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DE102014211979B3 - Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung - Google Patents

Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung Download PDF

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DE102014211979B3
DE102014211979B3 DE102014211979.0A DE102014211979A DE102014211979B3 DE 102014211979 B3 DE102014211979 B3 DE 102014211979B3 DE 102014211979 A DE102014211979 A DE 102014211979A DE 102014211979 B3 DE102014211979 B3 DE 102014211979B3
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DE
Germany
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belt
belt shaft
force limiting
band
shaft
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DE102014211979.0A
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English (en)
Inventor
Klaus-Peter Singer
Ronald Jabusch
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Autoliv Development AB
Original Assignee
Autoliv Development AB
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    • B60R22/3413Belt retractors, e.g. reels comprising energy-absorbing means operating between belt reel and retractor frame
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung (6, 7) mit – einer in den Schenkeln (4, 5) eines U-förmigen Rahmens (2) um eine Drehachse drehbar gelagerten zweiteiligen Gurtwelle (1), welche ein erstes Teil (9) aufweist, auf dem ein Gurtband aufwickelbar ist, und ein zweites Teil (10) aufweist, welches mittels einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung (8) gegenüber wenigstens einem der Schenkel (4, 5) des Rahmens (2) fahrzeugfest verriegelbar ist, wobei – die Kraftbegrenzungseinrichtung (6) durch ein in dem ersten Ringraum (15) angeordnetes erstes Bandelement (11, 12) gebildet ist, welches bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (9, 10) der Gurtwelle (1) durch ein Umlaufen einer Umlenkstelle (24, 25) energieverzehrend von einer äußeren Wandung (22) des ersten Ringraumes (15) auf eine innere Wandung (23) oder umgekehrt ab- oder aufwickelbar ist, wobei – zwischen den beiden Teilen (9, 10) der Gurtwelle (1) ein zweiter Ringraum (20) vorgesehen ist, welcher koaxial zu dem ersten Ringraum (15) angeordnet ist, und – in dem ein zweites Bandelement (21) vorgesehen ist, welches bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (9, 10) der Gurtwelle (1) energieverzehrend verformt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung mit einer in den Schenkeln einer U-förmigen Rahmens um eine Drehachse drehbar gelagerten zweiteiligen Gurtwelle, welche ein erstes Teil aufweist, auf dem ein Gurtband aufwickelbar ist, und ein zweites Teil aufweist, welches mittels einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung gegenüber wenigstens einem der Schenkel des Rahmens fahrzeugfest verriegelbar ist, wobei die Kraftbegrenzungseinrichtung zwischen den beiden Teilen der Gurtwelle angeordnet ist und bei einer Aktivierung eine kraftbegrenzte Relativbewegung zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil ermöglicht, wobei sich des erste und das zweite Teil der Gurtwelle in einem Abschnitt unter Bildung eines ersten Ringraumes axial überlappen, und die Kraftbegrenzungseinrichtung durch ein in dem ersten Ringraum angeordnetes erstes Bandelement gebildet ist, welches bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Gurtwelle durch ein Umlaufen einer Umlenkstelle energieverzehrend von einer äußeren Wandung des ersten Ringraumes auf eine innere Wandung oder umgekehrt ab- oder aufwickelbar ist.
  • Aus der WO 96/32 303 A1 ist z. B. ein Gurtaufroller mit einer zweiteiligen Gurtwelle und einer Kraftbegrenzungseinrichtung, gebildet durch einen zwischen den Teilen der Gurtwelle angeordneten Torsionsstab, bekannt. Auf einem der Teile der Gurtwelle, dem Gurtwellenkörper, ist ein Sicherheitsgurt aufwickelbar, während der andere Teil der Gurtwelle, auch Profilkopf genannt, bei einer fahrzeugsensitiven oder gurtbandsensitiven Ansteuerung einer Blockiereinrichtung fahrzeugfest blockiert wird. Für den Fall, dass die Gurtauszugskraft bei einem blockierten zweiten Teil der Gurtwelle eine vorbestimmte Gurtauszugskraft übersteigt, kann der Gurtwellenkörper durch eine plastische Verformung des Torsionsstabes um seine Längsachse in Gurtauszugsrichtung rotieren. Die dabei zu überwindende vorbestimmte Gurtauszugskraft wird durch die plastische Verformungsgrenze des Torsionsstabes bestimmt.
