DE102007055357B4

DE102007055357B4 - Selbstsperrender Gurtaufroller

Info

Publication number: DE102007055357B4
Application number: DE200710055357
Authority: DE
Inventors: Klaus-Peter Singer
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2007-11-19
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2010-04-29
Anticipated expiration: 2027-11-20
Also published as: DE102007055357A1

Abstract

Selbstsperrender Gurtaufroller (1) mit
– einer fahrzeugsensitiven und/oder gurtbandsensitiven Blockiervorrichtung (2),
– einer zweiteiligen in einem Gehäuserahmen (5) gelagerten Gurtwelle mit,
– einem den Gurt aufwickelnden Gurtwellenkörper (3) und einem gegenüber dem Gehäuserahmen (5) blockierbaren Profilkopf (4),
– und einer zwischen dem Gurtwellenkörper (3) und dem Profilkopf (4) angeordneten Kraftbegrenzungseinrichtung (10),
– umfassend ein bandförmiges mit dem Gurtwellenkörper (3) oder dem Profilkopf (4) kraftschlüssig verbundenes Biegeelement (11),
– und einem drehfest mit dem jeweils anderen Teil verbundenen eine Schikane bildenden Einsatzteil (12), in dem das Biegeelement (11) geführt ist,
– und das Biegeelement (11) in dem Einsatzteil (12) in einem in Axialrichtung des Gurtaufrollers (1) beidseitig begrenzten Führungskanal (13) geführt ist,
– und das Einsatzteil (12) mindestens aus zwei Einzelteilen (12a, 12b) gebildet ist,
– und der Führungskanal (13) durch Zusammensetzen der beiden Einzelteile (12a, 12b) bildbar ist,
dadurch...

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der DE 201 10 423 U1 ist ein selbstsperrender Gurtaufroller bekannt, der bereits eine Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem Deformationselement aufweist, welches mit dem Profilkopf oder dem Gurtwellenkörper verbunden ist und bei blockiertem Profilkopf und Drehung des Gurtwellenkörpers in Gurtauszugsrichtung durch eine an dem jeweils anderen Teil angeordnete Schikane gezogen wird und somit aufgrund der Energievernichtung durch die plastische Verformung des Biegeelementes zu einer Erhöhung des Rückhaltemomentes für den Insassen beiträgt.
Aus der DE 298 16 280 U1 ist ein Gurtaufroller mit einer Vorrichtung zur Kraftbegrenzung bekannt, bei der ein Biegeelement durch eine Schikane gezogen wird. Das Biegeelement ist in einem Einsatzteil angeordnet, in dem eine Führungsbahn vorgesehen ist, aus der das Biegeelement während der Kraftbegrenzung herausgezogen wird. Die Führungsbahn in dem Einsatzteil ist seitlich geöffnet und wird nach dem Einfügen des Biegeelementes mit einer Platte verschlossen. Das Einsatzteil mit der darin angeordneten Führungsbahn ist als ein massives Teil ausgebildet, dessen komplizierte Geometrie nur mit einem aufwendigen Herstellungsverfahren zu realisieren ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen gattungsgemäßen Gurtaufroller derart weiterzuentwickeln, dass das Biegeelement während der Kraftbegrenzung sicher geführt ist, wobei die Führung möglichst günstig und geeignet für eine Großserienfertigung ausgebildet sein soll.
Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, die beiden den Führungskanal bildenden Teile im Querschnitt der Verlaufsrichtung des Biegeelementes L-förmig auszubilden, und dass der Führungskanal nach dem Zusammensetzen beider Einzelteile in Verlaufsrichtung des Biegeelementes wenigstens abschnittsweise allseitig geschlossen ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung können beide Teile kostengünstig gestanzt werden. In der Zusammensetzung der beiden Teile ergibt sich damit automatisch ein geschlossener Führungskanal, und die bei der plastischen Verformung des Biegeelementes entstehenden Kräfte werden auf beide Teile verteilt.
