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Die
Erfindung betrifft einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit den
Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1.
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Ein
gattungsgemäßer Gurtaufroller
ist z. B. aus der
DE
201 10 423 U1 bekannt. Der dort vorgeschlagene Gurtaufroller
ist mit einer aus einem Metallband gebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung
versehen, wobei das Metallband durch eine Schikane gezogen wird.
Das Metallband wird in der Schikane plastisch verformt und bewirkt
durch die dabei verursachte Energievernichtung die Kraftbegrenzung während der
Vorwärtsverlagerung
des Insassen im Unfall. Das Metallband kann ausgehend von seiner Einhängung eine
abnehmende Materialstärke und/oder
Breite aufweisen, so dass auch ein degressiver Kraftbegrenzungsverlauf
eingestellt werden kann.
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Aus
der
DE 298 16 280
U1 ist ein Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung
bekannt, die aus einem Metallband gebildet ist, welches kraftschlüssig mit
der Gurtspule verbunden ist und bei blockierter Gurtspule durch
eine gegenüber
dem Rahmen des Gurtaufrollers festgelegte Schikane gezogen wird.
Das Metallband selbst ist als Streifen mit konstanter Breite ausgebildet,
so dass die Kraftbegrenzung selbst nur in der Länge durch das Metallband einstellbar
ist.
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Aus
der
DE 202 10 812
U1 ist ein Gurtaufroller mit einem Wickel-Energiewandler
bekannt, der aus mehreren Metallbändern gebildet ist, die sich
am Gehäuse
des Gurtaufrollers abstützen.
Der Kraftbegrenzungsverlauf selbst ist dabei durch die Zahl und Länge der
Metallbänder
festgelegt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen selbstsperrenden Gurtaufroller mit einer
aus einem Metallband und einer Schikane gebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung
derart weiter zu entwickeln, dass die Charakteristik des Kraftbegrenzungsverlaufes
individuell eingestellt werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Anspruchs 1
gelöst,
wobei vorteilhafte Aus- und
Weiterbildungen in den Unteransprüchen gegeben sind.
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Die
Erfindung löst
die gestellte Aufgabe dadurch, dass das Metallband wenigstens eine
in Längserstreckung
des Metallbandes verlaufende Sicke aufweist. Die Sicke stellt eine
plastische Verformung des Metallbandes dar, die zu einer Erhöhung des
Biegemomentes führt.
Aufgrund des erhöhten Biegemomentes
ergibt sich beim Durchlauf durch die Schikane eine erhöhte Formänderungsarbeit
und damit ein erhöhtes
Kraftbegrenzungsniveau. Der Vorteil der Verwendung einer Sicke ergibt
sich dadurch, dass die Sicke auch nachträglich in das Metallband eingebracht
werden kann, und durch die Wahl der Länge, der Breite und der Tiefe
der Sicke das Biegemoment und damit auch die Höhe des Kraftbegrenzungsniveaus
individuell eingestellt werden kann.
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Das
Metallband kann mehrere parallel und/oder in Längsrichtung des Metallbandes
in Abständen
angeordnete Sicken aufweisen, wodurch die Gestaltungsmöglichkeit
des Kraftbegrenzungsverlaufes weiter verbessert wird. Aufgrund der
vorgeschlagenen Anordnung der Sicken ist es auch möglich stufenweise
Kraftbegrenzungsverläufe
oder Kraftbegrenzungen mit abfallendem und wieder ansteigendem Kraftbegrenzungsniveau
zu verwirklichen.
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Die
Sicken können
ferner unterschiedliche Längen
und/oder Breiten und/oder Verformungstiefen aufweisen, so dass der
Gestaltungsfreiraum des Kraftbegrenzungsverlaufs auch durch Kombination von
verschiedenen Sicken weiter verbessert wird.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung
mehrere parallel wirkende Metallbänder aufweist. Damit können höhere Kraftbegrenzungsniveaus
eingestellt werden, ohne dass die zulässigen Materialbeanspruchungen überschritten
werden, wobei die Metallbänder
vorzugsweise übereinandergelegt
durch die Schikane gezogen werden, so dass diese sich gegeneinander
stützen und
nur eine Schikane erforderlich ist.
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Vorzugsweise
greifen die Sicken der Metallbänder
in übereinandergelegtem
Zustand ineinander, wodurch sich eine zusätzliche Führung der Metallbänder ergibt,
und die Metallbänder
in übereinandergelegtem
Zustand ein kompaktes Paket ergeben.
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Die
Schikane kann aus mehreren Fingern gebildet sein, wobei wenigstens
einer der Finger eine Ausnehmung zur Aufnahme der Sicke aufweist.
Damit wird sichergestellt, dass die Sicke nicht in der Anlage an
dem Finger vor dem Durchlauf durch die Schikane verformt wird und
damit in der entscheidenden Biegestelle nicht mehr das erforderliche
Biegemoment aufweist.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass die Schikane eine offene Seite zum
Einschub des Metallbandes aufweist und mit der offenen Seite an
dem Gehäuse
des Gurtaufrollers befestigbar ist. Damit ergibt sich für das Metallband
im montierten Zustand eine beidseitig geschlossene Führungsbahn
aus der das Metallband nicht herausrutschen kann.