  • Ferner ist es bekannt, eine zweite Kraftbegrenzungseinrichtung vorzusehen, welche parallel oder in Reihe zu dem Torsionsstab wirkt, wodurch die Kraftbegrenzungscharakteristik unabhängig von dem Torsionsstab verändert wird, so dass z. B. degressive oder progressive Kraftbegrenzungscharakteristiken verwirklicht werden können. Ferner kann durch die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung ein kurzzeitiger Abfall oder Anstieg der Gurtauszugskraft in einer Anfangsphase der Aktivierung der ersten Kraftbegrenzungseinrichtung soweit kompensiert werden, dass die Kraftbegrenzungscharakteristik des Gurtaufrollers insgesamt gleichmäßiger und möglichst unmittelbar mit dem beginnenden Gurtauszug entsprechend eines vorgegebenen Kraftbegrenzungsniveaus verläuft. Die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung kann durch verschiedene sich plastisch oder elastisch verformende Abschnitte, wie z. B. Abscherstifte oder eine Torsionshülse, verwirklicht sein, welche die beiden Teile der Gurtwelle parallel zu dem Torsionsstab verbinden. Die Gurtbandauszugslänge, während der die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung wirkt, ist durch die konstruktive Ausbildung des sich plastisch oder elastisch verformenden Abschnittes begrenzt.
  • Aus der DE 201 10 423 U1 ist ferner ein Gurtaufroller bekannt, bei dem die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung durch ein Metallband gebildet ist, welches während des kraftbegrenzten Gurtbandauszuges durch eine Schikane gezogen wird. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, dass die Gurtauszugslänge, während der die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung wirkt, durch die Verwendung eines entsprechend langen Metallbandes erheblich verlängert werden kann, wobei die vernichtete Energie und das dadurch bewirkte Kraftbegrenzungsniveau während des Durchziehens des Metallbandes durch die Schikane nahezu gleichbleibend ist. Die Schikane selbst ist durch ein Einlegeteil verwirklicht, welches an einem der Teile der Gurtwelle eingehängt ist, während das Metallband an dem jeweils anderen Teil der Gurtwelle zugfest gehalten ist.
  • In der DE 10 2011 087 413 A1 wird ferner ein Gurtaufroller mit einer ersten und einer zweiten Kraftbegrenzungseinrichtung beschrieben, welche parallelwirkend angeordnet sind. Die Gurtwelle ist zweiteilig ausgebildet, und das erste und das zweite Teil der Gurtwelle überlappen sich axial in einem Abschnitt zwischen den Schenkeln des Rahmens des Gurtaufrollers unter Bildung eines Ringraumes, in dem die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung angeordnet ist. Die zweite Kraftbegrenzungseinrichtung ist durch ein Bandelement gebildet, welches mit einem ersten Abschnitt an der radial äußeren Wandung des Ringraumes und mit einem zweiten Abschnitt an der radial inneren Wandung des Ringraumes anliegt und zwischen dem ersten und dem zweiten Abschnitt in einer Umlenkstelle umgelenkt ist, wobei das Bandelement bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Gurtwelle durch ein Umlaufen der Umlenkstelle energieverzehrend von der äußeren Wandung auf die innere Wandung oder umgekehrt ab- oder aufwickelbar ist.