Es wird weiter vorgeschlagen, in Radialrichtung zwischen dem Einsatzteil und dem Profilkopf oder dem Gurtwellenkörper in Radialrichtung einen Spalt vorzusehen. In dem Spalt kann das Biegeelement nach dem Durchlaufen der Schikane aufbewahrt werden, ohne dass es den nachfolgenden Kraftbegrenzungsverlauf stört.
Das Biegeelement kann das Einsatzteil und den Profilkopf oder den Gurtwellenkörper vor der Kraftbegrenzung umschlingen, so dass auch eine Kraftbegrenzung für die Dauer von mehr als einer Gurtaufrollerumdrehung verwirklicht werden kann.
Da das Einsatzteil während der Kraftbegrenzung einer großen Beanspruchung unterliegt, wird vorgeschlagen, dass dieses mit seiner Radialinnenseite an dem mit dem Biegeelement verbundenen Profilkopf oder dem Gurtwellenkörper anliegt. Das Einsatzteil ist damit nicht nur mit einem der Teile verbunden, sondern wird zusätzlich durch das jeweils andere Teil unterstützt.
Zum Schutz vor äußeren Einflüssen und zur besseren Führung kann das Biegeelement in einem dem Profilkopf oder dem Gurtwellenkörper zugeordneten Gehäuse angeordnet sein. Dieses Gehäuse weist zweckmäßigerweise eine Ausnehmung auf in der das Einsatzteil angeordnet ist, damit das Gehäuse nicht nach dem größeren Außenradius des Einsatzteiles bemessen werden muss sondern nur nach dem Wickeldurchmesser des Biegeelementes.
Damit größere Kraftbegrenzungsniveaus verwirklicht werden können bietet es sich an, auch das Biegeelement selbst größer auszulegen, wobei hier eine Breite des Metallbandes von wenigstens 5 mm vorgeschlagen wird.
Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Biegeelement auf einem Wickelradius auf dem Profilkopf oder dem Gurtwellenkörper aufgewickelt ist und das Einsatzteil verschiedene den Biegeverlauf des Biegeelementes bestimmende Stege aufweist, und der Abstand zwischen der Drehachse des Gurtaufroller und dem der Drehachse am nächsten liegenden Steg größer ist als der Wickelradius des Biegeelementes. Damit wird der wirkende Hebelarm zwischen der Schikane und der Drehachse des Gurtaufrollers bewusst vergrößert, so dass sich bei gleichem Metallband ein größeres Moment und damit Kraftbegrenzungsniveau einstellt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den Figuren ist im Einzelnen zu erkennen:
1: Selbstsperrender Gurtaufroller mit Kraftbegrenzungseinrichtung
2: Kraftbegrenzungseinrichtung mit Biegeelement vor der Kraftbegrenzung
3: Kraftbegrenzungseinrichtung mit Biegeelement vor der Kraftbegrenzung im Querschnitt
4: Kraftbegrenzungseinrichtung mit Biegeelement nach der Kraftbegrenzung
5: Kraftbegrenzungseinrichtung mit Biegeelement nach der Kraftbegrenzung im Querschnitt
6: Einsatzteil mit Einzelteilen in zusammengebautem Zustand
7: Einsatzteil mit Einzelteilen vor dem Zusammenbau
8: Profilkopf mit Gehäuse und Einsatzteil
In 1 ist ein selbstsperrender Gurtaufroller 1 drehbar in einem Gehäuserahmen 5 gelagert zu erkennen. Der Gurtaufroller 1 besitzt einen zweiteiligen Grundaufbau mit einem Gurtwellenkörper 3 und einem Profilkopf 4. Zwischen dem Profilkopf 4 und dem Gurtwellengrundkörper 3 ist ein Torsionsstab 6 und zusätzlich eine Kraftbegrenzungseinrichtung 10 angeordnet. Der Pro filkopf 4 ist über eine Blockierklinke 21 gegenüber dem Gehäuserahmen 5 verriegelbar. Die Blockierung des Profilkopfes 4 erfolgt durch einen Gurtbandbeschleunigungsensor 22 