DE10066141B4

DE10066141B4 - Gurtaufroller mit einer als Blechbiegebremse ausgebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung

Info

Publication number: DE10066141B4
Application number: DE10066141A
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. Clute; Peer Dipl.-Ing. Groß
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2000-03-25
Filing date: 2000-03-25
Publication date: 2006-06-14
Anticipated expiration: 2020-03-26
Also published as: DE10015048C1; DE10015048C5; DE10066141A1

Abstract

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, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (24) an einem am Gehäuse des Gurtaufrollers drehbar angeordneten und im Auslösefall der Kraftbegrenzung mit der Gurtwelle (12) zu koppelnden Gehäusering (18) festgelegt ist, und daß der Kulissenhebel (25) außerhalb der Gurtwelle (12) am Gehäuse (Einsatzteil 38) des Gurtaufrollers in die Verlaufsrichtung des Metallbandes (24) vorstehend angeordnet und in seiner Biegestellung für das Metallband (24) mittels eines pyrotechnisch entriegelbaren Sicherungselementes (30, 34) festgelegt ist, so daß die Kraftbegrenzungseinrichtung in ihrem Kraftniveau einstellbar und/oder abschaltbar ist.

Description

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.

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.

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. Es kommt als weiterer Nachteil hinzu, daß in Abhängigkeit von beispielsweise vor oder während eines Unfallablaufes festgestellten Bedingungen eine gesonderte Zu- oder Abschaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung nicht möglich ist.

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 zu jedem Zeitpunkt möglich Zu- oder Abschaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung einzurichten.

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 ihrem Grundgedanken vor, daß das Metallband an einem am Gehäuse des Gurtaufrollers drehbar angeordneten und im Auslösefall der Kraftbegrenzung mit der Gurtwelle zu koppelnden Gehäusering festgelegt ist, und 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 pyrotechnisch entriegelbaren Sicherungselementes festgelegt ist, so daß die Kraftbegrenzungseinrichtung in ihrem Kraftniveau einstellbar und/oder abschaltbar ist. Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß durch die Anordnung des drehbaren Gehäuseringes die über die Verformung des Metallbandes arbeitende Kraftbegrenzungseinrichtung durch die Kopplung von Gurtwelle und Gehäusering zugeschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, 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 Kraftbegrenzungsvonrichtung 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.

Eine Abschaltung der Wirkung der Kraftbegrenzungseinrichtung kann dann dadurch verwirklicht sein, dass das Metallband mittels eines an seinem Ende drehbar befestigten und in eine Befestigungsgestaltung des Gehäuseringes eingreifenden Schwenkhebels festgelegt und der Schwenkhebel von einer pyrotechnisch angetriebenen Freigabeeinrichtung aus dem Eingriff mit dem Gehäusering bringbar ist.

Aus der JP 10 297 426 A wie auch der EP 0 864 471 A1 ist jeweils ein Gurtaufroller bekannt, bei dem ein durch eine ortsfeste Schikane geführtes Metallband an einem am Gehäuse des Gurtaufrollers drehbar angeordneten und im Auslösefall an die Gurtwelle anzukoppelnden Gehäusering festgelegt ist. Weiterhin ist aus der DE 197 80 583 U1 die Maßnahme bekannt, den Schaltvorgang bei einer konstruktiv anders aufgebauten Kraftbegrenzungseinrichtung ohne Metallband pyrotechnisch auszulösen.

Zur Einrichtung einer Volllastaufnahme bei blockierter Gurtwelle kann vorgesehen sein, dass der Gehäusering am Gehäuse des Gurtaufrollers festlegbar ist. Bei festgelegtem Gehäusering wird die Gurtwelle ohne eine Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung blockiert, während durch das Freigeben des Gehäuseringes die Zuschaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung erfolgt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es zeigen:
1 einen Gurtaufroller in einer schaubildlichen, auseinandergezogenen Darstellung,
2 die bei dem Gurtaufroller gemäß 1 vorgesehene Kraftbegrenzungseinrichtung in einer Seitenansicht,
3 eine weitere Ausführungsform der Kraftbegrenzungseinrichtung mit einer Lösung der Befestigung des Metallbandes von dem am Gurtaufrollerdrehbar angeordneten Gehäusering.
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.
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.
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.
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.
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.
Wie sich aus 2 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 Sperrriegel 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 Kulissenhebel 25 gezogen, der seinerseits quer zur Verlaufsrichtung des Metallbandes 24 verschiebbar 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.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Möglichkeit der Abschaltung der Kraftbegrenzungseinrichtung dadurch vorgegeben, dass das Metallband 24 lösbar an dem Gehäusering 18 befestigt ist. Hierzu ist an dem zugeordneten Ende des Metallbandes 24 mit diesem ein Schwenkhebel 34 verbunden, der an seinem freien Ende einen Eingriffshaken 37 zum Eingriff in eine Ausnehmung 40 am Gehäusering 18 aufweist. Der Schwenkhebel 34 hat einen radial abstehenden Betätigungsarm 35, auf den bei Auslösung eine pyrotechnisch arbeitende Freigabeeinrichtung 36 derart einwirkt, dass der Schwenkhebel 34 außer Eingriff mit der Ausnehmung 40 kommt, so dass die Verbindung zwischen dem Metallband 24 und dem Gehäusering 18 aufgehoben ist.

Claims

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, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (24) an einem am Gehäuse des Gurtaufrollers drehbar angeordneten und im Auslösefall der Kraftbegrenzung mit der Gurtwelle (12) zu koppelnden Gehäusering (18) festgelegt ist, und daß der Kulissenhebel (25) außerhalb der Gurtwelle (12) am Gehäuse (Einsatzteil 38) des Gurtaufrollers in die Verlaufsrichtung des Metallbandes (24) vorstehend angeordnet und in seiner Biegestellung für das Metallband (24) mittels eines pyrotechnisch entriegelbaren Sicherungselementes (30, 34) festgelegt ist, so daß die Kraftbegrenzungseinrichtung in ihrem Kraftniveau einstellbar und/oder abschaltbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (24) mittels eines an seinem Ende drehbar befestigten und in eine Befestigungsgestaltung (Ausnehmung 40) des Gehäuseringes (18) eingreifenden Schwenkhebels (34) festgelegt und der Schwenkhebel (34) von einer pyrotechnisch angetriebenen Freigabeeinrichtung (36) außer Eingriff mit dem Gehäusering (18) bringbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusering (18) am Gehäuse des Gurtaufrollers mittels eines in eine an dem Gehäusering (18) ausgebildete Sperrausnehmung (21) eingreifenden Sperriegels (22) festlegbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperriegel (22) in seiner Eingriffsstellung mit dem Gehäusering (18) über ein Sicherungselement (23) festgelegt und das Sicherungselement (23) mittels eines pyrotechnischen Antriebes aus seiner Sicherungsstellung für den Sperriegel (22) herausführbar ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der durch das Metallband (24) gebildeten Kraftbegrenzungsvorrichtung ein weiterer, parallel geschalteter Kraftbegrenzer in Form eines Torsionsstabes (17) vorgesehen ist, dessen eines Ende mit der Gurtwelle (12) verbunden und dessen anderes Ende an den Blockiermechanismus (Profilkopf 15) des Gurtaufrollers angeschlossen ist.