  • Ferner ist aus der DE 200 15 402 U1 ein Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt bekannt, wobei Energieaufnahmeelemente in Form von Reibkupplungen vorgesehen sind, um im Falle einer Kollision bei an sich blockierter Gurtspule eine begrenzte Rückdrehung der Gurtspule zu ermöglichen und damit die maximalen Rückhaltekräfte des Gurtes zu begrenzen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller zu schaffen, bei dem die Kraftbegrenzungscharakteristik mit einfachen Mitteln an einen vorgegebenen Kraftbegrenzungsverlauf angepasst werden kann.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 1 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird zur Weiterentwicklung des Standes der Technik vorgeschlagen, dass zwischen den beiden Teilen der Gurtwelle ein zweiter Ringraum vorgesehen ist, welcher koaxial zu dem ersten Ringraum angeordnet ist, und in dem ein zweites Bandelement vorgesehen ist, welches bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Gurtwelle energieverzehrend verformt wird.
  • Durch das zweite in dem zweiten Ringraum vorgesehene Bandelement kann die Kraftbegrenzungscharakteristik weiter variiert werden. Dabei kann das zweite Bandelement z. B. so bemessen sein, dass das Kraftbegrenzungsniveau in einer Anfangsphase oder einer Endphase der Kraftbegrenzung bewusst erhöht wird. Damit können sowohl degressive als auch progressive Kraftbegrenzungsverläufe realisiert werden. Dabei kann durch die koaxiale Anordnung des zweiten Ringraumes mit dem darin angeordneten zweiten Bandelement erstens ein konstruktiv einfacher Aufbau unter Ausnutzung der bereits durch den ersten Ringraum bedingten Grundgeometrie der beiden Teile der Gurtwelle geschaffen werden. Zweitens kann dadurch die kraftbegrenzte Drehbewegung des ersten Teils der Gurtwelle bei möglichst geringen asymmetrisch einwirkenden Kräften verwirklicht werden.
  • Insbesondere wird vorgeschlagen, dass das erste und das zweite Bandelement derart angeordnet und bemessen sind, dass der Anfang und/oder das Ende des Umlaufens der Umlenkstellen der ersten Bandelemente und die energieverzehrende Verformung des zweiten Bandelementes zeitlich versetzt ist oder sind. Dadurch können bewusst stufenförmige Kraftbegrenzungsverläufe verwirklicht werden, indem in bestimmten Drehwinkeln des ersten Teils der Gurtwelle nur das erste oder das zweite Bandelement verformt werden, während in anderen Drehwinkelabschnitten beide Bandelemente durch Umlaufen der Umlenkstellen verformt werden und dadurch einen Beitrag zu der Kraftbegrenzung leisten.
  • Ferner können der erste und der zweite Ringraum mit den darin angeordneten Bandelementen bevorzugt axial versetzt an der Gurtwelle angeordnet sein, so dass die Bandelemente auf treppenförmigen Absätzen des ersten Teils oder des zweiten Teils der Gurtwelle angeordnet sind. Dadurch können die radial inneren und äußeren Wandungen der Ringräume mit einer ausreichend großen Wandstärke ausgelegt werden, so dass die Wandungen erstens eine ausreichend große Festigkeit als Widerlager aufweisen und zweitens an den Wandungen ausreichend Platz zur Anordnung der Anschläge bzw. zur Halterung der Enden der Bandelemente vorhanden ist.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass die Bandelemente in dem ersten und dem zweiten Ringraum eine unterschiedliche Kraftbegrenzungscharakteristik aufweisen. Durch die vorgeschlagene unterschiedliche Auslegung der Bandelemente bzw. deren Befestigung und Anordnung in den Ringräumen und der dadurch bewirkten unterschiedlichen Kraftbegrenzungscharakteristik kann der Verlauf der gesamten Kraftbegrenzung weiter variiert bzw. weiter an einen komplexen Kraftbegrenzungsverlauf angepasst werden.
  • Dabei können ansteigende oder abfallende Kraftbegrenzungsverläufe z. B. dadurch realisiert werden, indem wenigstens eines der Bandelemente einen sich über die Länge des Bandelementes verändernden Verformungswiderstand aufweist. Dies kann z. B. durch eine zu- oder abnehmende Dicke oder Breite der Bandelemente, durch eine Profilierung oder Perforierung der Bandelemente oder durch eine zu- oder abnehmende Härte der Bandelemente verwirklicht sein.