und/oder einen nicht dargestellten Fahrzeugbeschleunigungssensor. Auf den Aufbau der Sensorik wird hier nicht näher eingegangen, da dieser für die vorliegende Erfindung unerheblich ist und im Stand der Technik hinreichend bekannt ist. Wenn die Gurtkraft bei blockiertem Profilkopf 4 ein durch die Kraftbegrenzungseinrichtung 10 und den Torsionsstab 6 vorbestimmtes Niveau übersteigt, beginnt sich der Gurtwellenkörper 3 in Gurtbandauszugsrichtung zu drehen und ermöglicht eine kraftbegrenzte Vorwärtsverlagerung des Insassen. Statt des Torsionsstabes 6 können selbstverständlich auch andere Kraftbegrenzungssysteme verwendet werden, wobei die erfindungsgemäße Kraftbegrenzungseinrichtung 10 nicht das Vorhandensein eines Torsionsstabes oder anderen Kraftbegrenzungssystems voraussetzt. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 10 umfasst ein an dem Profilkopf 4 gehaltenes Einsatzteil 12 und ein Biegeelement 11, welches mit dem Gurtwellenkörper 3 verbunden ist und außenseitig von einem an dem Profilkopf 4 angeordneten topfartigen Gehäuse 14 abgedeckt ist. Das Einsatzteil 12 ist mit seinem dem Profilkopf 4 zugewandten hakenförmigen Ende in diesen eingehängt. Das andere Ende des Einsatzteiles überragt einen Flansch 9 des Gurtwellenkörpers 3 und stützt sich radial innenseitig auf dem Vorsprung 8 ab. Die bei der Kraftbegrenzung von dem Biegeelement 11 auf das Einsatzteil 12 ausgeübte Kraft wird dadurch sowohl in den Gurtwellenkörper 3 als auch in den Profilkopf 4 eingeleitet und es ergibt sich insgesamt eine sehr formstabile Konstruktion.
In 2 und 3 ist die Kraftbegrenzungseinrichtung 10 vor der Kraftbegrenzung dargestellt. Das Biegeelement 11 ist mit seinem Ende 11a in den Gurtwellenkörper 3 eingehängt und wird bei blockiertem Profilkopf 4 durch die Schikane des Einsatzteiles 12 unter plastischer Verformung hindurchgezogen. Das Einsatzteil 12 ist gebildet aus zwei Einzelteilen 12a und 12b, die im Querschnitt im Bereich des Biegeelementes 11 L-förmig ausgebildet sind und zusammengesetzt des Führungskanal 13 für das Biegeelement 11 bilden. Der Führungskanal 13 stellt eine in Axialrichtung des Gurtaufrollers 1 beidseitig begrenzte Führung für das Biegeelement 11 dar, so dass dieses unter Belastung sauber in der Schikane geführt ist und nicht seitlich aus der Schikane herausrutschen kann. Damit können auch Biegeelemente mit einer größeren Breite vorzugsweise größer 5 mm verwendet werden. Ferner ermöglicht die Erfindung eine radial außen über den Gurtwellenkörper 3 vorstehende Anordnung des Führungskanals 13, da keine Gegenfläche an dem Gurtwellenkörper 3 erforderlich ist, wie dies bei dem Kraftbegrenzungselement nach dem Stand der Technik der Fall war. Damit kann der Abstand „D” der Schikane zu der Drehachse des Gurtaufrollers 1 wesentlich größer gewählt werden und so ein nach den Hebelgesetzen wesentlich größeres Moment und Kraftbegrenzungsniveau bei gleichem Metallband erzielt werden. Der vergrößerte Abstand des Einsatzteiles 12 zu der Drehachse des Gurtaufrollers 1 stellt gegenüber dem Stand der Technik unabhängig von der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Ausbildung des Führungskanals 13 alleine schon eine Verbesserung der Kraftbegrenzung dar, da durch den vergrößerten Hebel das Kraftbegrenzungsniveau steigt, ohne dass das Biegeelement 11 verändert werden muß.
