufgrund seiner Kopplung an den Strafferantrieb festliegenden ersten Kupplungsteil weitergespannt, bis die Drehfeder auf Block gezogen und ihre Kraftaufnahmemöglichkeit ausgeschöpft ist. Damit bei einem anschließend weiter ansteigenden auf die Gurtwelle einwirkenden und von dieser auf das erste Kupplungsteil ausgeübten Drehmoment der Antriebsstrang mit dem Strafferantrieb vor Überlast geschützt ist, springt bei Überstreiten eines entsprechend konstruktiv eingestellten Drehmoments das in einer zugeordneten Halteöffnung gehalterte Ende der Drehfeder heraus, so dass die Drehfeder entspannt und der Strafferantrieb vor Überlast geschützt ist. In der durch das nachfolgende Einrasten der Drehfeder in die nächstfolgende Halteöffnung herbeigeführten neuen Raststellung steht die Drehfeder wieder für eine erneute Kraftaufnahme beziehungsweise für einen folgenden Arbeitszyklus zur Verfügung.
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Somit ist mit der Erfindung der Vorteil verbunden, dass die bei einem Crash erforderliche Kraftaufnahme vollständig von der Blockiereinrichtung des Gurtaufrollers geleistet und der Strafferantrieb aus dem diesbezüglichen Kraftfluss herausgenommen und dadurch geschützt ist.
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Die Erfindung lässt sich dabei durch die Anordnung der Drehfeder zwischen Gurtwelle und ersten Kupplungsteils verwirklichen, und zwar unabhängig davon, ob das eine, jeweils ständig festlegte Ende der Drehfeder an der Gurtwelle oder an dem Kupplungsteil befestigt ist und die das andere Ende der Drehfeder jeweils aufnehmenden Halteöffnungen entsprechend an der Gurtwelle oder an dem ersten Kupplungsteil ausgebildet sind. Beide Gestaltungsmöglichkeiten sind von der Erfindung umfasst.
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Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Kupplungsteil als eine Kupplungsglocke mit einer über einen Wellenfortsatz greifenden Mittenausnehmung ausgebildet ist und dass die Drehfeder mit ihren in einer Ebene angeordneten Federwindungen in einem zwischen Wellenfortsatz und einem die Mittenausnehmung umgrenzenden Rand der Kupplungsglocke gebildeten Ringraum angeordnet ist.
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Soweit vorgesehen sein kann, dass das an der Kupplungsglocke festgelegte und von den Federwindungen radial abstehende Ende der Drehfeder in einem in dem Rand der Mittenausnehmung der Kupplungsglocke ausgebildeten radialen Schlitz fixiert ist, ist hiermit eine leichte Montage der Drehfeder verbunden.
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Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die mehreren Halteöffnungen in der der Kupplungsglocke zugewandten Stirnseite der Gurtwelle ausgebildet sind und das zum Eingriff in die Halteöffnungen vorgesehene Ende der Drehfeder aus der Ebene der Federwindungen in Richtung der Gurtwelle abgebogen ist.
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Zur axialen Sicherung der aus Gurtwelle, Drehfeder und Kupplungsglocke bzw. erstem Kupplungsteil gebildeten Baueinheit kann vorgesehen sein, dass Kupplungsglocke und in deren Mittenöffnung angeordnete Drehfeder mittels einer auf den Wellenfortsatz aufgeschobenen und daran befestigten Sicherungsscheibe axial festgelegt sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
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1 Die Strafferseite eines selbstsperrenden Gurtaufrollers mit Straffeinrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht,
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2 die Gurtwelle mit erstem Kupplungsteil, Drehfeder und Sicherungsscheibe in einer Einzelteildarstellung,
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3 den Gegenstand der 2 in zusammengebautem Zustand,
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4 die Gurtwelle mit erstem Kupplungsteil und zwischengeschalteter Drehfeder in zusammengebautem Zustand in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht,
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5 die Stirnseite der Gurtwelle mit den darin angeordneten Halteöffnungen für das zugeordnete Ende der Drehfeder in einer Vorderansicht,
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6 eine Diagrammdarstellung des über dem Drehwinkel der Gurtwelle aufgetragenen, von der Gurtwelle über die Drehfeder auf das erste Kupplungsteil übertragenen Drehmoments.