  • Weiter wird vorgeschlagen, dass wenigstens einer der Ringräume eine radial innere und/oder äußere Wandung mit einem in Umfangsrichtung zunehmenden oder abnehmenden Abstand zu der Drehachse des ersten Teils der Gurtwelle aufweist. Durch den zu- oder abnehmenden Abstand der Wandung(en) in Bezug zu der Drehachse des Teils der Gurtwelle kann der Radius der Umlenkstelle und/oder der Abstand zwischen der Mitte der Umlenkstelle des Bandelementes und der Drehachse des ersten Teils der Gurtwelle während des Umlaufens der Umlenkstelle verändert werden, wodurch die zu überwindende Gurtbandauszugskraft zum Ausziehen des Sicherheitsgurtes während der Kraftbegrenzungsphase ansteigend oder fallend ausgebildet werden kann.
  • Ferner kann zwischen den Teilen der Gurtwelle ein Torsionsstab vorgesehen sein, welcher mit einem ersten Ende drehfest mit dem ersten Teil der Gurtwelle und mit einem zweiten Ende drehfest mit dem zweiten Teil der Gurtwelle verbunden ist. Der Torsionsstab liefert während seiner plastischen Verformung ein konstantes Basiskraftbegrenzungsniveau, so dass die Bandelemente entsprechend kleiner bemessen werden können. Die Bandelemente dienen damit ausschließlich dazu, das durch den Torsionsstab bereitgestellte Basiskraftbegrenzungsniveau zur Erzielung des vorgegebenen Kraftbegrenzungsverlaufs entsprechend zu ergänzen, wobei Drehwinkel denkbar sind, in denen keines der Bandelemente, nur eines der Bandelemente oder sogar beide Bandelemente wirken.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
  • 1: einen Gurtaufroller in verschiedenen Ansichten;
  • 2: eine Explosionsdarstellung einer zweiteiligen Gurtwelle mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung;
  • 3: eine Schnittdarstellung des Gurtaufrollers durch die Längsachse der Gurtwelle;
  • 4: zwei Teile einer Gurtwelle mit zwei ersten Bandelementen und einem zweiten Bandelement in den Stellungen vor und nach der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung;
  • 5: verschiedene Schnittdarstellungen durch die Bandelemente bei verschiedenen Drehwinkeln des ersten Teils der Gurtwelle während der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung; und
  • 6: verschiedene beispielhafte, mit einem erfindungsgemäßen Gurtaufroller realisierbare Kraftbegrenzungsverläufe.
  • In der 1 ist ein Gurtaufroller mit einer zweiteiligen, in den Schenkeln 4 und 5 eines Rahmens 2 drehbar gelagerten Gurtwelle 1 zu erkennen. An dem Schenkel 5 ist eine pyrotechnische Straffeinrichtung 3 vorgesehen, welche die Gurtwelle 1 in einer Frühphase des Unfalls vor dem Beginn der Vorverlagerung des Insassen schlagartig in Aufwickelrichtung antreibt und eventuell in dem Sicherheitsgurt vorhandene Gurtlose herauszieht. An der dem Schenkel 4 zugewandten Seite der Gurtwelle 1 ist ferner ein Teil einer Kraftbegrenzungseinrichtung 6 zu erkennen.
