DE20110423U1

DE20110423U1 - Gurtaufroller mit zweifach wirkender Kraftbegrenzungseinrichtung

Info

Publication number: DE20110423U1
Application number: DE20110423U
Authority: DE
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2000-06-29
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2001-10-11
Anticipated expiration: 2011-06-27
Also published as: US20020066817A1; US6592064B2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung, wobei der Gurtaufroller eine erste Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem einerseits mit der Gurtwelle und andererseits mit einem gesonderten, mittels eines ansteuerbaren Sperrgliedes gehäusefest zu blockierenden Profilkopf verbundenen Torsionsstab aufweist, und wobei ein zusätzliches Deformationselement zur Erhöhung der Rückhaltekraft vor und/oder während des Wirksamwerdens des Torsionsstabes zwischen die Gurtwelle und dem Profilkopf eingeschaltet ist.

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Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der WO 96/32303 beschrieben. Soweit in dieser Druckschrift bereits zusätzliche Maßnahmen beschrieben sind, eine Erhöhung der Rückhaltekraft vor dem Wirksamwerden und/oder während des Wirksamwerdens des Torsionsstabes einzustellen, damit der Fahrzeuginsasse aufgrund der hohen Rückhaltekräfte noch an der relativ niedrigen Anfangsverzögerung des Kraftfahrzeuges teilnimmt und erst später beispielsweise bei dem Kontakt mit einem Airbag eine niedrigere Rückhaltekraft über den eingeschalteten Torsionsstab wirkt, ist ein Ausführungsbeispiel der gattungsbildenden Druckschrift darauf gerichtet, zwischen die Gurtwelle und den diese auf ihrem Umfang umgreifenden Profilkopf einen auf dem Umfang der Gurtwelle angeordneten Biegebolzen vorzusehen, der bei einer Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem Profilkopf zunächst beansprucht und in einem vorgesehenen Freiraum gebogen wird, bevor aufgrund der weiteren Relativdrehung das Kraftniveau des Torsionsstabes eingestellt wird.

Mit dem bekannten Gurtaufroller ist noch der Nachteil verbunden, daß die Anordnung eines zusätzlichen Deformationsgliedes zusätzlich zu dem Torsionsstab die radiale Überlappung von Gurtwelle und Profilkopf voraussetzt; weiterhin ist die Anordnung des auf dem Umfang der Gurtwelle liegenden Biegebolzens einschließlich des vorzugebenden Freiraumes für. sein Einbiegen aufwendig und konstruktiv nur schwierig zu realisieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gurtaufroller mit den gattungsgemäßen Merkmalen derart zu verbessern, daß die Anordnung eines zusätzlichen Deformationsgliedes ohne konstruktive Restriktion in einfacher Weise zu verwirklichen ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.

Die Erfindung sieht in einer ersten Ausführungsform vor, daß das Deformationselement als mit seinem einen Ende an der dem Profilkopf benachbarten Stirnseite der Gurtwelle eingehängtes und in eine dem Wellenumfang entsprechende Kontur gebogenes bandförmiges Biegeelement ausgebildet ist und das Biegeelement mit einem formentsprechend vorgebogenen Abschnitt durch eine in einem drehfest in dem Profilkopf festgelegten Einsatz ausgebildete Schikane geführt ist, wobei vorgesehen sein kann, daß das Biegelement in einer in der Wellenstirn ausgebildeten Vertiefung eingelegt ist.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Deformationselement als mit seinem einen Ende in einem drehfest in dem Profilkopf festgelegten Einsatz eingehängtes und in eine dem Wellenumfang entsprechende Kontur gebogenes bandförmiges Biegeelement ausgebildet ist und das Biegeelement mit einem formentsprechend vorgebogenen Abschnitt durch eine an der

dem Profilkopf benachbarten Stirnseite der Gurtwelle ausgebildeten Schikane geführt ist.

Damit beruht die Erfindung auf dem Prinzip, auch bei axial nebeneinander angeordneter Gurtwelle und Profilkopf ein zusätzliches Deformationsglied dadurch einzuschalten, daß ein Biegeelement, welches vorzugsweise als ein Bandstahlabschnitt ausgebildet ist, mit seinem einen Ende entweder an der Stirnseite der Welle oder an dem Profilkopf eingehängt und bei der Relativdrehung von Gurtwelle und im Blockierfall festgelegtem Profilkopf gegeneinander durch eine an dem jeweils anderen Bauteil drehfest angeordnete Schikane gezogen wird. Mit der so bewirkten Verformungsarbeit wird die gewünschte Kraftbegrenzung herbeigeführt.

