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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges, wobei der Gurtaufroller einen Gehäuserahmen, eine drehbar in dem Gehäuserahmen gelagerte Gurtwelle, einen gegenüber dem Gehäuserahmen verriegelbaren Profilkopf und eine Kraftbegrenzungseinrichtung umfasst, wobei die Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem ersten Ende insbesondere formschlüssig mit dem Profilkopf und mit einem zweiten Ende insbesondere formschlüssig mit der Gurtwelle gekoppelt ist und eine kraftbegrenzte Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem verriegelten Profilkopf ermöglicht. Darüber hinaus umfasst der Gurtaufroller ein einteilig mit dem Profilkopf ausgebildetes Verbindungsrohr, welches die Kraftbegrenzungseinrichtung zumindest teilweise umgibt, und einen Verriegelungshaken, wobei der Verriegelungshaken bei der Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem verriegelten Profilkopf über einen äußeren Umfang des Verbindungsrohres gleitet und bei Erreichen eines vorbestimmten Drehwinkels der Gurtwelle in eine an dem Umfang des Verbindungsrohres ausgebildete Verriegelungsnut einfällt, wodurch das Verbindungsrohr mit der Gurtwelle gekoppelt ist und die Gurtwelle bei Einfallen des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut über den Profilkopf drehfest mit dem Gehäuserahmen verriegelt ist.
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Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist beispielsweise aus
DE 10 2018 108 089 B4 bekannt. Der generelle Aufbau und die Funktion eines solchen Gurtaufrollers sowie dessen Bestandteile sind zudem aus
DE 10 2012 107 557 B3 bekannt. So umfasst die Kraftbegrenzungseinrichtung insbesondere mindestens einen Torsionsstab, wobei an einem dem Profilkopf zugeordneten Ende eines Torsionsstabes eine Verzahnung ausgebildet ist, mittels der die Kraftbegrenzungseinrichtung mit dem Profilkopf drehfest und formschlüssig gekoppelt ist. Der gleiche oder ein weiterer Torsionsstab der Kraftbegrenzungseinrichtung weist an seinem anderen Ende bevorzugt ebenfalls eine Verzahnung auf, mit der die Kraftbegrenzungseinrichtung drehfest und formschlüssig mit der Gurtwelle gekoppelt ist. Der mindestens eine Torsionsstab ist somit insbesondere über einen Großteil seiner Länge innerhalb des Verbindungsrohres angeordnet und über das erste Ende drehfest mit dem Verbindungsrohr verbunden.
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Auf dem Außenumfang des Verbindungsrohres ist mindestens eine Verriegelungsnut ausgebildet. Die mindestens eine Verriegelungsnut und der mindestens eine Verriegelungshaken sind so angeordnet und ausgebildet, dass bei verriegeltem Profilkopf und einer Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem Profilkopf und somit bei einer Relativdrehung des Verriegelungshakens gegenüber dem Verbindungsrohr die Drehung zunächst ermöglicht ist. Der Verriegelungshaken ist also drehfest mit der Gurtwelle verbunden. Hierzu können beispielsweise auf dem Außenumfang zumindest abschnittsweise verlaufende Stege ausgebildet sein, auf denen der Verriegelungshaken zunächst entlanggleitet.
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Der mindestens eine Verriegelungshaken kann zudem mit einem Mitnehmer starr verbunden sein, welcher in eine spiralförmig in dem Verbindungsrohr ausgebildete Führungsnut eingreift, so dass der Mitnehmer bei einer Relativdrehung des Verriegelungshakens gegenüber dem mit dem Profilkopf verriegelten Verbindungsrohr in Axialrichtung verschoben wird. Die mindestens eine Verriegelungsnut und gegebenenfalls die Stege können dabei so angeordnet sein, dass beispielsweise nach einem vorgegebenen Drehwinkel von beispielsweise mindestens 720° der Verriegelungshaken in die Verriegelungsnut einfällt, wobei aufgrund des in die Verriegelungsnut eingefallenen Verriegelungshakens die Gurtwelle über den Verriegelungshaken mit dem verriegelten Profilkopf verbunden ist, so dass ein weiterer Gurtbandauszug von der Gurtwelle gestoppt wird.
