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Die
Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einer in einem Aufrollergehäuse gelagerten
Aufrollerachse, die in einer Gurtbandeinzugs- und einer Gurtbandauszugsrichtung
drehbar ist, wobei der Gurtaufroller über einen Blockiermechanismus
zum Blockieren der Aufrollerachse wenigstens in Gurtbandauszugsrichtung,
eine Straffeinrichtung zum Antreiben der Aufrollerachse in Gurtbandeinzugsrichtung
und eine Kraftbegrenzungseinrichtung zur Gestattung einer begrenzten
Drehung der blockierten Aufrollerachse in Gurtbandauszugsrichtung
verfügt.
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Solche
Gurtaufroller, wie sie z.B. aus der WO 03/082640 A1 bekannt sind,
sorgen dafür,
daß nach einer
Gurtstraffung zur Beseitigung der Gurtlose die Aufrollerachse in
Gurtbandauszugsrichtung blockiert wird, um eine Vorverlagerung des
Fahrzeuginsassen zu verhindern. Bei Überschreitung einer bestimmten Gurtkraft
wird jedoch über
die Kraftbegrenzungseinrichtung ein Abbau von kinetischer Energie
des Fahrzeuginsassen ermöglicht.
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Nach
der Gurtstraffung kommt es in der Regel zu einem zwar geringfügigen, aber
dennoch unerwünschten
Gurtbandauszug, bevor die Aufrollerachse letztendlich wirksam blockiert
ist und die Kraftbegrenzungseinrichtung zum Einsatz kommen kann. Dies
ist insbesondere bei Blockiermechanismen der Fall, die mit tels eines
Trägheitselements
oder durch Fliehkräfte,
die bei der der Gurtstraffung nachfolgenden Drehumkehr der Aufrollerachse
auftreten, aktiviert werden.
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Die
Erfindung schafft einen Gurtaufroller, bei dem für eine sofortige Blockierung
der Aufrollerachse nach Beendigung der Gurtstraffung gesorgt ist.
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Gemäß der Erfindung
ist bei einem Gurtaufroller der eingangs genannten Art vorgesehen,
daß nach
Aktivierung der Straffeinrichtung eine Drehung der Aufrollerachse
in Gurtbandauszugsrichtung eine zwangsgeführte Bewegung wenigstens eines
Aktivierungselements bewirkt, durch die der Blockiermechanismus
aktiviert wird. Der wesentliche Vorteil der Erfindung gegenüber den
bekannten Gurtaufrollern besteht darin, daß die Bewegung des Aktivierungselements
aufgrund der Zwangsführung
beschleunigungsunabhängig
und damit bei der Drehumkehr der Aufrollerachse sofort einsetzt.
Die Blockierung der Aufrollerachse erfolgt somit in jedem Fall ohne
weitere Verzögerung,
so daß ein
nahezu verlustfreier Übergang
von der Gurtstraffung zur Kraftbegrenzung erreicht wird. Der erfindungsgemäße Gurtaufroller hat
den weiteren Vorteil, daß er
in jedem Fahrzeug eingesetzt werden kann, ohne daß besondere
Modifikationen am Fahrzeug notwendig sind.
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Die
Blockierung der Aufrollerachse erfolgt vorzugsweise dadurch, daß durch
die zwangsgeführte
Bewegung ein Kraftschluß zwischen
der Aufrollerachse und dem Aufrollergehäuse hergestellt wird.
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Besonders
vorteilhaft ist ein Blockiermechanismus mit einem Rollengesperre
mit wenigstens einer Rolle, die als Aktivierungselement dient. Eine Blockierung
mittels eines Rollengesperres zeichnet sich durch einen sehr kurzen
Verriegelungsweg aus.
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Bei
Einsatz eines Rollengesperres kann die Zwangsführung der Rolle dadurch realisiert
werden, daß die
Rolle zwischen einem Sperring mit wenigstens einer Sperrschräge und einem
gehäusefesten Bauteil
angeordnet ist, wobei bei einer Drehung des Sperrings die Sperrschräge eine
Bewegung der Rolle in Richtung des gehäusefesten Bauteils hin erzwingt. Das
gehäusefeste
Bauteil kann ein Abschnitt des Aufrollergehäuses selbst oder ein fest mit
dem Aufrollergehäuse
verbundenes Bauteil sein.
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Vorzugsweise
wird die Rolle vor Aktivierung der Straffeinrichtung mittels eines
Käfigs
in Position gehalten.
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Bei
den bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung ist der Blockiermechanismus an die Straffeinrichtung
gekoppelt, indem der Sperring durch die Straffeinrichtung antreibbar
ist.