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In
1 ist die Gurtwelle
10 eines selbstsperrenden Gurtaufrollers dargestellt, die beidseitig in den Gehäuseschenkeln eines nicht weiter dargestellten U-förmigen Gehäuses gelagert ist. Auf der in der Darstellung von
1 linken Seite der Gurtwelle ist an die Gurtwelle eine Blockiereinrichtung mit einem zugeordneten gurtbandsensitiven und fahrzeugsensitiven Steuersystem angeschlossen. Ausbildung und Funktion einer entsprechenden Blockiereinrichtung sind im Stand der Technik bekannt und beschrieben, beispielsweise gemäß
DE-GM 74 25 231 , wobei es für das Verständnis der Erfindung hierauf nicht weiter ankommt.
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Auf der in der Darstellung der 1 rechten Seite der Gurtwelle 10 ist der Anschluss der Gurtwelle an eine Vorstraffeinrichtung in Form eines ebenfalls an dem zugeordneten Gehäuseschenkel des U-förmigen Gehäuses festgelegten Elektromotors 11 als Strafferantrieb dargestellt. Die Abtriebswelle des Elektromotors 11 ist über eine nicht näher zu erläuternde Übertragungsbaugruppe 12 an eine Kupplungsbaugruppe 13 angeschlossen, mittels der die Drehung des Elektromotors 11 in eine Drehung der Gurtwelle 10 umsetzbar ist. Die Kupplungsbaugruppe 13 weist eine mit der Gurtwelle 10 verbundene Kupplungsglocke 14 als erstes Kupplungsteil auf, in deren Innenverzahnung 15 ein zweites Kupplungsteil vorzugsweise in Form einer an einem vom Elektromotor 11 mittels der Übertragungsbaugruppe 12 in Drehung versetzten Antriebsrad angeordneten Kupplungsklinke einsteuerbar ist, sodass im Strafffall eine drehfeste Verbindung des Elektromotors 11 als Strafferantrieb mit der Kupplungsglocke 14 hergestellt ist. Auch diese Art des Strafferantriebes und der Ausbildung der Kupplungsbaugruppe ist im Stand der Technik bekannt.
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Um die Drehbewegung der Kupplungsglocke 14 als erstem Kupplungsteil auf die Gurtwelle 10 zu übertragen, ist die Kupplungsglocke 14 mit ihrer von einem Rand 17 umgrenzten Mittenöffnung 16 auf die erste Stufe 24 eines Wellenfortsatzes aufgeschoben, dessen zweite Stufe 25 zur Aufnahme der Kupplungsbaugruppe 13 dient. In dem Ringraum zwischen der Wellenfortsatzstufe 24 und dem Rand 17 der Kupplungsglocke 14 ist eine Drehfeder 19 angeordnet, deren eines Ende 20 fest mit der Kupplungsglocke 14 verbunden ist. Zur Herstellung dieser Verbindung weist der Rand 17 einen radial abgehenden Schlitz 18 auf, in welchen das diesbezügliche Ende 20 der Drehfeder 19 eingelegt ist. Das andere Ende 21 der mit ihren in einer Ebene angeordneten Federwindungen ausgebildeten Drehfeder 19 ist in Richtung zu der Gurtwelle 10 aus der Ebene der Federwindungen herausgebogen, sodass dieses Ende 21 der Drehfeder 19 in Eingriff mit stirnseitig an der Gurtwelle ausgebildeten Halteöffnungen 22 (5) gebracht werden kann. Wie sich im Einzelnen dazu aus 5 ergibt, sind in Umfangsrichtung mehrere, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel vier Halteöffnungen 22 in der Stirnfläche der Gurtwelle 10 ausgebildet.
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Zur Festlegung und axialen Sicherung von Drehfeder 19 und Kupplungsglocke 14 auf der Wellenfortsatzstufe 24 ist eine Sicherungsscheibe 23 vorgesehen, die beispielsweise zu ihrer Verbindung mit der Gurtwelle 10 mit der Wellenfortsatzstufe 24 verpresst sein kann. Wie sich dazu aus 3 ergibt, überdeckt die Sicherungsscheibe 23 die Mittenöffnung 16 der Kupplungsglocke 14 mit der darin eingefügten Drehfeder 19, sodass bei entsprechend zusammenmontierter Baugruppe gemäß 3 die Innenverzahnung 15 der Kupplungsglocke 14 frei liegt und entsprechend Raum zur Anordnung eines Antriebsrades mit zugeordneter Kupplungsklinke im Rahmen der Kupplungsbaugruppe zur Verfügung steht.
