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Die
Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller mit einer über
eine Blockiereinrichtung im Auslösefall festzulegenden
Gurtwelle und mit einer nach Blockierung der Gurtwelle wirksam werdenden,
in ihrem Kraftniveau einstellbaren Kraftbegrenzungseinrichtung.
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Ein
Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist aus
der
WO 2005/100106
A1 bekannt. Der darin beschriebene Gurtaufroller weist eine
zweistufig ausgebildete Kraftbegrenzungseinrichtung auf, wobei die
beiden Kraftbegrenzungsstufen mittels einer pyrotechnisch angetriebenen
Schalteinrichtung einstellbar sind. Die zweistufige Kraftbegrenzungseinrichtung
besteht aus einem im Inneren des Wellenkörpers der Gurtwelle
angeordneten zweistufigen Torsionsstab, dessen Stufen jeweils über
einen die der Festlegung des Kraftniveaus dienenden Kupplungselemente
für die Kupplung des einen oder des anderen Bereichs des
Torsionsstabes mit dem Wellenkörper ansteuernden Wellenring
schaltbar sind.
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Mit
dem bekannten Sicherheitsgurtaufroller ist der Nachteil verbunden,
dass der zweistufige Torsionsstab nur eine vergleichsweise grobe
Anpassung des einstellbaren Kraftniveaus der Kraftbegrenzungseinrichtung und
damit von deren auf den angeschnallten Insassen einwirkender Rückhaltekraft
an die Größe beziehungsweise die Sitzposition
des mit dem Sicherheitsgurt angeschnallten Insassen ermöglicht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller
mit den gattungsgemäßen Merkmalen so einzurichten,
dass eine bessere Abstimmung der für die Kraftbegrenzungseinrichtung
einzustellenden Rückhaltekraft beziehungsweise Gurtkraft
an Größe, Gewicht und/oder Sitzposition des angeschnallten
Insassen gegeben ist.
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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 ihrem Grundgedanken vor, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung
aus einem im Inneren des Wellenkörpers der Gurtwelle ortsfest angeordneten,
zwischen zwei Widerlagern verformbaren Rohr besteht, wobei sich
die Lage wenigstens eines Widerlagers zum Rohr zur stufenlosen Einstellung
des Kraftniveaus in Abhängigkeit von dem von der Gurtwelle
beim Abwickeln des Gurtbandes ausgeführten Umdrehungen
selbsttätig einstellt. Mit der Erfindung ist der Vorteil
verbunden, dass mittels des gewählten technischen Prinzips
der Kraftbegrenzung über ein zwischen zwei Widerlagern
verformbares Rohr eine stufenlose Einstellung des Kraftniveaus der
Kraftbegrenzungseinrichtung durch die lediglich erforderlich Lageveränderung
wenigstens eines Widerlagers für die Rohrverformung ermöglicht
ist. Dabei wird der beim Anschnallvorgang bewirkte Gurtbandauszug
automatisch in die angepasste und für die Einstellung der
passenden Rückhaltekraft zutreffende Stellung zumindest
eines Widerlagers für die Rohrverformung umgesetzt. Weiterhin
wird das Kraftbegrenzungsniveau in vorteilhafter Weise bereits angepasst
und automatisch eingestellt, wenn sich beispielsweise der angeschnallte
Insasse vorbeugt und dabei den Abstand zu festen Fahrzeugteilen
verringert. Durch den durch das Vorbeugen bedingten Gurtbandauszug
wird ein höheres Kraftbegrenzungsniveau eingestellt, so
dass das Aufprallrisiko für den angeschnallten, vorgebeugten
Insassen verringert ist.
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Da
das Wirkprinzip der Kraftbegrenzung eine translatorische Bewegung
von Rohr und Widerlagern zueinander voraussetzt, ist nach einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Umsetzung der Drehbewegung
des Wellenkörpers bei in Gurtauszugsrichtung an den Sicherheitsgurt
angreifender Kraft in die translatorische Bewegung vorgesehen, dass
zur Aufnahme der Widerlager einschließlich des dazwischen verlaufenden
Rohres in dem Wellenkörper ein Aufnahmekörper
angeordnet ist, der zu seiner axialen Verschiebung bei Drehung der
Gurtwelle über eine Gewindeverbindung an dem Wellenkörper
der Gurtwelle geführt ist.
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Nach
alternativen Ausführungsbeispielen kann in dem Aufnahmekörper
ein festes Widerlager und ein in seiner Lage einstellbares Widerlager
angeordnet sein, oder es kann vorgesehen sein, dass beide in dem
Aufnahmekörper angeordneten Widerlager in ihrer Lage zum
Rohr einstellbar sind.