  • In der 2 ist die zweiteilige Gurtwelle 1 in Explosionsdarstellung mit einem ersten Teil 9 und einem zweiten Teil 10 zu erkennen. Das erste Teil 9 ist in diesem Fall ein Gurtwellenkörper, auf dem ein Sicherheitsgurt aufwickelbar ist, und das zweite Teil 10 ist ein Profilkopf, welcher Träger einer Blockiereinrichtung in Form einer Blockierklinke 8 ist, die in der 3 zu erkennen ist. Bei einem Überschreiten von vorbestimmten Beschleunigungswerten des Fahrzeuges oder des Gurtbandauszuges wird die Blockiereinrichtung angesteuert, d. h. die Blockierklinke 8 steuert in eine Verzahnung an dem Schenkel 4 ein und blockiert das zweite Teil 10 fahrzeugfest entgegen der Gurtauszugsrichtung. Gleichzeitig sind die beiden Teile 9 und 10 der Gurtwelle 1 über die Kraftbegrenzungseinrichtung 6 miteinander verbunden, so dass sie im Normalgebrauch, also vor der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung 6, als ein drehfester Verbund anzusehen sind. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 6 umfasst einen Torsionsstab 7, zwei erste Bandelemente 11 und 12 und ein zweites Bandelement 21.
  • In der 3 ist eine Schnittdarstellung des Gurtaufrollers durch die Kraftbegrenzungseinrichtung 6 und die beiden Teile 9 und 10 der Gurtwelle 1 zu erkennen. Das erste Ende des Torsionsstabes 7 ist formschlüssig mit dem ersten Teil 9 der Gurtwelle 1 verbunden, während das zweite Ende des Torsionsstabes 7 drehfest mit dem zweiten Teil 10 der Gurtwelle 1 verbunden ist. Das erste und das zweite Teil 9 und 10 der Gurtwelle 1 weisen jeweils Radialflansche 13 und 14 mit axial gerichteten Ringfortsätzen auf, welche zwischen sich einen ersten radial äußeren Ringraum 15 und einen zweiten radial inneren Ringraum 20 einschließen. Die beiden Ringräume 15 und 20 sind ferner koaxial und axial versetzt zueinander angeordnet. Ausgehend von den radial inneren Enden verlaufen die ersten Bandelemente 11 und 12 durch zwei diametral angeordnete Umlenkstellen 24 und 25 in an einer äußeren Wandung 22 des Ringflansches 14 des zweiten Teils 10 der Gurtwelle 1 anliegenden Abschnitten, welche stirnseitig mit den Enden 18 und 19 an radial nach innen vorstehenden Anschlägen 16 und 17 anliegen. Ferner sind die beiden ersten Bandelemente 11 und 12 durch Eingriff in korrespondierende Ausnehmungen in dem Ringflansch 13 des ersten Teils 9 der Gurtwelle 1 in Gurtbandauszugsrichtung formschlüssig gehalten. Das erste und das zweite Teil 9 und 10 der Gurtwelle 1 sind dadurch über den Torsionsstab 7 in beide Drehrichtungen und über die ersten Bandelemente 11 und 12 in Gurtauszugsrichtung drehfest miteinander verbunden. Das zweite Bandelement 21 ist in dem radial inneren zweiten Ringraum 20 angeordnet und mit einem Ende über einen axialen, in eine formkorrespondierende Ausnehmung des ersten Teils 9 eingreifenden axialen Finger 27 drehfest mit dem ersten Teil 9 der Gurtwelle 1 verbunden. Ausgehend von dem Finger 27 verläuft das zweite Bandelement 21 in eine Richtung durch eine Umlenkstelle 28 in einen kurzen Fortsatz 29 und in die andere Richtung in einem offenen Ring mit einem freien Ende 30.
  • Die Funktion und der durch die erfindungsgemäße Lösung verwirklichbare Kraftbegrenzungsverlauf werden nachfolgend anhand der 5 und 6 näher beschrieben.