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Für die Übertragung
der durch die Straffeinrichtung erzeugten Drehung über den
Sperring auf die Aufrollerachse kann in diesem Fall vorgesehen sein,
daß der
Sperring eine Nabe aufweist, in die ein drehfeste an die Aufrollerachse
gekoppeltes Drehübertragungsbauteil
ragt, wobei ein weiteres Rollengesperre vorgesehen ist, das bei
einer Relativdrehung zwischen der Nabe und dem Drehübertragungsbauteil
einen Kraftschluß zwischen
der Nabe und dem Drehübertragungsbauteil
herstellt.
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Die
Kraftbegrenzungseinrichtung des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers kann einen
in einem drehbaren, mit einem Kraftbegrenzungsmedium gefüllten Außengehäuse angeordneten
Drehflügel
aufweisen.
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Alternativ
ist beim erfindungsgemäßen Gurtaufroller
eine Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem zwischen dem Drehübertragungsbauteil
und der Aufrollerachse eingefügten
Torsionsstab möglich,
der auch einstückig
mit dem Drehübertragungselement ausgebildet
sein kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und aus den beigefügten
Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Explosionsansicht einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
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2 eine
Draufsicht auf den zusammengebauten Gurtaufroller aus 1;
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3 ein
Schnittansicht entlang der Linie A-A in 2;
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4 eine
Schnittansicht entlang der Linie B-B in 2 im Falle
einer Sperrung ohne Gurtstraffung;
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5 eine
Schnittansicht entlang der Linie C-C in 2 im Fall
einer Sperrung ohne Gurtstraffung;
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6 die
Ansicht von 4 während einer Gurtstraffung;
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7 die
Ansicht von 5 während einer Gurtstraffung;
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8 die
Ansicht von 4 nach einer Gurtstraffung;
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9 eine
Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
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10 eine
Schnittansicht entlang der Linie D-D in 9;
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11 eine
Explosionsansicht einer Variante der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers;
und
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12 eine
teilweise transparente perspektivische Ansicht des zusammengebauten
Gurtaufrollers aus 11.
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In 1 ist
ein Großteil
der Einzelteile eines Gurtaufrollers erkennbar, der in den 2 und 3 im
zusammengebauten Zustand dargestellt ist. Eine Aufrollerachse 10,
auf der Gurtband 12 aufgewickelt ist, ist drehbar in einem
Fahrzeug- oder fahrzeugsitzfesten
Aufrollergehäuse 14 gelagert.
Ein Drehflügel 16 ist
formschlüssig
mit der Aufrollerachse 10 verbunden. Der Drehflügel 16 ist
Teil einer Kraftbegrenzungseinrichtung, die ferner ein mit einem
Kraftbegrenzungsmedium 18, z.B. Silikon, gefülltes Außengehäuse 20 aufweist.
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Drehfest
mit dem Außengehäuse 20 ist
ein Zahnring 22 verbunden, der einstückig mit einem Achsstummel 24 ausgebildet
ist. Der Achsstummel 24 ragt in eine Nabe 26,
die wiederum einstückig
mit einem Sperring 28 ausgebildet ist. Der Sperring 28 hat
eine besondere Außenkontur
mit Sperrschrägen 30 und
befindet sich im zusammengebauten Zustand in einem Ringabschnitt 32 des
Außengehäuses 14, der
eine Verzahnung (Ausnehmungen) 34 aufweist. Auf den Sperring 28 ist
ein Außenkäfig 36 aufgesetzt, der
mehrere Außenrollen 38 zwischen
dem Sperring 28 und dem Ringabschnitt 32 in Position
hält (siehe 4).
Der Außenkäfig 36 hat
kleine Federlappen 37, die bei einer Drehung des Außenkäfigs 36 in Gurtbandauszugsrichtung
sofort einen Formschluß mit
der Verzahnung 34 des Ringabschnittes 32 eingehen,
bei einer Drehung in Gurtbandeinzugsrichtung jedoch durchrutschen.
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Die
Nabe 26 ist frei drehbar in einem Straffergehäuse 40 gelagert,
kann aber durch einen an sich bekannten Straffantrieb zwangsweise
in Drehung versetzt werden. Zwischen der besonders konturierten
Innenwand der Nabe 26 mit mehreren Sperrschrägen und
dem Achsstummel 24 werden Innenrollen 42 mittels
eines auf den Achsstummel 24 aufgesetzten Innenkäfigs 44 in
Position gehalten (siehe 5).
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Am
Außengehäuse 14 ist
noch eine Sperrklinke 46 gelagert, die in die Außenverzahnung
des Zahnrings 22 einsteuerbar ist.
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Im
normalen Betrieb des Gurtaufrollers kann die frei drehbare Aufrollerachse 10 in
bekannter Weise durch eine gurtband- oder fahrzeugsensitive Einsteuerung
der Sperrklinke 46 blockiert werden, wie in 4 gezeigt
ist.