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Hinsichtlich
der konstruktiven Ausbildung des einstellbaren Widerlagers ist nach
einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen, dass
das einstellbare Widerlager aus einer auf einer Achse drehbaren
Rolle besteht, wobei die Achse in einem Absorberblock verschiebbar
gelagert und zu ihrer Lageveränderung in einem an dem Aufnahmekörper beweglich
geführten Einstellschieber gehalten ist.
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Soweit
eine translatorische Lageveränderung des Einstellschiebers
zur Einstellung einer angepassten Rückhaltekraft vorgesehen
ist und wiederum die Gurtwelle beim Anschnallvorgang Drehbewegungen
ausführt, ist nach einem Ausführungsbeispiel vorgesehen,
dass der Einstellschieber zu seiner Verschiebung an ein von der
Gurtwelle bei deren Drehungen beaufschlagtes Getriebe angeschlossen
ist.
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Hinsichtlich
der Ausbildung des die Drehbewegung der Gurtwelle in eine translatorische
Bewegung des Einstellschiebers umsetzenden Getriebes kann vorgesehen
sein, dass an der Gurtwelle wenigstens ein Zahnrad angeordnet ist,
welches sich bei Drehung der Gurtwelle um eine Zentralachse an einem
gehäusefest in der Zentralachse angeordneten Zahnrad anwälzt,
wobei das gurtwellenseitige Zahnrad drehfest mit einer Gewindestange
verbunden ist, die in eine in dem Einstellschieber in dessen Bewegungsrichtung
verlaufende Gewindebohrung eingreift.
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Soweit
das Prinzip der Kraftbegrenzung darauf beruht, dass die translatorische
Verschiebung des Aufnahmekörpers in dem Wellenkörper
nur bei entsprechendem Lastangriff an dem Gurtband erfolgen soll,
ist zur drehfesten Fixierung des Aufnahmekörpers während
des Kraftbegrenzungsvorganges nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen, dass der Aufnahmekörper mittels
zweier ihn durchgreifender Haltestangen drehfest an zwei außen
an dem Wellenkörper angeordneten Gleitbuchsen fixiert ist,
wobei der Wellenkörper derart mit dem Gleitbuchsen verbunden
ist, daß sich ohne Last Wellenkörper und Gleitbuchsen
gemeinsam drehen und unter Last eine Relativdrehung des Wellenkörpers
zu den Gleitbuchsen möglich ist.
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Hierbei
kann im einzelnen vorgesehen sein, dass an einer Gleitbuchse die
Blockiereinrichtung für die Gurtwelle angeordnet ist, während
an der anderen Gleitbuchse eine Aufrollfeder für die Gurtwelle angreift.
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Zur
Fixierung des Rohres während der Kraftbegrenzung durch
die sich längs des Rohres verschiebenden Widerlager ist
nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung vorgesehen,
dass das Rohr mit einem Ende an einer drehfest mit der die Gurtblockierung
tragenden Gleitbuchse verbundenen Scheibe gehalten ist und sich
mit dem anderen Ende gegen einen von der an die Aufrollfeder angeschlossenen
Gleitbuchse vorstehenden Zapfen abstützt.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
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1 den
Wellenkörper einer mit der erfindungsgemäßen
Kraftbegrenzungseinrichtung ausgebildeten Gurtwelle in einer Perspektivansicht
von einer Seite des Wellenkörpers her,
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2 den
Wellenkörper in einer Perspektivansicht gemäß 1 von
der anderen Seite des Wellenkörpers her,
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3 die
Bauteile der Gurtwelle einschließlich der Bauteile der
Kraftbegrenzungseinrichtung in einem teilweisen Zusammenbau in einer
Perspektivdarstellung,
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4 die
Einzelteile der Kraftbegrenzungseinrichtung in einer Perspektivdarstellung
ihrer Zuordnung zueinander.
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Wie
sich zunächst aus 1 und 2 ergibt,
weist die Gurtwelle 10 einen Wellenkörper 11 auf,
an dessen Umfang eine Befestigung 12 für das nicht
dargestellte Gurtband angebracht ist. An dem einen stirnseitigen
Ende des Wellenkörpers 11 ist eine Gleitbuchse 13 angebracht,
die einen Lagerstumpf 14 zur Lagerung der Gurtwelle 10 in
einem an sich bekannten U-förmigen Gehäuse des
Gurtaufrollers aufweist. Entsprechend weist die gegenüberliegende
Gleitbuchse 15 einen Lagerstumpf 16 auf, der mit
einem Schlitz 17 zur Einhängung des Endes einer an
die Gleitbuchse 15 anzuschließenden Aufwickelfeder
versehen ist.