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Die Funktion des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers ist unter Bezugnahme auf 6 näher erläutert, in welcher der Verlauf des Drehmomentes über dem Drehwinkel der Gurtwelle aufgetragen ist. Kommt es bei Auslösung der Straffeinrichtung zu einem Ansprechen des Elektromotors 11, so wird damit die Kupplungsglocke 14 in Drehung versetzt, wobei ein entsprechendes Drehmoment gemäß dem Ast 30 der in 6 dargestellten Kennlinie auf die Gurtwelle einwirkt und zu deren Verdrehung um einen ersten Drehwinkel führt. Soweit die Drehung der Kupplungsglocke 14 in eine in Gurtaufwickelrichtung gerichtete Drehung der Gurtwelle 10 über die zwischengeschaltete Drehfeder 19 übertragen wird, übersteigt das im Strafffall von der Kupplungsglocke 14 auf die Gurtwelle 10 übertragene Drehmoment einen Betrag von 6 Nm nicht. Die Drehfeder 19 ist dabei derart ausgelegt, dass während dieser Drehmomentübertragung nur eine leichte Verformung der Drehfeder 19 eintritt.
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Kommt es anschließend an den Straffvorgang zu einer das Ansprechen des gurtbandsensitiven oder fahrzeugsensitiven Steuersystems herbeiführenden Gefahrensituation soll zunächst einmal die Blockierung der Gurtwelle 10 mittels der Blockiereinrichtung herbeigeführt werden. Hierzu ist es erforderlich, dass sich die Gurtwelle 10 um einen geringen Drehwinkel in Gurtauszugsrichtung dreht, damit durch diese anfängliche Drehbewegung die Blockierklinke in die zugeordnete gehäusefeste Verzahnung eingesteuert wird, wie im Stand der Technik beschrieben. Diese Drehung der Gurtwelle 10 in Gurtauszugsrichtung wird durch eine entsprechende Belastung des auf der Gurtwelle 10 aufgewickelten Sicherheitsgurtes durch die damit angeschnallte Person herbeigeführt, und das dadurch an der Gurtwelle 10 wirksam werdende Drehmoment führt gemäß dem Ast 31 der in 6 dargestellten Kennlinie zu einer Drehung der Gurtwelle um einen entsprechenden Drehwinkel. Das dadurch auf die Drehfeder 19 ausgeübte Drehmoment kann ebenfalls von der Drehfeder 19 aufgenommen werden, wobei ein solcher Vorgang in der Regel bei einer Größenordnung von 9 Nm abgeschlossen ist.
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Ist die Blockierung der Gurtwelle 10 erfolgt und kommt es im Anschluss zu einem so genannten Low-Speed-Crash, so erfolgt durch das Hineinfallen des Fahrzeuginsassen in den Sicherheitsgurt eine weitere Beanspruchung der Gurtwelle 10 in Gurtauszugsrichtung, die sich in einem weiteren Anstieg des von der Gurtwelle 10 über die Drehfeder 19 auf die durch den Elektromotor 11 blockierte und damit festgelegte Kupplungsglocke 14 zu übertragenden Drehmoments, wie durch den Ast 32 der in 6 dargestellten Kennlinie verdeutlicht ist. Erreicht dieses Drehmoment eine durch die Ausbildung der Drehfeder 19 festgelegte Grenze von gemäß 6 15 Nm, so springt das in der zugeordneten Halteöffnung 22 in der Gurtwelle 10 festgehaltene Ende 21 der Drehfeder 19 aus der Halteöffnung 22 heraus, sodass sich die Gurtwelle gemäß Ast 34 der in 6 dargestellten Kennlinie noch um einen Drehwinkel weiter dreht, bis das Ende 21 in die nächstfolgende Halteöffnung 22 der Gurtwelle 10 einrastet, sodass in dieser neuen Raststellung die nunmehr wieder entspannte Drehfeder 19 für eine erneute Kraftaufnahme bzw. für einen folgenden Arbeitszyklus zur Verfügung steht, wie durch den Ast 34 der in 6 dargestellten Kennlinie verdeutlicht ist. Damit ist die mit dem Strafferantrieb 11 über die Kupplungsbaugruppe 13 fest verbundene Kupplungsglocke 14 vor der Aufnahme eines zu hohen Drehmoments geschützt.
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Die in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und der Zeichnungen offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10059227 C1 [0002, 0002]
- DE 7425231 U [0022]