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Es hat sich nun herausgestellt, dass bei eingefallenem Verriegelungshaken und somit bei Kopplung der Gurtwelle über den Verriegelungshaken mit dem Profilkopf eine ungleichmäßige Krafteinleitung in den Gurtaufroller erfolgt, was zu einer ungewollten Beschädigung des Gurtaufrollers führen kann.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Nachteile zu beseitigen und insbesondere einen Gurtaufroller anzugeben, bei dem eine gleichmäßigere Krafteinleitung bei eingefallenem Verriegelungshaken erfolgt.
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Eine mögliche Lösung für die Aufgabe ist mit dem Gurtaufroller mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 angegeben. Weitere Lösungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind der vorstehenden und nachfolgenden Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen, wobei einzelne Merkmale der vorteilhaften Weiterbildungen in technisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar sind.
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Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch einen Gurtaufroller mit den eingangs genannten Merkmalen, bei dem an dem Profilkopf und/oder an einem profilkopfseitigen Ende des Verbindungsrohres ein Anschlag ausgebildet und derart angeordnet ist, dass der Verriegelungshaken bei Einfallen des Verriegelungshakens in die Verrieglungsnut in Anlage mit dem Anschlag gelangt.
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Mit anderen Worten: Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass mit dem Anschlag zwischen dem Verriegelungshaken und dem Profilkopf/dem Verbindungsrohr eine weitere Kraftübertragungsstelle gegeben ist, an der Kräfte von der Gurtwelle über den Verriegelungshaken in den Profilkopf eingeleitet werden. Mit dem Anschlag ist also zusätzlich zu den durch die Verriegelungsnuten ausgebildeten Anlagestellen eine weitere Stelle zur Kraftübertragung gegeben.
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Während die Verriegelungsnut durch eine Aussparung/Vertiefung in dem Verbindungsrohr ausgebildet ist, ist der Anschlag bevorzugt durch einen Vorsprung beziehungsweise eine Erhebung ausgebildet, welche(r) von dem Verbindungsrohr und/oder dem Verriegelungskopf hervorsteht. Der Verriegelungshaken kommt insbesondere mit einer Kante mit dem Anschlag in Anlage, welche an einem dem Profilkopf zugeordneten Ende des Verriegelungshakens angeordnet ist. Die Kante, deren Abschnitt mit dem Anschlag in Anlage kommt, ist insbesondere eine Kante, die parallel zur Längsachse des Verbindungsrohres verläuft.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass in Drehrichtung vor dem Anschlag ein Dämpfungselement ausgebildet ist, welches in Anlage mit dem Verriegelungshaken Energie der Drehbewegung der Gurtwelle gegenüber dem verriegelten Profilkopf abbaut. Durch ein solches Dämpfungselement kommt es nicht zu einem abrupten Stopp der kraftbegrenzten Relativdrehung der Gurtwelle, sondern zu einem langsameren Abbremsen. Das Dämpfungselement kann dabei beispielsweise durch Verformungsarbeit Energie abbauen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist allerdings vorgesehen, dass das Dämpfungselement als Rampe ausgebildet ist, durch welche der Verriegelungshaken beim Übergleiten über die Rampe gegen eine Innenseite der Gurtwelle gedrückt wird, wodurch die Reibung zwischen Verriegelungshaken und Rampe zunehmend vergrößert wird. Die Rampe weist also eine in Drehrichtung zunehmende Höhe auf, so dass der Verriegelungshaken bei weiterer Drehung stärker gegen die Innenseite der Gurtwelle gedrückt wird. Ein Energieabbau erfolgt somit über Reibung zwischen dem Verriegelungshaken und der Rampe, wobei diese Reibung mit zunehmender Drehung erhöht wird. Die Rampe ist also insbesondere am Außenumfang des Verbindungsrohres einteilig mit dem Verbindungsrohr ausgebildet.
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Die Rampe erstreckt sich bevorzugt über 30° bis 90°, besonders bevorzugt über 50° bis 70° und ganz besonders bevorzugt über 60° in Umfangsrichtung des Außenumfangs des Verbindungsrohres.