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Wie
sich weiterhin aus 3 ergibt, ist im Inneren des
Wellenkörpers 11 ein Aufnahmekörper 18 für
die Kraftbegrenzungsvorrichtung angeordnet, wobei ein bei der Kraftbegrenzung
zu verformendes Rohr 19 erkennbar ist. Wie nicht weiter
dargestellt ist, weist der Aufnahmekörper 18 ein
Außengewinde auf, welches in einem Innengewinde des Wellenkörpers 11 derart
geführt ist, dass bei einer Drehung der Gurtwelle relativ
zu dem festgelegten Aufnahmekörper 18 aufgrund
der Drehung der Gurtwelle 10 sich eine translatorische
Verschiebung des Aufnahmekörpers 18 im Inneren
des Wellenkörpers 11 einstellt. Das Rohr 19 ist
mit seinem einen Ende an einer ortsfest im Wellenkörper 11 beziehungsweise
an der Gleitbuchse 13 festgelegten Scheibe 20 gehalten
und stützt sich mit seinem anderen Ende auf einem an der
gegenüberliegenden Gleitbuchse 15 angebrachten
Zapfen 21 ab. Der Aufnahmekörper 18 ist
von zwei Haltestangen 22 durchgriffen, die jeweils mit
ihren Enden an den Gleitbuchsen 13 und 15 festgelegt sind,
wobei an der Gleitbuchse 15 die Haltestangenaufnahmen 23 erkennbar
sind. Aufgrund der Festlegung der Haltestangen 22 an den
Gleitbuchsen 13 beziehungsweise 15 dreht sich
der Aufnahmekörper 18 gemeinsam mit dem Wellenkörper 11 mit,
solange sich ohne Lasteinleitung die Gleitbuchsen 13 und 15 gemeinsam
mit dem Wellenkörper 11 drehen.
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Auf
der der Gleitbuchse 13 zugewandten Seite der Scheibe 20 ist
ein Getriebe 24 zu erkennen, mittels dessen die stufenlose
Einstellung der im einzelnen noch zu beschreibenden Kraftbegrenzungseinrichtung
ermöglicht ist. Dieses Getriebe besteht aus einem Zahnrad 25,
welches mittels einer Lagerstange 26 den Lagerstumpf 14 der
Gleitbuchse 13 durchgreift und gehäusefest befestigt
ist, so dass das Zahnrad 25 ortsfest festgelegt ist. An
der drehfest mit dem Wellenkörper 11 verbundenen
Scheibe 20 sind zwei Zahnräder 27 in
einer noch zu beschreibenden Weise gelagert derart, dass bei einer
Drehung des Wellenkörpers 11 beziehungsweise der
Gurtwelle 10 sich die wellenseitigen Zahnräder 27 an
dem ortsfesten Zahnrad 25 abwälzen und dadurch
selbst in Drehung versetzt werden.
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Wie
sich aus 4 im einzelnen ergibt, weist der
Aufnahmekörper 18 eine Aufnahmeöffnung 18a auf,
in welcher die Kraftbegrenzungs einrichtung eingesetzt ist. Die Kraftbegrenzungseinrichtung
besteht aus einem in die Aufnahmeöffnung 18a des
Aufnahmekörpers 18 formschlüssig eingesetzten
Absorberblock 28, durch welchen sich das Rohr 19 hindurcherstreckt.
Zu beiden Seiten der Längsmittenachse des Rohres 19 ist
jeweils eine an einer Rollenachse 30 gelagerte Rolle 29 als
Widerlager für die Verformung des Rohres 19 angeordnet,
wobei die Rollenachsen 30 in entsprechenden Ausnehmungen
des Absorberblocks 28 derart gehalten sind, dass die Rollen 29 das
Rohr 19 zwischen sich einschließen, jedoch in
den Ausnehmungen des Absorberblocks 28 beweglich sind.
In an dem Absorberblock 28 vorgesehenen äußeren
Führungen 31 ist jeweils ein Einstellschieber 32 in
der Achse des Rohres 19 längsverschiebbar angeordnet,
wobei die Enden der Rollenachsen 30 jeweils in in dem Einstellschieber 32 ausgebildete
Einstellschlitze 33 eingreifen und die Einstellschlitze 33 in
einem schrägen Verlauf zur Längsmittenachse des
Rohres 19 angeordnet sind. Je nach der Stellung der beiden
Einstellschieber 32 relativ zum Absorberblock 28 bestehen
zwischen den einander gegenüberliegenden Rollenachsen 30 mehr
oder weniger große Abstände, damit auch ein mehr
oder weniger großer Abstand der Rollen 29 zueinander,
die somit in Abhängigkeit von ihrer Stellung zum Rohr 19 eine
jeweils unterschiedliche Verformungskraft auf das Rohr 19 ausüben.
