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Die
Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einer in einem Gehäuse drehbar
angeordneten Gurtwelle und mit einer aus einem verformbaren Metallband
bestehenden Kraftbegrenzungseinrichtung, wobei das eine Ende des
Metallbandes an die Gurtwelle anschließbar und bei Belastung der
Gurtwelle in Gurtauslaßrichtung
von der Gurtwelle mitgenommen und dabei durch eine die Kraftbegrenzung
durch Verformung des Metallbandes bewirkende Schikane mit einem
zur Einstellung unterschiedlicher Kraftniveaus beweglichen Kulissenhebel
gezogen wird.
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Ein
gattungsgemäßer Gurtaufroller
ist in der
DE 297
08 493 U1 beschrieben. An einen Kern der in einem Gehäuserahmen
drehbar gelagerten Gurtwelle ist als Kraftbegrenzungseinrichtung
das eine Ende eines Metallbandes angeschlossen, welches mit seinem
anderen Ende auf dem äußeren Umfang
einer drehbar angeordneten Steuerscheibe in mehreren Windungen aufgewickelt
ist. Das Metallband ist durch eine von einem an der Steuerscheibe
als Gegenlager angeordneten Nocken und einem an der Steuerscheibe
beweglich angeordneten Umlenkelement gebildete Schikane derart hindurchgeführt, daß bei aktiviertem
Blockiermechanismus des Gurtaufrollers und Überschreitung einer vorgegebenen
Zugkraft an dem auf der Gurtwelle aufgewickelten Gurtband die Relativdrehung
der Gurtwelle gegenüber der
blockierten Steuerscheibe zu einem Hindurchziehen des Metallbandes
durch die Schikane führt,
wobei die damit verbundene Verformung des Metallbandes die Kraftbegrenzungsarbeit
leistet. Bei dem bekannten Gurtaufroller ist das im Rahmen der Schikane
vorgesehene Umlenkelement über
eine zusätzlich vorgesehene
Stellscheibe in seiner Stellung zum Metallband veränderbar,
so daß das
Niveau der Zugkraft, bei welchem die Kraftbegrenzung wirksam wird,
einstellbar ist.
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Mit
dem bekannten Gurtaufroller ist der Nachteil verbunden, daß dessen
Aufbau mit der in die Gurtwelle bzw. in deren Steuerscheibe integrierten
Schikane sowie mit der gesondert vorgesehenen Stellscheibe zur Veränderung
der Lage des Umlenkelementes und damit zur Einstellung des Kraftniveaus
kompliziert und aufwendig ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtaufroller
mit den gattungsgemäßen Merkmalen
eine einfach zu montierende Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem
Metallband vorzusehen und eine einfach arbeitende und zu betätigende
Einstellung des Kraftniveaus der Begrenzungseinrichtung einzurichten.
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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 einer ersten Ausführungsform vor, dass der Kulissenhebel
außerhalb
der Gurtwelle am Gehäuse
des Gurtaufrollers in die Verlaufsrichtung des Metallbandes vorstehend
angeordnet und in seiner Biegestellung für das Metallband mittels eines
mehrstufig arbeitenden, unterschiedliche Stellungen des Kulissenhebels
zum Verlauf des Metallbandes ermöglichenden,
pyrotechnisch entriegelbaren Sicherungselementes festgelegt ist,
so dass die Kraftbegrenzungseinrichtung in ihrem Kraftniveau einstellbar
und abschaltbar ist.
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Mit
der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß die Schikane zur Leistung
der Verformungsarbeit außerhalb
der bei Funktion bewegten Teile des Gurtaufrollers an dessen Gehäuse angeordnet
ist. Daraus ergibt sich eine einfache Möglichkeit, für die Ansteuerung
der Kraftbegrenzungsvorrichtung jeweils ein Sicherungselement vorzusehen,
und eine pyrotechnische Entriegelung dieses Sicherungselementes
einzurichten, um entweder ein unterschiedliches Kraftniveau der
Kraftbegrenzungseinrichtung einzustellen oder die Kraftbegrenzungseinrichtung
ganz abschalten zu können.