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Bei
Aktivierung des Straffantriebs wird die Nabe 26 in Gurtbandeinzugsrichtung
angetrieben (gemäß der Darstellung
in 7 gegen den Uhrzeigersinn). Wie in 7 weiter
zu erkennen ist, bewirkt die relative Drehung der Nabe 26 gegenüber dem Achsstummel 24 eine
durch die Schrägen
der Innenkontur der Nabe 26 bedingte Zwangsführung der
Innenrollen 42 aus deren Käfig 44 heraus radial
nach innen in Richtung des Achsstummels 24. Die Innenrollen 42 werden gegen
den Achsstummel 24 gedrückt,
so daß ein
Kraftschluß zwischen
der Nabe 26 und dem Achsstummel 24 entsteht. Über den
Zahnring 22 wird dadurch das Außengehäuse 20 der Kraftbegrenzungseinrichtung
in Drehung versetzt. Die Drehung überträgt sich vom Außengehäuse 20 über das
Kraftbegrenzungsmedium 18 weiter auf den Drehflügel 16 und
damit auf die Aufrollerachse 10, so daß Gurtband 12 eingezogen
wird. Die Federlappen 37 des Außenkäfigs 36 rutschen im
Ringabschnitt 32 durch, und die Außenrollen 38 nehmen
während
der Straffung die in 6 gezeigte Position ein, in
der sie keine Sperrwirkung ausüben.
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Nach
einer gewissen Zeit erfolgt, bedingt durch die Änderung der auf das Gurtband 12 einwirkenden
Kräfte
im Zuge der Insassenvorverlagerung und/oder der nachlassenden Kraft
der Straffeinrichtung, eine Drehrichtungsumkehr der Aufrollerachse 10,
die zu einem Gurtbandauszug führen
würde.
Die Drehung der Aufrollerachse 10 überträgt sich aber entsprechend dem
oben erläuterten
Kraftverlauf auf umgekehrtem Wege auf den Achsstummel 24,
der noch kraftschlüssig
an die Nabe 26 und den Sperring 28 gekoppelt ist.
Bei der Drehung des Sperrings 28 in Gurtbandauszugsrichtung
steuern die Federlappen 37 in die Verzahnung 34 ein,
so daß der
Außenkäfig 36 im
Ringabschnit 32 des Aufrollergehäuses 14 durch den
Formschluß angehalten
wird, während sich
der Sperring 28 weiterdreht. Dadurch werden die Außenrollen 38 entlang
der Sperrschrägen 30 des Sperrings 28 zwangsweise
radial nach außen
geführt und
gegen den Ringabschnitt 32 gedrückt, so daß sofort ein Kraftschluß zum ortsfesten
Aufrollergehäuse 14 hergestellt
ist. Dieser Zustand ist in 8 gezeigt.
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Die
Aufrollerachse 10 ist somit blockiert und läßt keinen
Gurtbandauszug zu. Die Kraftbegrenzungseinrichtung gestattet jedoch
bei Überschreiten einer
bestimmten Gurtkraft eine gebremste Drehung der Aufrollerachse 10 in
Gurtbandauszugsrichtung, da der Drehflügel 16 gegen den Widerstand
des Kraftbegrenzungsmediums 18 in begrenztem Maße drehbar
ist.
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Eine
gleichzeitige „normale" Sperrung der Aufrollerachse 10 durch
die Sperrklinke 46 hat nach der Aktivierung der Straffeinrichtung
keinerlei Bedeutung.
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In
den 9 und 10 sowie 11 und 12 sind
zwei Varianten einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gurtaufrollers dargestellt.
Diese Ausführungsform
unterscheidet sich im wesentlichen nur durch eine alternative Kraftbegrenzungseinrichtung,
bei der anstelle des mit dem Kraftbegrenzungsmedium 18 gefüllten Außengehäuses 20 und
dem Drehflügel 16 ein
Torsionsstab 48 eingesetzt wird.
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Bei
der in den 9 und 10 gezeigten Variante
ist der Torsionsstab 48 zwischen den Achsstummel 24 und
die Aufrollerachse 10 eingefügt, so daß sich die Aufrollerachse 10 unter
Verwendung des Torsionsstabs 48 relativ zum blockierten
Achsstummel 24 drehen kann.
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Bei
der in den 11 und 12 gezeigten Variante
ist der Torsionsstab 48 einstückig mit dem Achsstummel 24 ausgebildet.
In diesem Fall bilden der Zahnring 22, die Nabe 26 und
der Sperring 28 eine Einheit.
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In
den dargestellten Ausführungsformen
sind alle wesentlichen Bauteile der Straffeinrichtung auf einer
Seite des Gurtaufrollers angeordnet. Grundsätzlich ist jedoch auch eine
teilweise oder vollständige
Anordnung auf der anderen Seite des Gurtaufrollers möglich.