Das Einsatzteil 12 ist zusammengesetzt aus den Einzelteilen 12a und 12b, wobei das Einzelteil 12b die radial innenseitige Führung der Schikane darstellt und sich auf dem Vorsprung 8 des Flansches 9 abstützt. Das Einzelteil 12a ist verbunden mit dem Profilkopf 4 und stellt die radial außenseitige Führung der Schikane dar. Damit ist durch die beiden zusammengesetzten Einzelteile 12a und 12b ein allseitig geschlossener Führungskanal 13 gebildet. Zwischen dem Flansch 9 des Gurtwellenkörpers 3 und dem Einzelteil 12b ist ein Spalt 15 gebildet, der zusätzlich durch den hochstehenden Vorsprung 8 gegen Einknicken des Einsatzteiles 12 gesichert ist.
Mit Beginn der Kraftbegrenzung wird das sowohl das Einsatzteil 12 als auch den Gurtwellenkörper umschlingende Biegeelement 11 von dem Gurtwellenkörper 3 mitgenommen und durch das stehende mit dem Profilkopf 4 verbundenen Einsatzteil 12 gezogen. Das durch das Einsatzteil 12 gezogene Biegeelement 11 wird anschließend auf den Gurtwellenkörper 3 aufgewickelt und in dem Spalt 15 zwischen dem Einsatzteil 12 und dem Flansch 9 aufgenommen. Damit kann der Abschnitt des Biegeelementes 11, welcher bereits durch das Einsatzteil 12 gelaufen ist, den weiteren Kraftbegrenzungsvorgang nicht mehr stören und es sind auch Kraftbegrenzungslängen die mehr als einem Umfang des Gurtwellenkörpers entsprechen möglich, wie z. B. durch Umschlingungswinkel von 720 Grad oder mehr. In 4 und 5 ist die Kraftbegrenzungseinrichtung 10 nach erfolgter Kraftbegrenzung zu erkennen, wobei deutlich zu erkennen ist, dass das Biegeelement 11 nunmehr in dem Spalt 15 zwischen dem Gurtwellenkörper 3 und dem Einsatzteil 12 angeordnet ist. Unabhängig von dem erfindungsgemäß herausgehobenen Führungskanal 13, bietet auch der Spalt 15 alleine schon eine wesentliche Verbesserung der Kraftbegrenzung, da hierdurch im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich größere Kraftbegrenzungslängen mit dem Biegeelement 11 möglich sind. Da das Einsatzteil 12b sich auf dem Vorsprung 8 abstützt, bleibt der Spalt 15 in seiner Form während der Kraftbegrenzung erhalten, und es besteht nicht die Gefahr, dass das darin aufgenommene Biegeelement 11 nach dem Durchlaufen der Schikane in dem Spalt 15 festklemmen kann.
In 6 und 7 ist das Einsatzteil 12 bestehend aus den Einzelteilen 12a und 12b dargestellt. Das Einzelteil 12a besitzt an einem Ende Füße 9a und 9b mit denen es drehfest in den Profilkopf 4 eingehängt wird. An seinem anderen Ende ist es mit Stegen 17, 18 und 19 versehen, die die radial außenseitige Begrenzung des Führungskanals 13 darstellen. Das Einzelteil 12b ist ebenfalls mit Stegen 16 und 20 versehen, die die radial innenseitige Begrenzung des Führungskanals 13 darstellen. Ferner sind an beiden Teilen Ausnehmungen 23, 24, 25, 26 und 27 vorgesehen, in denen die Stege 16, 17, 18, 19, 20 des jeweiligen anderen Einzelteiles 12a oder 12b in einem Verstemmprozess aufnehmbar sind. Der Verlauf des Biegeelementes 11 ist in 6 gestrichelt angedeutet. Das Biegeelement 11 ist durch die durch die Stege 16, 17, 18, 19, 20 gebildete Schikane geführt und legt sich dabei an die Führungsflächen 16a, 18a, 17a, 19a und 20a an. Die einwirkende last ist dadurch auf beide Einzelteile 12a und 12b verteilt. In 8 ist der Profilkopf 4 nochmals dargestellt, wobei hier das Biegeelement 11 durch das an dem Profilkopf angeordnete Gehäuse 14 abgedeckt ist. Das Gehäuse 14 besitzt eine Ausnehmung 7 in der das Einsatzteil 12 angeordnet ist und dieses radial nach außen überragt.