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Die
axiale Verstellung der Einstellschieber 32 geschieht über
die wellenseitigen Zahnräder 27 tragende und bei
Drehung der Zahnräder 27 ebenfalls in Drehung
versetzte Gewindestangen 35, die ihrerseits in axial angeordnete
Gewindebohrungen 34 der Einstellschieber 32 eingreifen.
Somit werden über eine Drehung der wellenseitigen Zahnräder 27 die
Einstellschieber 32 axial verschoben, und damit werden
auch die Rollen 29 in eine jeweils unterschiedliche Stellung
zum Rohr 19 gebracht und dadurch wird das gewünschte
Kraftniveau der Kraftbegrenzungseinrichtung bestimmt.
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Ausgehend
von der Darstellung in 1 und 2 ist festzuhalten,
dass sich bei den normalen Auf- und Abwickelbewegungen des Gurtbandes
die Gurtwelle 10 jeweils als Einheit dreht. Soweit in einer nicht
dargestellten Weise an der Gleitbuchse 13 die Verriegelungseinrichtung
für die gehäusefeste Verriegelung der Gurtwelle 10 im
Blockierfall vorgesehen ist, wird in einem entsprechenden Gefahrenfall die
Gleitbuchse 13 mittels der (nicht dargestellten) Verriegelungseinrichtung
gehäusefest festgelegt. Übt nun der mit dem Sicherheitsgurt
angeschnallte Insasse eine Zugbelastung auf das Gurtband in Gurtauszugsrichtung
aus, so will sich der Wellenkörper 11 in Gurtauszugsrichtung
drehen, wodurch es zu einer Relativverdrehung des Wellenkörpers 11 zu
der blockierten Gleitbuchse 13 kommt. Da über
die Haltestangen 22 die Gleitbuchse 15 drehfest
mit der Gleitbuchse 13 verbunden ist, ist auch die Gleitbuchse 15 festgelegt.
Da Wellenkörper 11 und Aufnahmekörper 18 über
eine gegenseitige Gewindeverbindung aneinander geführt
sind, wird die Drehbewegung des Wellenkörpers 11 aufgrund
der drehfesten Festlegung des Aufnahmekörpers 18 durch
die in den beiden Gleitbuchsen 13 und 15 festgelegten
Haltestangen 22 in eine axiale, dass heißt translatorische
Verschiebebewegung umgesetzt, und während dieser Verschiebebewegung
rollen die in dem Aufnahmekörper 18 angeordneten
Rollen 29 längs des Rohres 19 ab und
verformen dieses. Die dazu aufzuwendende Verformungskraft legt das
Niveau der Kraftbegrenzung fest. Zur Beendigung des Kraftbegrenzungsvorganges
kann im Inneren des Wellenkörpers 11 ein nicht
dargestellter Anschlag vorgesehen sein, an welchem die translatorische
Verschiebung des Aufnahmekörpers 18 beendet ist,
so dass anschließend eine weitere Relativdrehung des Wellenkörpers 11 gegenüber
der blockierten Gleitbuchse 13 ausgeschlossen und somit
der Wellenkörper 11 gegen eine weitere Drehung
blockiert ist.
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Da
das Kraftniveau für die Kraftbegrenzung wie beschrieben
durch die Stellung der Rollen 29 zum Rohr 19 definiert
ist, geschieht die Einstellung des Kraftniveaus über die
axiale Verschiebung der die Rollenachsen 30 mit Rollen 29 führenden
Einstellschieber 32. Da die Einstellschieber in ihrer Stellung über
das Getriebe 24 entsprechend dem Maß des Gurtbandauszuges
verändert werden, wird über den Gurtbandauszug
auch automatisch und selbsttätig das Kraftniveau der Kraftbegrenzungseinrichtung festgelegt.
Hierzu wird die Drehbewegung der Gurtwelle 10 beim Anschnallvorgang über
das Abwälzen der wellenseitigen Zahnräder 27 an
dem feststehenden Zahnrad 25 in eine Drehung der Gewindestangen 35 umgesetzt,
die über ihren Eingriff in die Gewindebohrungen 34 der
Einstellschieber 32 die Lage der Einstellschieber 32 in
der Aufnahmeöffnung 18a des Aufnahmekörpers 18 festlegen.
Da in Abhängigkeit von der Stellung der Einstellschieber 32 im
Aufnahmekörper 18 auch der jeweilige Abstand der
Rollenachsen 30 mit Rollen 29 zu beiden Seiten
des Rohres 19 voneinander festgelegt wird, erfolgt automatisch
in Abhängigkeit von den beim Anlegen des Gurtbandes vollführten
Umdrehungen der Gurtwelle 10 eine richtige Einstellung
des Kraftniveaus.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Patentansprüchen,
der Zusammenfassung 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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - WO 2005/100106
A1 [0002]