  • In der in der linken Darstellung zu erkennenden Anfangsstellung wurde das zweite Teil 9 der Gurtwelle 1 gerade verriegelt. Die Gurtauszugskraft steigt nun aufgrund der Trägheit des sich im Unfall in Fahrtrichtung bewegenden Insassen weiter an. Dabei übt das erste Teil 9 der Gurtwelle 1 ein in Pfeilrichtung gerichtetes Torsionsmoment auf die Kraftbegrenzungseinrichtung 6 aus, welche sich wiederum an dem zweiten fahrzeugfest blockierten Teil 10 der Gurtwelle 1 abstützt. Steigt die Gurtbandauszugskraft weiter an, wie in der 6 zu erkennen ist, so wird die Kraftbegrenzungseinrichtung 6 aktiviert, und es wird ein kraftbegrenzter Gurtbandauszug ermöglicht. Die dabei zu überwindende Gurtbandauszugskraft über der Gurtbandauszugslänge ist dem Diagramm in der 6 zu erkennen. Grundsätzlich ist der zu erzielende Kraftbegrenzungsverlauf der Kraftbegrenzungseinrichtung 6 die Summe aus dem durch den Torsionsstab 7 erzeugten Kraftbegrenzungsniveau I, dem durch die ersten Bandelemente 11 und 12 erzeugten Kraftbegrenzungsniveau II und dem durch das zweite Bandelement 21 erzeugten Kraftbegrenzungsniveau III.
  • Aufgrund der bereits zu Beginn bestehenden drehfesten Verbindung der beiden Teile 9 und 10 der Gurtwelle 1 über den Torsionsstab 7 und die ersten Bandelemente 11 und 12 in Gurtbandauszugsrichtung beginnt der kraftbegrenzte Gurtbandauszug mit einer zu überwindenden Gurtbandauszugskraft, welche sich durch die Addition des Kraftbegrenzungsniveaus I des Torsionsstabes 7 und des Kraftbegrenzungsniveaus II der ersten Bandelemente 11 und 12 ergibt. Das Kraftbegrenzungsniveau I des Torsionsstabes 7 ist im Wesentlichen konstant und wird bestimmt durch die Materialeigenschaften und die Bemessung des Torsionsstabes 7 in bekannter Weise.
  • Da die beiden ersten Bandelemente 11 und 12 mit den Enden 18 und 19 an den Anschlägen 16 und 17 anliegen, können die beiden ersten Bandelemente 11 und 12 diese Bewegung nicht mit ausführen. Die Bewegung des ersten Teils 9 gegenüber dem zweiten Teil 10 der Gurtwelle 1 ist damit nur dadurch möglich, indem die ersten Bandelemente 11 und 12 durch Umlaufen der Umlenkstellen 24 und 25 von der radial äußeren Wandung 22 des Ringraumes 15 auf eine radial innere Wandung 23 abgewickelt werden. Die ersten Bandelement 11 und 12 werden dabei in den durch die Umlenkstellen 24 und 25 laufenden Abschnitten energieverzehrend verformt.
  • Dabei hängt das durch die ersten Bandelemente 11 und 12 bewirkte Kraftbegrenzungsniveau und der Kraftbegrenzungsverlauf von der Länge der ersten Bandelemente 11 und 12, von dem Verformungswiderstand, also der Dicke, der Breite und der Materialfestigkeit, und von dem Verlauf der den ersten Ringraum 15 begrenzenden Wandungen ab. So ist es z. B. möglich, das Kraftbegrenzungsniveau durch einen sich verringernden Abstand der radial äußeren und inneren Wandung in Verlaufsrichtung der Bewegung der umlaufenden Umlenkstellen 24 und 25 zu erhöhen oder durch einen zunehmenden Abstand zu verringern, da dadurch der Umlenkradius der Umlenkstellen 24 und 25 verändert wird. Grundsätzlich gilt dabei, dass das Kraftbegrenzungsniveau zunimmt, wenn der Umlenkradius sinkt bzw. im Umkehrschluss, dass das Kraftbegrenzungsniveau abnimmt, wenn der Umlenkradius zunimmt. Ferner kann auch die Dicke, Breite oder die Materialfestigkeit der ersten Bandelemente 11 und 12 in Längsrichtung ihres Verlaufes sprungartig oder kontinuierlich zu- oder abnehmen, wodurch ein sprungartiger oder kontinuierlicher Anstieg oder Abfall des Kraftbegrenzungsniveaus ermöglicht werden kann. Dadurch können beliebige Kraftbegrenzungsverlaufe des mit II gekennzeichneten Kraftbegrenzungsniveaus verwirklicht werden. Nach dem vollständigen Abwickeln der ersten Bandelemente 11 und 12, die Stellung ist in der zweiten Darstellung von links der 5 zu erkennen, werden die ersten Bandelemente 11 und 12 nicht mehr verformt, und es wirkt allein das Kraftbegrenzungsniveau I des Torsionsstabes 7.