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Das
Metallband kann mit einem Zahnring verbunden sein, in dem die Blockiervorrichtung
den Gurtaufroller verriegelt, und in einem Vorrat an dem Gehäuse des
Gurtaufrollers angeordnet sein, wobei die Schikane dann zwischen
dem Vorrat und dem Zahnring angeordnet ist.
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Es
hat sich herausgestellt, dass die Sicke eine Tiefe von wenigstens
der Dicke des Metallbandes und eine Breite von wenigstens der Hälfte der Breite
des Metallbandes aufweisen soll.
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Die
Sicke kann ferner eine entlang ihrer Längserstreckung sich ändernde
Breite und/oder Tiefe aufweisen, so dass auch degressive oder progressive
Kraftbegrenzungsverläufe
eingestellt werden können.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass in dem Metallband in der Schikane
auf einer Seite eine Druckspannung erzeugt wird, und die Sicke aus
der mit der Druckspannung belasteten Seite heraustritt. Durch die
vorgeschlagene Anordnung der Sicke wird das Biegemoment mit einem
maximalen Materialausnutzungsgrad erhöht, so dass auch mit Metallbändern mit
geringeren Abmaßen
hohe Kraftbegrenzungen erzielt werden können.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei
die Figuren im Einzelnen zeigen:
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1 Gurtaufroller
mit gehäusefester
Schikane in Schrägansicht
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2 Gurtaufroller
mit gehäusefester
Schikane in Querschnittsdarstellung
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3a Kraftbegrenzungseinrichtung
mit zwei Schikanen in Schrägansicht
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3b Kraftbegrenzungseinrichtung
mit zwei Schikanen in Querschnittsdarstellung
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4 Metallband
mit verschiedenen Kraftbegrenzungsabschnitten
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5a Doppellagiges
Metallband mit Sicke gemäß Schnitt
A-A
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5b Doppellagiges
Metallband mit Sicke gemäß Schnitt
B-B
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6 Schikane
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7a Gurtaufroller
mit zwischen Gurtspule und Profilkopf angeordnetem und an dem Profilkopf eingehängtem Metallband
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7b Gurtaufroller
mit zwischen Gurtspule und Profilkopf angeordnetem und an der Gurtspule eingehängtem Metallband
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In 1 und 2 ist
ein Gurtaufroller 1 für ein
Kraftfahrzeug mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung gebildet aus
einer gehäusefesten
Schikane 6 und ein durch die Schikane 6 gezogenes
Metallband 5 dargestellt. Der Gurtaufroller 1 ist
mit einer nicht dargestellten fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv
angesteuerten Blockiervorrichtung versehen, welche bei blockiertem
Gurtaufroller 1 mit einer Blockierklinke den Gurtaufroller
in einem Zahnring 4 verriegelt. An dem Zahnring 4 ist
außen
ein Metallband 5 eingehängt,
welches bei blockiertem Gurtaufroller 1 und Überschreiten
einer vorbestimmten Kraftschwelle unter Energieabsorption durch
die Schikane 6 gezogen wird. Die Schikane 6 ist
in einer oder mehreren Öffnungen 7 an
dem Gehäuse 8 des
Gurtaufrollers 1 befestigt, so dass sich für das eingelegte
Metallband 5 bei befestigter Schikane 6 eine geschlossene
Führung
ergibt. In den 3a und 3b ist
die Kraftbegrenzungseinrichtung bestehend aus zwei parallelen Schikanen 6a und 6b mit
den darin geführten
Metallbändern 5a, 5b und 5c zu
erkennen. Durch die Verwendung zweier Schikanen 6a und 6b wird
das Kraftbegrenzungsniveau erhöht,
wobei die Metallbänder 5a, 5b und 5c auch
unterschiedlich lang sein können, so
dass sich eine gestufte Kraftbegrenzungscharakteristik ergibt. In
der Schikane 6a sind zwei Metallbänder 5a und 5b übereinandergelegt
angeordnet, damit ergeben sich im Vergleich zu der Verwendung nur
eines Metallbandes mit der Materialstärke der addierten Materialstärken der
Metallbänder 5a und 5b geringere
Maximalspannungswerte in dem Metallband und der Materialausnutzungsgrad
ist höher.
Die Metallbänder 5a, 5b und 5c sind
mit Sicken 14 versehen, welche das Kraftbegrenzungsniveau
erhöhen und
zusätzlich
bei der Verwendung von zwei übereinandergelegten
Metallbändern 5a und 5b eine
Führung
darstellen. Die Schikanen 6a und 6b sind gebildet
durch drei Finger 9, 10 und 11, welche
einseitig offenen Schlitze bilden, in die die Metallbänder 5a, 5b und 5c eingeführt werden
können.
