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Die
Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Oberbegriffes
des Anspruchs 1.
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Ein
gattungsgemäßer Gurtaufroller ist zum Beispiel
aus der
DE 201 10
423 U1 bekannt. Bei diesem Gurtaufroller ist die Gurtwelle
zweiteilig ausgebildet und weist einen zwischen beiden Teilen angeordneten
als Kraftbegrenzungseinrichtung wirkenden Torsionsstab auf. Zusätzlich
ist neben dem Torsionsstab zwischen den beiden sich radial überdeckenden Teilen
der Gurtwelle ein als Metallband ausgeführtes Deformationselement
angeordnet. Das Metallband wird bei Ausführung einer Relativdrehbewegung
der beiden Teile der Gurtwelle zueinander durch eine Schikane geführt
und dabei mehrfach umgelenkt. Aufgrund der Umlenkung absorbiert
das Metallband dabei durch die erbrachte Formänderungsarbeit
Energie, so dass das Kraftbegrenzungsniveau in Addition zu der durch
die Torsion des Torsionsstabes erzeugten Kraftbegrenzung entsprechend
erhöht wird. Nach dem Durchlauf des Metallbandes durch
die Schikane fällt das Kraftbegrenzungsniveau ab, und das
Niveau der Kraftbegrenzung wird alleine durch den Torsionsstab bestimmt.
Die Schikane ist dabei fest an einem der beiden Teile der Gurtwelle
angeordnet und überdeckt den jeweils anderen Teil an dem
das Metallband gehalten ist. Nachteilig bei dieser Lösung
ist aber, dass durch die Anordnung der Teile in radialer Überdeckung
und der Verformung des Metallbandes Radialkräfte und/oder
Umfangskräfte entstehen können, welche durch die
Lagerung des Gurtaufrollers aufgenommen werden müssen und
zu einer ungewollten radialen Auslenkung wenigstens eines der beiden
Teile der Gurtwelle führen können.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen gattungsgemäßen Gurtaufroller unter Vermeidung
der aufgezeigten Nachteile weiter zu entwickeln.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Gurtaufroller
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte
Weiterbildungen in den Unteransprüchen angegeben sind.
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Die
Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch,
dass das Metallband der zweiten Kraftbegrenzungseinrichtung zwei
diametral zu der Drehachse des Gurtaufrollers angeordnete Kraftbegrenzungsbereiche
aufweist.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass die Kraftbegrenzungsbereiche des
Metallbandes punktsymmetrisch zu der Drehachse des Gurtaufrollers
ausgebildet sind.
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Eine
weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung ergibt sich dadurch,
dass die Enden der Metallbänder hakenförmig ausgebildet
sind und mit ihrer offenen Seite entgegen der Drehrichtung des Gurtaufrollers
in Gurtauszugsrichtung gerichtet sind. Damit sind die Metallbänder
bei Drehung des ersten Teiles der Gurtwelle während der
Kraftbegrenzung in Gurtauszugsrichtung an diesem gesichert, und
die entstehenden Umfangskräfte werden ideal in das Metallband
eingeleitet.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass
das Metallband in dem zweiten Teil der Gurtwelle in radial nach
außen gerichteten Nuten angeordnet ist. Aufgrund der Anordnung
der Metallbänder in den radialen Nuten, werden die bei
der Kraftbegrenzung erzeugten Umfangskräfte auf einfache
Art und Weise in den zweiten Teil der Gurtwelle eingeleitet.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass das Metallband im Bereich zwischen
den hakenförmigen Enden und den Nuten in Umfangsrichtung
gerichtete Zugabschnitte aufweisen. Die vorgeschlagenen in Umfangsrichtung
gerichteten Zugabschnitte haben den Vorteil, dass die während
der Kraftbegrenzung erzeugten Umfangskräfte mit einem optimalen
Materialausnutzungsgrad von den Metallbändern aufgenommen
werden.
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Die
Zugabschnitte können dabei als Dehnbereiche ausgebildet
sein und/oder eine Sollbruchstelle aufweisen.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
näher erläutert, wobei die Figuren im Einzelnen
zeigen:
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1:
Zweiteilige Gurtwelle mit zwei Kraftbegrenzungseinrichtungen
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2:
Profilkopf mit Torsionsstab und eingelegtem Metallband in Darstellung
gemäß Schnittrichtung B-B
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3:
Gurtwellenkörper mit Torsionsstab und eingelegtem Metallband
in Darstellung gemäß Schnittrichtung A-A
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4:
Metallband mit Dehnbereich
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In
1 ist
ein erfindungsgemäß ausgebildeter zweiteiliger
Gurtaufroller mit einem ersten Teil, dem Gurtwellenkörper
2,
und einem zweiten Teil, dem Profilkopf
7, zu erkennen.
Zwischen beiden Teilen ist eine als Torsionsstab ausgebildete erste
Kraftbegrenzungseinrichtung
3 vorgesehen, dessen Enden
3a und
3b jeweils
mit dem Gurtwellenkörper
2 und dem Profilkopf
7 drehfest
verbunden sind. Hinsichtlich der Funktion und der Wirkung wird ausdrücklich
auf die
DE 201 10
423 U1 verwiesen, die zum Verständnis der Erfindung
zum Offenbarungsgehalt dieser Erfindung hinzuzurechnen ist. Zwischen dem
Profilkopf
7 und dem Gurtwellenkörper
2 ist
ferner eine zweite als Metallband ausgebildete Kraftbegrenzungseinrichtung
4 zu
erkennen. Bei blockiertem Profilkopf
7 und in Gurtauszugsrichtung
drehendem Gurtwellenkörper
2 wirken die beiden
Kraftbegrenzungseinrichtungen
3 und
4 dann in
bekannter Weise und ermöglichen eine kraftbegrenzte Vorwärtsverlagerung
des Insassen.