In vorteilhafter Weise greift dabei die Pyrotechnik nicht in bewegte
Teile ein, so daß eine
einfache Schaltung über
eine elektrische Zuleitung möglich
ist. Allein eine direkte pyrotechnische Ansteuerung der Schikane
ermöglicht
die schnellen Reaktionszeiten, die eine Steuerung des Kraftniveaus
während
eines Unfalls erfordert.
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Aufgrund
des mehrstufig arbeitenden, unterschiedliche Stellungen des Kulissenhebels
zum Verlauf des Metallbandes ermöglichenden
Sicherungselementes ist erfindungsgemäß die Einstellung unterschiedlicher
Kraftniveaus möglich,
wie auch dessen Abschaltung, wenn der Kulissenhebel außer Eingriff mit
dem Metallband kommt.
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Aus
der nicht vorveröffentlichten
EP 1 110 827 A2 ist
die Anordnung eines außerhalb
der Gurtwelle am Gehäuse
des Gurtaufrollers in die Verlaufsrichtung des Metallbandes vorstehend
angeordneten Kulissenhebels bekannt, der in seiner Biegestellung mittels
eines pyrotechnisch entriegelbaren Sicherungselementes festgelegt
ist. Wird das Sicherungselement entriegelt, gelangt der Kulissenhebel
außer Eingriff
mit dem Metallband, so dass das Kraftniveau für die Kraftbegrenzung verringert
wird. Eine Abschaltung des Kraftniveaus ist damit nicht erreichbar.
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Eine
alternative Möglichkeit
zur Einstellung unterschiedlicher Kraftniveaus besteht darin, daß an dem
Metallband mehrere Kulissenhebel angreifen, wobei die mehreren Kulissenhebel
zu unterschiedlichen Zeitpunkten durch Entriegelung der sie in der Biegestellung
festlegenden Sicherungselemente abschaltbar sind. In Kombination
mit der vorbeschriebenen Maßnahme
kann vorgesehen sein, daß die
jeweiligen Kulissenhebel mit einer unterschiedlichen Eindringtiefe
zu der Verlaufsrichtung des Metallbandes angeordnet sind.
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Eine
weitere Alternative im Hinblick auf die Einstellung unterschiedlicher
Kraftniveaus besteht darin, an der Gurtwelle mehrere Metallbänder mit
zugeordneten Kulissenhebeln angreifen zu lassen. Hierzu ist es aus
der
JP 10 297 426 A bekannt,
an den beiden Enden einer Gurtwelle in symmetrischer Anordnung jeweils
ein Metallband angreifen zu lassen, welches bei Drehung der Gurtwelle
durch eine Schikane gezogen und aufgewickelt wird. Eine Einstellung
unterschiedlicher Kraftniveaus ist aber aufgrund der symmetrischen
Anordnung und gleichzeitigen Wirkung nicht zu realisieren.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist hinsichtlich der Ausbildung der an dem Metallband
angreifenden Schikane vorgesehen, daß der Kulissenhebel zweiarmig
ausgebildet und mit einem innerhalb seiner Erstreckung angeordneten
Drehpunkt an dem Gehäuse
des Gurtaufrollers gelagert und an seinem dem Eingriffsarm am Metallband
gegenüberliegenden
Sicherungsarm durch einen pyrotechnisch wegsprengbaren Sicherungsstift
in seiner Biegestellung festgelegt ist.
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In
alternativen Ausführungsformen
kann vorgesehen sein, daß der
Kulissenhebel quer zur Verlaufsrichtung des Metallbandes verschiebbar
am Gehäuse
des Gurtaufrollers angeordnet und in seiner in Biegeeingriff mit
dem Metallband stehenden Stellung mittels des Sicherungselementes
festgelegt ist, wobei das Sicherungselement durch einen quer zur
Bewegungsachse des Kulissenhebels am Gehäuse des Gurtaufrollers pyrotechnisch
verschiebbar angeordneten Sicherungsblock gebildet sein kann. Alternativ zu
einem verschiebbar angeordneten Sicherungsblock kann das Sicherungselement
auch aus einem an dem der Eingriffsfläche mit dem Metallband gegenüberliegenden
Ende des Kulissenhebels angreifenden, pyrotechnisch wegsprengbaren
Sicherungsstift bestehen.