An ihren Enden sind die Finger, wie in 6 zu erkennen,
mit Füßen 9a, 10a und 11a versehen,
mittels derer die Schikanen 6a und 6b in entsprechenden Öffnungen 7 am Gehäuse 8 des
Gurtaufrollers befestigt werden. Werden nun die Metallbänder 5a, 5b und 5c nun
in Pfeilrichtung „A" durch die Schikanen 6a und 6b gezogen, so
treten die mit den Sicken 14a und 14b versehenen Abschnitte
der Metallbänder 5a, 5b und 5c in
der Darstellung in 3a von hinten und in der Darstellung
von 3b von links durch den Schlitz zwischen den Fingern 11 und 10 in
die Schikanen 6a und 6b ein. Nach der Umlenkung
der Metallbänder 5a, 5b und 5c in
den Schikanen 6a und 6b treten diese durch die
zwischen den Fingern 10 und 9 gebildeten Schlitze
wieder heraus. Die Sicken 14a und 14b sind durch
Vertiefungen in den Metallbändern 5a, 5b und 5c gebildet
und treten aus der in den Schikanen 6a und 6b den
Fingern 10 zugewandten Oberflächen der Metallbänder 5a, 5b und 5c heraus.
Die dem Finger 10 zugewandte Oberfläche der Metallbänder stellt
beim Durchlauf durch die Schikanen 6a und 6b die
kürzere
Faser dar und ist druckspannungsbeaufschlagt. Da die Sicken 14a und 14b aus
der druckspannungsbeaufschlagten Faser heraustreten, versteifen
sie diese und erhöhen
somit das das Kraftbegrenzungsniveau bestimmende Biegemoment.
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Damit
die Sicken 14a und 14b ihre Wirkung, nämlich das
Biegemoment zu erhöhen,
entfalten können
und nicht in den Schikanen 6a und 6b durch Anpressen
an die Finger 10 platt gedrückt wer den, sind diese, wie
in 6 zu erkennen, mit Ausnehmungen 12 und 13 versehen.
Die Ausnehmungen 12 und 13 wirken beim Durchlauf
der Metallbänder 5a, 5b und 5c dabei
gleichzeitig als seitliche Führung.
In 4 ist beispielhaft ein Metallband 5 dargestellt welches
in die vier Abschnitte I-IV unterteilt ist. Der Abschnitt I stellt
den in die Schikane eingehängten Abschnitt
vor dem Einsetzen der Kraftbegrenzung dar. Der Abschnitt II ist
mit einer Sicke 14c versehen, so dass hier zunächst ein
erhöhtes
Kraftbegrenzungsniveau wirkt. Der Abschnitt III ist ohne Sicke ausgebildet,
während
der Abschnitt IV wieder ein Sicke 14d aufweist. Damit wirkt
während
des Durchlaufes des Abschnittes III durch die Schikane das Basiskraftbegrenzungsniveau
und während
des Durchlaufes des Abschnittes IV wieder das erhöhte Kraftbegrenzungsniveau.
In den 5a und 5b sind zwei übereinandergelegte
Metallbänder 5a und 5b entlang
der Schnitte A-A und B-B aus 1 zu erkennen.
Die Sicken 14b und 14c greifen ineinander und
besitzen ungefähr
eine Tiefe „T", die der Materialstärke eines
Metallbandes 5a, 5b entspricht und eine Breite „B" die wenigstens der
Hälfte
der Breite eines Metallbandes 5a, 5b entspricht.
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In
den 7a und 7b ist
eine weitere alternative Anordnung der Kraftbegrenzungseinrichtung
dargestellt. In dieser Ausführungsform
ist das Metallband 5 und die Schikane 6, zwischen
einer Gurtspule 2 und einem Profilkopf 19 parallel
zu einem Torsionsstab 16 angeordnet. In der Ausführungsform in 7a ist
die Schikane 6 fest in einer Ausnehmung 15 an
der Gurtspule angeordnet. Das Metallband 5 ist mit seinem
Ende 17 fest in der Nut 20 des Profilkopfes 19 angeordnet
und ist gleichzeitig mit der Ausbuchtung 18 in die Schikane 6 den
Finger 10 übergreifend
eingehängt.
In der Ausführungsform
in 7b ist die Zuordnung umgekehrt gewählt, hier
ist die Schikane 6 mit Ihrem Fuß 21 in der Ausnehmung 22 an
dem Profilkopf 19 und das Me tallband 5 mit seinem
Ende 17 in der Nut 23 an der Gurtspule 2 gehalten.
Das Metallband 5 ist jeweils mit einer Sicke 14 versehen,
so dass auch mit dieser Ausführungsform die
erfindungsgemäße Einstellung
der Kraftbegrenzungscharakteristik möglich ist. Selbstverständlich ist die
Anordnung des Torsionsstabes 16 hier nur beispielhaft,
es können
auch andere Kraftbegrenzungssysteme vorgesehen werden oder sogar
keine zweite Kraftbegrenzung neben dem Metallband 5 zwischen Profilkopf 19 und
Gurtspule 2 vorgesehen sein.