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Im Bereich der Rampe steigt der Außenumfang der Rampe von dem Außenumfang des Verbindungsrohres außerhalb der Rampe um 10 % bis 30 %, bevorzugt von 15 % bis 25 % an.
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Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Höhe des Anschlags am Ende der Rampe in radialer Richtung etwa dem 1-fachen bis dem 1,5-fachen der Dicke des Abschnitts des Verriegelungshakens entspricht, der an dem Anschlag zur Anlage kommt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Verriegelungshaken aus einem Blech gefertigt und insbesondere durch Abkanten an die abgerundete Form des Außenumfangs des Verbindungsrohres angepasst. Durch das Abkanten kann zusätzlich zu der Rampe ein Dämpfungseffekt erzeugt werden, in dem der abgekantete Bereich des Blechs durch die Rampe an den Innenumfang der Gurtwelle gedrückt wird.
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Es ist insbesondere vorgesehen, dass der Verriegelungshaken mit einem Mitnehmer starr und bevorzugt einteilig verbunden ist, wobei der Mitnehmer in eine an dem Verbindungsrohr bevorzugt schraubenförmig ausgebildete Führungsnut eingreift, wobei die Führungsnut auf einer dem Profilkopf abgewandten Seite des Verbindungsrohres angeordnet ist und die Führungsnut insbesondere eine Anschlagsfläche aufweist, an der der Mitnehmer anliegt, wenn der Verriegelungshaken in die Verriegelungsnut einfällt. Somit erfolgt auch im Bereich der Kontaktstelle zwischen dem Mitnehmer und einer Anschlagsfläche der Führungsnut eine Kraftübertragung von der Gurtwelle auf das Verbindungsrohr. Somit sind auf beiden Seiten (in Längsrichtung des Verbindungsrohres) der Verriegelungsnuten jeweils mit der Anschlagsfläche der Führungsnut und dem Anschlag Stellen ausgebildet, an denen zusätzlich eine Kraftübertragung von der Gurtwelle erfolgt.
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Es kann dabei insbesondere vorgesehen sein, dass in Richtung der Relativdrehung hinter einem Ende der Führungsnut eine Vertiefung ausgebildet ist, in die der Mitnehmer einfällt, wenn der mindestens eine Verriegelungshaken in die zugehörige Verriegelungsnut einfällt. In diesem Fall wäre auch die Anschlagsfläche der Führungsnut im Bereich der Vertiefung ausgebildet, so dass der Mitnehmer im Bereich der Vertiefung in Drehrichtung an der Anschlagsfläche anliegt.
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Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch
- 1: eine Explosionsansicht eines Gurtaufrollers,
- 2: eine Explosionsansicht von Teilen des Gurtaufrollers,
- 3: einen Profilkopf und ein einteilig daran ausgebildeten Verbindungsrohr und einen Verriegelungshaken in Explosionsdarstellung,
- 4: den Profilkopf mit dem Verbindungsrohr und den Verriegelungshaken in einer Ausgangsstellung,
- 5: den Profilkopf mit dem Verbindungsrohr und den Verriegelungshaken bei eingefallenem Verriegelungshaken und
- 6: eine teilweise Schnittdarstellung der Gurtwelle mit dem darin angeordneten Verbindungrohr und einer Kraftbegrenzungseinrichtung bei eingefallenem Verriegelungshaken.
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Der in den Figuren dargestellte Gurtaufroller umfasst einen Gehäuserahmen 9, einen Profilkopf 2 mit einem an dem Profilkopf 2 einteilig ausgebildeten Verbindungsrohr 6, einen Verriegelungshaken 7 mit einem an dem Verriegelungshaken 7 einteilig ausgebildeten Mitnehmer 10, eine durch einen Torsionsstab ausgebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung 3 und eine Gurtwelle 1. Die als Torsionsstab ausgebildete Kraftbegrenzungseinrichtung 3 umfasst ein erstes Ende 4 mit einer Verzahnung, wobei das erste Ende 4 drehfest mit dem Profilkopf 2 gekoppelt ist. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 3 umfasst zudem ein zweites Ende 5 mit einer Verzahnung, wobei das zweite Ende 5 drehfest mit der Gurtwelle 1 gekoppelt ist.