  • Dieses Kraftbegrenzungsniveau I wirkt bis zum Erreichen der in der zweiten Darstellung von rechts der 5 gezeigten Stellung. In dieser Stellung ist das zweite Bandelement 21 inzwischen mit der stirnseitigen Fläche des Fortsatzes 29 an einem Anschlag 26 des zweiten Teils 10 der Gurtwelle 1 zur Anlage gelangt, so dass sich das erste Teil 9 der Gurtwelle 1 nur noch um einen kleinen Drehwinkel unter Verformung bzw. Abwicklung des Fortsatzes 29 weiter in Gurtauszugsrichtung drehen kann. Das Kraftbegrenzungsniveau III, welches durch das zweite Bandelement 21 bewirkt wird, ist stufenförmig mit einem anfänglich geringeren Niveau und einem sich anschließenden starken Anstieg ausgebildet. Die Stufenform des Kraftbegrenzungsniveaus III wird dadurch erzeugt, dass das zweite Bandelement 21 zunächst während eines kurzen Drehwinkels im Bereich des Fortsatzes 29 verformt wird, oder während dem der Fortsatz 29 energieverzehrend abgewickelt wird, bis das andere freie Ende 30 des offenen Ringes zur Anlage an der Umlenkstelle 28 des zweiten Bandelementes 21 gelangt, wie in der rechten Darstellung der 5 zu erkennen ist. Das zweite Bandelement 21 ist in dieser Stellung zu einem geschlossenen Ring geformt. Eine Auszugsbewegung des ersten Teils 9 der Gurtwelle 1 ist ab dieser Stellung nur noch unter einer chaotischen plastischen Verformung des zweiten Bandelementes 21 möglich, wodurch der starke Anstieg in der Stufe des Kraftbegrenzungsniveaus III zu erklären ist. Der Beginn und die Länge der Abschnitte des stufenförmigen Kraftbegrenzungsniveaus III kann dabei durch die Position des Anschlages 26, durch die Länge des Fortsatzes 29 und des offenen Ringes ausgelegt werden. Ferner kann die Höhe des Kraftbegrenzungsniveaus in den Stufen durch die Bemessung des Bandelementes 21 im Bereich des Fortsatzes 29 und des offenen Ringes nach demselben Prinzip wie bei den ersten Bandelementen 11 und 12 ausgelegt werden.
  • Die ersten und zweiten Bandelemente 11, 12 und 21 sind in konzentrischen und axial versetzten ersten und zweiten Ringräumen 15 und 20 angeordnet. Die Ringräume 15 und 20 sind dabei dadurch gebildet, indem die Radialflansche 13 und 14 erstens stufenförmig ausgebildet sind, und zweitens indem die Radialflansche 13 und 14 im Bereich zweier radialer Ringflächen voneinander beabstandet sind. Dadurch können an den Radialflanschen 13 und 14 Bereiche mit einer entsprechend großen Wandstärke vorgesehen werden, in denen entsprechende Ausnehmungen zur formschlüssigen Verbindung der ersten Bandelemente 11 und 12 vorgesehen werden können. Ferner kann dadurch eine Form geschaffen werden, welche hinsichtlich einer möglichst geringen maximalen Bauteilspannung der Radialflansche 13 und 14 in den Bereichen des Anschlags 26 und der formschlüssigen Verbindungen der ersten Bandelemente 11 und 12 günstig ist.