Claims

Selbstsperrender Gurtaufroller (1) mit – einer fahrzeugsensitiven und/oder gurtbandsensitiven Blockiervorrichtung (2), – einer zweiteiligen in einem Gehäuserahmen (5) gelagerten Gurtwelle mit, – einem den Gurt aufwickelnden Gurtwellenkörper (3) und einem gegenüber dem Gehäuserahmen (5) blockierbaren Profilkopf (4), – und einer zwischen dem Gurtwellenkörper (3) und dem Profilkopf (4) angeordneten Kraftbegrenzungseinrichtung (10), – umfassend ein bandförmiges mit dem Gurtwellenkörper (3) oder dem Profilkopf (4) kraftschlüssig verbundenes Biegeelement (11), – und einem drehfest mit dem jeweils anderen Teil verbundenen eine Schikane bildenden Einsatzteil (12), in dem das Biegeelement (11) geführt ist, – und das Biegeelement (11) in dem Einsatzteil (12) in einem in Axialrichtung des Gurtaufrollers (1) beidseitig begrenzten Führungskanal (13) geführt ist, – und das Einsatzteil (12) mindestens aus zwei Einzelteilen (12a, 12b) gebildet ist, – und der Führungskanal (13) durch Zusammensetzen der beiden Einzelteile (12a, 12b) bildbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Einzelteile (12a, 12b) im Querschnitt in Verlaufsrichtung des Biegeelementes (11) wenigstens abschnittsweise eine L-Form aufweisen, – und der Führungskanal (13) nach dem Zusammensetzen beider Einzelteile (12a, 12b) in Verlaufsrichtung des Biegeelementes (11) wenigstens abschnittsweise allseitig ge schlossen ausgebildet ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schikane in dem Einsatzteil (12) aus quer zu der Verlaufsrichtung des Biegeelementes (11) angeordneten Stegen (16, 17, 18, 19, 20) gebildet ist, und die Stege (16, 17, 18, 19, 20) verschiedenen Einzelteilen (12a, 12b) des Einsatzteils (12) zugeordnet sind.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Einsatzteil (12) und dem Profilkopf (4) und/oder dem Gurtwellenkörper (3) in Radialrichtung ein Spalt (15) vorgesehen ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (11) das Einsatzteil (12) und den Profilkopf (4) oder den Gurtwellenkörper (3) vor der Kraftbegrenzung umschlingt.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einsatzteil (12) mit seiner Radialinnenseite an dem mit dem Biegeelement (11) verbundenen Profilkopf (4) oder dem Gurtwellenkörper (3) anliegt.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (11) in einem dem Profilkopf (4) oder dem Gurtwellenkörper (3) zugeordneten Gehäuse (14) angeordnet ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (14) eine Ausnehmung (7) aufweist, und das Einsatzteil (12) in der Ausnehmung (7) angeordnet ist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeelement (11) ein Metallband ist und eine Breite von wenigstens 5 mm aufweist.
Selbstsperrender Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Biegeelement (11) auf einen Wickelradius auf dem Profilkopf (4) oder dem Gurtwellenkörper (3) aufgewickelt ist, – und das Einsatzteil (12) verschiedene den Biegeverlauf des Biegeelementes (11) bestimmende Stege (16, 17, 18, 19, 20) aufweist, – und der Abstand ”D” zwischen der Drehachse des Gurtaufrollers (1) und dem der Drehachse am nächsten liegenden Steg (16, 17, 18, 19, 20) größer ist als der Wickelradius ”W” des Biegeelementes (11).