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Auf dem Außenumfang des Verbindungsrohres 6 sind zwei Verriegelungsnuten 8 sowie eine schraubenförmig ausgebildete Führungsnut 11 ausgebildet. Die Verriegelungsnuten 8 sind durch einen Steg voneinander getrennt.
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Auf dem Außenumfang des Verbindungsrohres 6 ist zudem ein Anschlag 12 ausgebildet, dem eine Rampe 14 zugeordnet ist.
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Bei dem in 4 dargestellten Ausgangszustand liegt der Verriegelungshaken 7 auf dem Steg zwischen den Verriegelungsnuten 8 auf, während der Mitnehmer 10 in die Führungsnut 11 eingreift. Wenn nun der Profilkopf 2 gegenüber dem Gehäuserahmen 9 verriegelt wird und eine Relativdrehung der Gurtwelle 1 gegenüber dem verriegelten Profilkopf 2 erfolgt, so wird der Verriegelungshaken 7 von der Gurtwelle 1 mitgenommen, wobei mit zunehmender Drehung aufgrund des Eingriffs des Mitnehmers 10 in die Führungsnut 11 eine axiale Verschiebung des Verriegelungshakens 7 gegenüber dem Verbindungsrohr 6 erfolgt. Während dieser Relativdrehung der Gurtwelle 1 gegenüber dem verriegelten Profilkopf 2 erfolgt ein kraftbegrenzter Gurtbandauszug.
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Nach Erreichen eines Drehwinkels von etwas mehr als 720° fällt der Verriegelungshaken 7 in die Verriegelungsnuten 8, so dass der Verriegelungshaken 7 in Anlage mit Anschlagsflächen der Verriegelungsnuten 8 gelangt, wodurch eine weitere Relativdrehung der Gurtwelle 1 gegenüber dem Verbindungsrohr 6 und dem Profilkopf 2 unterbunden wird. Somit wird auch der Gurtbandauszug gestoppt. In diesem, in 5 dargestellten Zustand gelangt auch der Mitnehmer 10 im Bereich einer Vertiefung 13 der Führungsnut 11 in Anlage mit einer an der Führungsnut in Drehrichtung ausgebildeten Anschlagsfläche, so dass auch an dieser Stelle eine Kraftübertragung von der Gurtwelle 1 über den Verriegelungshaken 7 auf das Verbindungsrohr 6 erfolgt.
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Kurz vor Erreichen der in 5 dargestellten Stellung läuft der Verriegelungshaken 7 auf die Rampe 14 auf, wodurch der Verriegelungshaken 7 in radialer Richtung nach außen gegen eine Innenseite der Gurtwelle 1 gedrückt wird. Durch die zwischen dem Verriegelungshaken 7 und der Rampe 14 entstehende Reibung wird die Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem Verbindungsrohr 6 bzw. dem Profilkopf 2 gedämpft. Da der Verriegelungshaken 7 mit zunehmender Drehung immer weiter zwischen der Innenseite der Gurtwelle 1 und der Rampe 14 eingeklemmt wird, erfolgt eine immer stärkere Dämpfung.
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Der Anschlag 12 ist dabei so angeordnet, dass der Verriegelungshaken 7 in Anlage mit dem Anschlag 12 kommt, wenn der Verriegelungshaken 7 gleichzeitig in Anlage mit den Anlageflächen der Verriegelungsnuten 8 gelangt. Gleichzeitig gelangt auch der Mitnehmer 10 in Anlage mit der Anschlagsfläche der Führungsnut 11.
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Durch den Anschlag 12 erfolgt somit eine wesentlich gleichmäßigere Krafteinleitung von der Gurtwelle 1 in das Verbindungsrohr 6 bzw. in den verriegelten Profilkopf 2.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gurtwelle
- 2
- Profilkopf
- 3
- Kraftbegrenzungseinrichtung
- 4
- erstes Ende
- 5
- zweites Ende
- 6
- Verbindungsrohr
- 7
- Verriegelungshaken
- 8
- Verriegelungsnut
- 9
- Gehäuserahmen
- 10
- Mitnehmer
- 11
- Führungsnut
- 12
- Anschlag
- 13
- Vertiefung
- 14
- Rampe