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Eine
weitere Einstellmöglichkeit
hinsichtlich unterschiedlicher Kraftniveaus ergibt sich dadurch, daß das Metallband
einen sich über
seine Länge ändernden
Querschnitt aufweist, wie es bei einer Kraftbegrenzungseinrichtung
aus der genannten
JP
10 297 426 A wie auch aus der
US 5 618 006 bereits bekannt ist.
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Schließlich kann
die Einstellung eines jeweils unterschiedlichen Kraftniveaus der
Kraftbegrenzungseinrichtung auch dadurch verwirklicht sein, daß zusätzlich zu
der durch das Metallband gebildeten Kraftbegrenzungsvorrichtung
ein weiterer, parallel geschalteter Kraftbegrenzer in Form eines
Torsionsstabes vorgesehen ist, dessen eines Ende mit der Gurtwelle
verbunden und dessen anderes Ende an den Blockiermechanismus des
Gurtaufrollers angeschlossen ist. Hierzu ergibt sich eine entsprechende Anordnung
bzw. Zusammenschaltung von zwei Kraftbegrenzungsvorrichtungen bereits
aus der
DE 298 16
280 U1 .
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In
den Zeichnungsfiguren 3 und folgende sind Ausführungsbeispiele
der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind.
Es zeigen:
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1 einen
Gurtaufroller in einer schaubidlichen, auseinandergezogenen Darstellung,
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2 die
bei dem Gurtaufroller gemäß 1 vorgesehene
Kraftbegrenzungseinrichtung in einer Seitenansicht,
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3 die
mit einem Metallband arbeitende Kraftbegrenzungseinrichtung in einer
schematisierten Darstellung in einer Ausführung mit zwei an einem Metallband
angreifenden Kulissenhebeln,
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4 die
Kraftbegrenzungseinrichtung gemäß 3 in
einer abgewandelten Ausführungsform,
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5 eine
andere Ausführungsform
der Kraftbegrenzungseinrichtung mit zwei an einer Gurtwelle angreifenden
Metallbändern
sowie zugeordneten Kulissenhebeln,
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6 eine
weitere Ausführungsform
der Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem Kulissenhebel und einem
zweistufig arbeitenden Sicherungselement,
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7 in
einem Ausführungsbeispiel
das Metallband in einer Draufsicht.
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Der
in einer Gesamtansicht in 1 dargestellte
Gurtaufroller hat einen fahrzeugfest anzubringenden Rahmen 10 mit
Seitenschenkeln 11, in denen eine Gurtwelle 12 gelagert
ist, auf die ein nicht dargestelltes Gurtband aufgewickelt ist.
Zur Ausbildung einer Blockiervorrichtung für die Gurtwelle 12 weist
ein Seitenschenkel 11 einen Durchbruch 13 mit
einer Innenverzahnung 14 auf, in welchem ein mit der Gurtwelle 12 verbundener
Profilkopf 15 umläuft;
an dem Profilkopf 15 ist ein Sperrglied 16 radial
ausschwenkbar bis zum Eingriff in die Innenverzahnung 14 des Seitenschenkels 11 gelagert,
wobei das Sperrglied 16 von einer nicht dargestellten gurtbandsensitiv und/oder
fahrzeugsensitiv arbeitenden Steuervorrichtung angesteuert wird.
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Die
Verbindung zwischen dem Profilkopf 15 und der Gurtwelle 12 ist über einen
Torsionsstab 17 als einer ersten Kraftbegrenzungsvorrichtung
vorgenommen, wobei der Torsionsstab 17 an seinem einen Ende
mit der Gurtwelle 12 verbunden und an dem in der 1 erkennbaren
Ende an den Profilkopf 15 angeschlossen ist, so daß bei durch
Eingriff des Sperrgliedes 16 in die Innenverzahnung 14 blockierter Gurtwelle 12 bei
entsprechendem Zug am Gurtband eine Weiterdrehung der Gurtwelle 12 in
Abwickelrichtung des Gurtbandes möglich ist, im Rahmen derer der
Torsionsstab 17 tordiert und dabei die gewünschte Kraftbegrenzungsarbeit
leistet.