Hierzu ist die Ausbildung einer Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem durch eine Schikane hindurchzuziehenden Bandstahlabschnitt als Biegeelement im Grundsatz aus der EP 0 7 91 513 Al bekannt.

Gemäß einer Alternative ist vorgesehen, daß das Biegeelement an der der Gurtwelle benachbarten Stirnseite des Profilkopfes eingehängt und der Einsatz mit der Schikane an der Gurtwelle festgelegt ist.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die Schikane an der dem Profilkopf benachbarten Stirnseite der Gurtwelle ausgebildet ist. Es kann dabei jeweils auch verwirklicht

sein, daß die Schikane an einem gesonderten, mit der Gurtwelle zu verbindenden Wellenring ausgebildet ist.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Schikane am Profilkopf ausgebildet ist.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß zwischen Gurtwelle und Profilkopf nach Art einer Lagerbuchse ein in der Phase der Kraftbegrenzung zwischen Gurtwelle und Profilkopf eine Verminderung der auftretenden Reibung bewirkender Sicherungsring angeordnet ist. Zur Ausbildung der dem Sicherungsring beizumessenden Funktionen ist vorgesehen, daß der Sicherungsring mit einem eine Verdrehsicherung ausbildenden axialen Vorsprung in das jeweilige Bauteil eingreift und daran festgelegt ist. Weiterhin kann der Sicherungsring einen radialen Ansatz als Niederhalter für das Biegeelement aufweisen, wobei der radiale Ansatz zusätzlich einen geschlitzten, in die Ebene des Biegeelementes vorstehenden Winkel aufweisen und das Biegeelement in dem im Winkel ausgebildeten Schlitz aufgenommen sein kann. Hierdurch verwirklicht der Sicherungsring eine hinreichende Festlegung des Biegeelementes im Rahmen von dessen Anordnung zwischen Gurtwelle und Profilkopf.

Soweit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung das Biegeelement eine über seine Länge gleichbleibende Abmessung aufweist, ist das durch das Biegeelement zusätzlich erzeugte Moment konstant. Nach Ausführungsbeispielen der Erfindung ist ein degressiver Kraftverlauf beim Durchziehen des Biegeelementes durch die

Schikane dadurch einzustellen, daß das Biegeelement beginnend an seiner Einhängung entweder eine über seine Länge abnehmende Materialstärke oder aber eine über seine Länge abnehmende Breite aufweist; auch eine Kombination dieser beiden Maßnahmen ist möglich.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:

Fig. 1: die Gurtwelle eines Gurtaufrollers mit angeschlossener Kraftbegrenzungseinrichtung in einer auseinandergezogenen Darstellung;

Fig. 2: den Gegenstand der Figur 1 mit einem an der Gurtwelle festgelegten Einsatz;

Fig. 3: eine andere Ausfuhrungsform mit einer an dem Profilkopf ausgebildeten Schikane;

Fig. 4: eine weitere Ausführungsform mit einer an der Gurtwelle ausgebildeten Schikane und dem unmittelbar am Profilkopf festgelegten Biegeelement;

Fig. 5: eine Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4 mit dem an einem am Profilkopf angeordneten Einsatz festgelegten Biegeelement;

Fig. 6: eine Abwandlung des in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiels mit der an einem gesonderten Wellenring ausgebildeten Schikane;

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Fig. 7: den Gegenstand der Figur 1 in einer anderen Ausführungsform mit einem zusätzlichen Sicherungsring;

Fig. 8: den aus Figur 7 ersichtlichen Sicherungsring in einer Einzeldarstellung in einer abgeänderten Ausführungsform;

Fig. 9: das Biegeelement mit einer über seine Länge abnehmenden Breite;

Fig. 10: das Biegeelement mit einer über seine Länge abnehmenden Materialstärke.

Die aus Figur 1 ersichtliche Anordnung einer Gurtwelle mit Torsionsstab 11 und Profilkopf 12 ist Bestandteil eines selbstsperrenden Gurtaufrollers, wie dieser in seiner Funktion im Einzelnen in der gattungsbildenden WO 96/32303 beschrieben ist, so daß insoweit auf die gattungsbildende Druckschrift Bezug genommen ist. Bei den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen ist eine erste Kraftbegrenzungseinrichtung dadurch gebildet, daß der Torsionsstab 11 mit seinem einen (nicht sichtbaren) Ende formschlüssig an die Gurtwelle 10 angeschlossen ist, während sein aus der Gurtwelle herausragendes Ende ebenfalls drehfest mit dem Profilkopf 12 verbunden ist. Kommt es im Verlaufe des Ansprechens des Blockiersystems des Gurtaufrollers zu einer Blockierung des Profilkopfes 12, so führt ein weiterhin an der Gurtwelle angreifender Gurtbandzug zu dem Bestreben der Gurtwelle 10 sich

weiterzudrehen, so daß über diese Relativbewegung der Torsionsstab beansprucht wird.