  • Grundsätzlich können sowohl in dem radial inneren Ringraum 20 als auch in dem radial äußeren Ringraum 15 mehrere Bandelemente 11, 12 und 21 vorgesehen sein, welche identisch ausgebildet sind und in Umfangsrichtung in identischen Winkeln zueinander angeordnet sind. Gemäß dem vorgeschlagenen Ausführungsbeispiel sind dabei in dem radial äußeren Ringraum 15 zwei identische Bandelemente 11 und 12 und in dem radial inneren Ringraum 20 nur ein Bandelement 21 vorgesehen.

Claims (7)

  1. Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung (6, 7) mit – einer in den Schenkeln (4, 5) eines U-förmigen Rahmens (2) um eine Drehachse drehbar gelagerten zweiteiligen Gurtwelle (1), welche ein erstes Teil (9) aufweist, auf dem ein Gurtband aufwickelbar ist, und ein zweites Teil (10) aufweist, welches mittels einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiereinrichtung (8) gegenüber wenigstens einem der Schenkel (4, 5) des Rahmens (2) fahrzeugfest verriegelbar ist, wobei – die Kraftbegrenzungseinrichtung (6) zwischen den beiden Teilen (9, 10) der Gurtwelle (1) angeordnet ist und bei einer Aktivierung eine kraftbegrenzte Relativbewegung zwischen dem ersten Teil (9) und dem zweiten Teil (10) ermöglicht, wobei – sich das erste und das zweite Teil (9, 10) der Gurtwelle (1) in einem Abschnitt unter Bildung eines ersten Ringraumes (15) axial überlappen, und – die Kraftbegrenzungseinrichtung (6) durch ein in dem ersten Ringraum (15) angeordnetes erstes Bandelement (11, 12) gebildet ist, welches bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (9, 10) der Gurtwelle (1) durch ein Umlaufen einer Umlenkstelle (24, 25) energieverzehrend von einer äußeren Wandung (22) des ersten Ringraumes (15) auf eine innere Wandung (23) oder umgekehrt ab- oder aufwickelbar ist, wobei – zwischen den beiden Teilen (9, 10) der Gurtwelle (1) ein zweiter Ringraum (20) vorgesehen ist, welcher koaxial zu dem ersten Ringraum (15) angeordnet ist, und – in dem ein zweites Bandelement (21) vorgesehen ist, welches bei einer Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Teil (9, 10) der Gurtwelle (1) energieverzehrend verformt wird.
  2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste und das zweite Bandelement (11, 12, 21) derart angeordnet und bemessen sind, dass der Anfang und/oder das Ende des Umlaufens der Umlenkstellen (24, 25) des ersten Bandelementes (11, 12) und die energieverzehrende Verformung des zweiten Bandelementes (21) zeitlich versetzt ist oder sind.
  3. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste und der zweite Ringraum (15, 20) mit den darin angeordneten Bandelementen (11, 12, 21) axial versetzt an der Gurtwelle (1) angeordnet sind.
  4. Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die Bandelemente (11, 12, 21) in dem ersten und dem zweiten Ringraum (15, 20) eine unterschiedliche Kraftbegrenzungscharakteristik aufweisen.
  5. Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens eines der Bandelemente (11, 12, 21) einen sich über die Länge des Bandelementes verändernden Verformungswiderstand aufweist.
  6. Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens einer der Ringräume (15, 20) eine radial innere und/oder äußere Wandung mit einem in Umfangsrichtung zunehmenden oder abnehmenden Abstand zu der Drehachse des ersten Teils (9) der Gurtwelle (1) aufweist.
  7. Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zwischen den Teilen (9, 10) der Gurtwelle (1) ein Torsionsstab (7) vorgesehen ist, welcher mit einem ersten Ende drehfest mit dem ersten Teil (9) der Gurtwelle (1) und mit einem zweiten Ende drehfest mit dem zweiten Teil (10) der Gurtwelle (1) verbunden ist.
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