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Es
ist eine weitere, dem Torsionsstab 17 parallel geschaltete
Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen, die mittels der Verformung
eines gesondert angeordneten Metallbandes 24 arbeitet.
Hierzu ist ein Einsatzteil 38 innerhalb des Rahmens 10 des Gurtaufrollers
angeordnet, wobei in dem Einsatzteil 38 die Steuerung für die durch
Verformung des Metallbandes 24 arbeitende Kraftbegrenzungseinrichtung
angeordnet ist.
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Im
einzelnen ist in dem Einsatzteil 38 ein Gehäusering 18 drehbar
gelagert, der eine Innenverzahnung 19 aufweist, und mittels
einer an dem Einsatzteil 38 angeordneten und in eine Sperrausnehmung 21 des
Gehäuseringes 18 eingreifenden
Sperrvorrichtung 20 festlegbar ist. An der Gurtwelle ist
eine radial bis zum Eingriff in die Innenverzahnung 19 des Gehäuseringes 18 ausschwenkbare
Klinke 39 gelagert, so daß bei mit der Innenverzahnung 19 des
Gehäuseringes 18 in
Eingriff stehender Klinke 39 die Gurtwelle den Gehäusering 18 mitdreht.
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An
dem Gehäusering 18 ist
das eine Ende eines Metallbandes 24 festgelegt, welches
außerhalb der
sich drehenden Teile des Gurtaufrollers an dem Einsatzteil 38 in
einer U-förmigen
Vorratsschlaufe geführt
ist. Das Metallband 24 ist dabei über eine von einem am Einsatzteil 38 angeordneten
Kulissenhebel 25 und von einer als Gegenlager wirkenden
Ausnehmung 41 zum Eingriff des Kulissenhebels 25 gebildete
Schikane geführt,
so daß bei
einer Drehung des an die Gurtwelle 12 gekoppelten Gehäuseringes 18 das Metallband 24 über den
in seine Verlaufsrichtung vorstehenden Kulissenhebel 25 gezogen
und dabei die gewünschte
Kraftbegrenzungsarbeit durch die Verformung des Metallbandes geleistet
wird.
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Wie
sich aus 2 die kein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt im einzelnen ergibt, weist die Sperrvorrichtung 20 zur
Festlegung des Gehäuseringes 18 einen
radial zum Umfang des Gehäuseringes 18 verschiebbaren
und in der Verriegelungsstellung in die Sperrausnehmung 21 des
Gehäuseringes 18 eingreifenden
Sperriegel 22 auf, wobei der Sperriegel 22 an
seinem freien Ende durch ein in dem Einsatzteil 38 geführtes Sicherungselement 23 in
seiner Eingriffsstellung festgelegt ist. Das Sicherungselement 23 ist über eine
nicht dargestellte pyrotechnische Druckgasquelle aus seiner Sicherungsstellung
verschiebbar, so daß der
Sperriegel 22 anschließend
aus der Sperrausnehmung 21 freikommt und die Drehung des
Gehäuseringes 18 freigibt,
so daß die
durch Verformung des Metallbandes 24 arbeitende Kraftbegrenzungseinrichtung
zugeschaltet ist. Mit der Drehung des Gehäuseringes wird das daran angeschlossene
Metallband 24 unter Verformung über den Kulissenhebel 25 gezogen,
der seinerseits quer zur Verlaufsrichtung des Metallbandes 24 verschiebbar
angeordnet und in seiner Biegestellung durch einen Sicherungsblock 31 festgelegt
ist; der Sicherungsblock 31 ist unter der Wirkung einer
nicht dargestellten pyrotechnischen Druckgasquelle aus seiner Sicherungslage
heraus verschiebbar, so daß der
Kulissenhebel 25 außer
Eingriff mit dem Metallband 24 gelangt: die Kraftbegrenzungseinrichtung
ist abgeschaltet.