Als zweite, zusätzliche Kraftbegrenzung ist zwischen den axial nebeneinander angeordneten Bauteilen, nämlich Gurtwelle 10 und Profilkopf 12, ein Biegeelement 14 angeordnet, welches vorzugsweise aus einem streifenförmigen Bandstahlabschnitt besteht. Mit einem an seinem einen Ende ausgeformten Haltehaken 16 ist das Biegeelement 14 in eine in der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 ausgebildete Tasche 15 eingelegt, während das Biegeelement im übrigen in eine dem Umfang der Gurtwelle 10 entsprechende Kontur gebogen und in eine in der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 ausgebildete Vertiefung 32 eingelegt ist. Das Biegeelement 14 weist einen vorgeformten Abschnitt 17 auf, mit welchem das Biegeelement durch eine an einem in dem Profilkopf 12 undrehbar festzulegenden Einsatz 19 ausgebildete Schikane 18 hindurchgeführt ist. Die Gestaltung ist dabei so getroffen, daß bei Weiterdrehung der Gurtwelle 10 gegenüber dem festgelegten Profilkopf 12 das Biegeelement 14 durch die an dem feststehenden Profilkopf 12 befindliche Schikane 18 hindurchgezogen und durch die so bewirkte Formänderungsarbeit eine Kraftbegrenzung beziehungsweise Kraftdämpfung eingestellt wird.

Das in Figur 2 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zuvor gemäß Figur 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, daß der Einsatz 19 mit der an ihm ausgebildeten Schikane 18 undrehbar in eine Ausnehmung 30 der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 eingesetzt und das Biegeelement 14 in der an dem Profilkopf 12 ausgebildeten Tasche 15 eingehängt ist.

Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht dem zu Figur 1 bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der Maßgabe, daß die Schikane 18 unmittelbar an der der Gurtwelle 10 zugewandten Stirnseite des Profilkopfes 12 ausgebildet ist. In gleicher Weise entspricht das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel dem zu Figur 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel mit der Maßgabe, daß die Schikane 18 unmittelbar an der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 ausgebildet ist. Schließlich zeigt Figur 5 eine Abwandlung der Figur 4 insoweit, als die Tasche 15 zur Einhängung des Biegeelementes 14 nicht mehr wie bei Figur unmittelbar an dem Profilkopf 12 angeordnet ist, sondern Teil eines Einsatzes 19 ist, der seinerseits formschlüssig in die Stirnseite des Profilkopfes 12 eingesetzt ist.

In Figur 6 ist eine weitere Abwandlung dargestellt, bei welcher die Schikane 18 Teil eines gesonderten Wellenringes 31 ist, der mit der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 zu verbinden, beispielsweise zu verschrauben ist. Die dem Profilkopf 12 zugewandte Kontur des Wellenringes 31 entspricht dabei der in Figur 1 wiedergegebenen Ausbildung der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10.

Bei dem in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich ein Sicherungsring 20 vorgesehen, der zwischen Gurtwelle 10 und Profilkopf 12 in der Art einer Lagerbuchse angeordnet ist und dabei für eine Verminderung der in der Phase der Kraftbegrenzung zwischen Gurtwelle 10 und Profilkopf 12 auftretenden Reibung sorgt. Der Sicherungsring 20 ist über einen in einer an der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 ausgebildeten Vertiefung 22

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eingreifenden axialen Vorsprung 21 festgelegt, so daß der Sicherungsring 20 eine Verdrehsicherung besitzt. Weiterhin hat der Sicherungsring 20 einen radial von diesem abstehenden Ansatz 23, der als Halter und damit auch als Sicherung für die Anordnung des Biegeelementes 14 an der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 sorgt, indem er eine eventuelle axiale Verschiebung des Biegeelementes 14 verhindert. Wie aus Figur 8 ersichtlich, kann in einer abgewandelten Ausführungsform der radiale Ansatz 23 einen in Richtung der Stirnseite 13 der Gurtwelle 10 vorstehenden Winkel 24 mit einem darin befindlichen Schlitz 25 aufweisen, so daß das an der Stirnseite 13 der Gurtwelle angeordnete Biegeelement 14 in dem Schlitz 25 liegt und dadurch axial sowie radial festgelegt und gesichert ist. Vorzugsweise besteht der Sicherungsring 20 aus einem Stahlblech, wodurch die auftretende Reibung in besonderer Weise reduziert ist.

In Figur 9 ist in einer Abwicklung des Biegeelementes 14 dargestellt, daß ausgehend von dem an seinem einen Ende ausgeformten Haltehaken 16 sich die Breite des Biegeelementes 14 über seine Länge verringert, während bei dem in Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechend die Materialstärke des Biegeelementes 14 abnimmt.

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Schutzansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale des Gegenstandes dieser Unterlagen können einzeln als auch in beliebigen Kombinationen untereinander für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

1. Selbstsperrender Gurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung, wobei der Gurtaufroller eine erste Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem einerseits mit der Gurtwelle und andererseits mit einem gesonderten, mittels eines ansteuerbaren Sperrgliedes gehäusefest zu blockierenden Profilkopf verbundenen Torsionsstab aufweist, und wobei ein zusätzliches Deformationselement zur Erhöhung der Rückhaltekraft vor und/oder während des Wirksamwerdens des Torsionsstabes zwischen die Gurtwelle und dem Profilkopf eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement als mit seinem einen Ende (Haltehaken 16) an der dem Profilkopf (12) benachbarten Stirnseite (13) der Gurtwelle (10) eingehängtes und in eine dem Wellenumfang entsprechende Kontur gebogenes bandförmiges Biegeelement (14) ausgebildet ist und das Biegeelement (14) mit einem formentsprechend vorgebogenen Abschnitt (17) durch eine in einem drehfest in dem Profilkopf (12) festgelegten Einsatz (19) ausgebildete Schikane (18) geführt ist.

2. Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (14) in einer in der Wellenstirn ausgebildeten Vertiefung eingelegt ist.

3. Selbstsperrender Gurtaufroller mit einer fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv ansteuerbaren Blockiervorrichtung, wobei der Gurtaufroller eine erste Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem einerseits mit der Gurtwelle und andererseits mit einem gesonderten, mittels eines ansteuerbaren Sperrgliedes gehäusefest zu blockierenden Profilkopf verbundenen Torsionsstab aufweist, und wobei ein zusätzliches Deformationselement zur Erhöhung der Rückhaltekraft vor und/oder während des Wirksamwerdens des Torsionsstabes zwischen die Gurtwelle und dem Profilkopf eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Deformationselement als mit seinem einen Ende (Haltehaken 16) in einem drehfest in dem Profilkopf (12) festgelegten Einsatz (19) eingehängtes und in eine dem Wellenumfang entsprechende Kontur gebogenes bandförmiges Biegeelement (14) ausgebildet ist und das Biegeelement (14) mit einem formentsprechend vorgebogenen Abschnitt (17) durch eine an der dem Profilkopf (12) benachbarten Stirnseite (13) der Gurtwelle (10) ausgebildeten Schikane (18) geführt ist.

4. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (14) unmittelbar an der der Gurtwelle (10) benachbarten Stirnseite des Profilkopfes (12) eingehängt und die Schikane (18) in einem an der Gurtwelle (10) festgelegten Einsatz (19) ausgebildet ist.

5. Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikane (18) an der dem Profilkopf (12) benachbarten Stirnseite (13) der Gurtwelle (10) ausgebildet ist.

6. Gurtaufroller nach einem der Ansprüch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikane (18) an einem gesonderten, mit der Gurtwelle (10) zu verbindenden Wellenring ausgebildet ist.

7. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gurtwelle (10) und Profilkopf (12) nach Art einer Lagerbuchse ein in der Phase der Kraftbegrenzung zwischen Gurtwelle (10) und Profilkopf (12) eine Verminderung der auftretenden Reibung bewirkender Sicherungsring (20) angeordnet ist.

8. Gurtaufroller nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (20) mit einem eine Verdrehsicherung ausbildenden axialen Vorsprung (21) in die Gurtwelle (10) oder den Profilkopf (12) eingreift und daran festgelegt ist.

9. Gurtaufroller nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungsring (20) einen radialen Ansatz (23) als Halter für das Biegeelement (14) aufweist.

10. Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Ansatz (23) einen geschlitzten, in die Ebene des Biegeelementes (14) vorstehenden Winkel (24) aufweist und das Biegelement (14) in dem Schlitz (25) aufgenommen ist.

11. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (14) eine über seine Länge gleichbleibende Abmessung aufweist.

12. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (14) beginnend an seiner Einhängung (Haltehaken 16) eine über seine Länge abnehmende Materialstärke aufweist.

13. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (14) beginnend an seiner Einhängung (Haltehaken 16) eine über seine Länge abnehmende Breite aufweist.

14. Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegelement (14) aus einem Bandstahlstreifen besteht.