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Bei
dem in 3 dargestellten Ausführungsbei spiel ist eine Einstellmöglichkeit
hinsichtlich unterschiedlicher Kraftniveaus dadurch gegeben, daß an dem
Metallband 24 zwei Kulissenhebel 25 angreifen. Die
beiden Kulissenhebel 25 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
um einen Drehpunkt 27 drehbar an dem Gehäuse bzw.
dem Einsatzteil 38 gelagert und reichen mit einem Eingriffsarm 28 in
den Verlauf des Metallbandes 24 ein. In dieser Biegestellung
sind die Kulissenhebel 25 jeweils durch einen an ihrem
Sicherungsarm 29 anliegenden Sicherungsstift 30 festgelegt,
wobei der Sicherungsstift 30 in einer nicht dargestellten
Weise pyrotechnisch wegsprengbar ist, so daß die Kulissenhebel 25 nach
Wegsprengen des Sicherungsstiftes in eine Lage verschwenken, in
welcher keine Formänderungsarbeit
am Metallband 24 mehr erfolgt.
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Bei
einer derartigen Anordnung sind drei unterschiedliche Kraftniveaus
einstellbar; ein erstes Kraftniveau ergibt sich, wenn beide Kulissenhebel 25 gleichzeitig
in ihrer Biegestellung gehalten sind; die beiden weiteren Kraftniveaus
sind dadurch vorgegeben, daß entweder
der eine oder der andere Kulissenhebel freigegeben wird. Dabei ist
vorauszusetzen, daß die
beiden Kulissenhebel beziehungsweise Schikanen nicht völlig identisch
ausgebildet sind, sondern aufgrund einer im Detail unterschiedlichen Formgebung
auch unterschiedliche Verformungen des Metallbandes 24 bewirken.
Eine weitere Steuerungsmöglichkeit
ergibt sich daraus, daß – wie nicht weiter
dargestellt – die
Kulissenhebel mit einer unterschiedlichen Eingriffstiefe in den
Verlauf des Metallbandes 24 angeordnet sein können.
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Das
in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel
lediglich dadurch, daß der bzw.
die Kulissenhebel 25 längsverschiebbar
am Gehäuse
bzw. Einsatzteil 38 angeordnet und durch einen ebenfalls
pyrotechnisch verschiebbaren Sicherungsblock 31 gesichert
ist bzw. sind, wie dies zu 2 bereits
grundsätzlich
erläutert
ist.
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Bei
dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel greifen an dem
Gehäusering 18 zwei
Metallbänder 24 an,
wobei jedem der beiden Metallbänder 24 jeweils
ein Kulissenhebel 25 zugeordnet ist, der entsprechend dem
in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet
ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel
sind drei Kraftniveaus einstellbar, wie zu 3 beschrieben.
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Bei
dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Einstellmöglichkeit
hinsichtlich des Kraftniveaus dadurch verwirklicht, daß zwei zu
getrennten Zeitpunkten wegsprengbare Sicherungsstifte 30 an
einem Kulissenhebel 25 angreifen; hierzu weist der Kulissenhebel 25 an
seinem Sicherungsarm 29 ein gabelförmiges Ende 32 auf
mit einem längeren
Haltearm 33, an welchem die beiden Sicherungsstifte 30, 31 angeordnet
sind. Nach Wegsprengen des einen Sicherungsstiftes 31 verbleibt
der Kulissenhebel 25 noch in einem Teileingriff, und erst nach
Wegsprengen des zweiten Sicherungsstiftes ist die Abschaltung gegeben.
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In 7 ist
schließlich
noch dargestellt, daß zur
Einstellung unterschiedlicher Kraftniveaus das Metallband 24 einen
sich über
seine Länge ändernden
Querschnitt aufweisen kann, so daß die Formänderungsarbeit beim Durchziehen über den
Kulissenhebel 25 mit vorzugsweise abnehmendem Querschnitt
des Metallbandes 24 geringer wird. Ein derartig ausgebildetes
Metallband kann als zusätzliches Mittel
zur Steuerung des Kraftniveaus der Kraftbegrenzungseinrichtung bei
allen Ausführungsbeispielen
eingesetzt werden.