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In 2 ist
der Profilkopf 7 mit darin drehfest angeordnetem Ende 3b des
Torsionsstabes 3 zu erkennen. Der Profilkopf 7 ist
mit einem Absatz 7c versehen, in dem neben der zentralen
Ausnehmung zur Aufnahme des Endes 3b radialgerichtete Nuten 7a und 7b vorgesehen
sind, in denen das Metallband 4 mit den linear auswärts
gerichteten geraden Abschnitten 4c und 4d angeordnet
ist. Zwischen den geraden Abschnitten 4c und 4d ist
das Metallband 4 in die zentrale Ausnehmung eingelegt,
in der das Ende 3b des Torsionsstabes 3 festgelegt
ist. Das Metallband 4 ist in diesem Bereich sowohl an die
Außenkontur des Endes 3b als auch an die Innenkontur
der Ausnehmung angepasst, so dass alle drei Teile 3, 4 und 7 im
zusammengesetztem Zustand einen festen Verbund ergeben. Das Metallband 4 ist
in der gezeigten Ausführungsform einstückig dargestellt
kann jedoch, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen,
auch zweistückig ausgebildet sein. Die einstückige
Ausführung bietet sich jedoch insofern an, als dadurch
die geraden Abschnitte 4c und 4d bei blockierten
Profilkopf 7 und drehendem Gurtwellenkörper 2 nicht
aus den Nuten 7a und 7b herausgezogen werden können,
da die geraden Abschnitte 4c und 4d miteinander
verbunden sind.
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In 3 ist
der Gurtwellenkörper 2 mit dem darin eingelegten
Torsionsstab 3 gemäß Schnittrichtung
A-A zu erkennen. Der Gurtwellenkörper 2 ist stirnseitig
mit einer Vertiefung 2d versehen, in der der Absatz 7c des
Profilkopfes 7 aufnehmbar ist. An seinem radial außenseitigen
Abschnitt ist der Gurtwellenkörper 2 mit stirnseitig
angeordneten hakenförmigen Nuten 2c und 2b versehen,
in denen die ebenfalls hakenförmig gebogenen Enden 4a und 4b angeordnet
sind. Die als Haken ausgebildeten Enden 4a und 4b sind
mit ihrer offenen Seite entgegen der Drehrichtung des Gurtwellenkörper 2 in
Gurtauszugsrichtung gemäß Pfeilrichtung „C” ausgerichtet, so
dass der Gurtwellenkörper 2 die Enden 4a und 4b förmlich
mitzieht. Zwischen den geraden Abschnitten 4c und 4d und
den hakenförmigen Enden 4a und 4b ist
das Metallband mit in Umfangsrichtung gerichteten Zugabschnitten 4e und 4f ausgebildet,
welche die während der Kraftbegrenzung wirkenden Umfangskräfte
in Form von Zugspannungen aufnehmen. Die Zugabschnitte 4e und 4f können
als Dehnbereiche ausgeführt sein und zusätzlich
Sollbruchstellen aufweisen, so dass die Charakteristik und das Ende
der durch das Metallband 4 erzeugten Kraftbegrenzung gezielt
ausgelegt werden kann. Im zusammengesetztem Zustand von Profilkopf 7 und
Gurtwellenkörper 2 greift der Absatz 7c in
die Vertiefung 2d ein und ist sowohl mit dem Ende 3b des
Torsionsstabes 3, als auch mit den in die Nuten 7a und 7b eingelegten
geraden Abschnitten 4c und 4d des Metallbandes 4 drehfest
verbunden. Da der Absatz 7c in die Vertiefung 2d eingreift, überdeckt
dieser den äußeren Abschnitt des Gurtwellenkörpers 2 in
dem die Nuten 2b und 2c angeordnet sind in Radialrichtung.
Das radial ausgerichtete Metallband 4 durchdringt in eingelegtem
Zustand aufgrund der Überdeckung sowohl den Profilkopf 7 als
auch den Gurtwellenkörper 2 und ist mit beiden
Teilen drehfest verbunden. Wird nun der Gurtwellenkörper 2 in
Gurtauszugsrichtung „C” gedreht während
der gedacht eingelegte Profilkopf 7 mit den Abschnitten 4d und 4c festgelegt
ist, so werden die Zugabschnitte 4e und 4f einer
Zugspannung ausgesetzt. Da die Zugabschnitte 4e und 4f in
Umfangsrichtung ausgerichtet sind, wird die Drehbewegung ohne die
Erzeugung von unerwünschten Scherspannungen in eine reine
Zugspannung umgesetzt. Da die als Kraftbegrenzungsbereiche wirkenden
Zugabschnitte 4e und 4f diametral zu der Drehachse
des Gurtaufrollers angeordnet sind, heben sich die bei der Kraftbegrenzung
entstehenden Radial- und Umfangskräfte gegenseitig auf,
so dass die bisher bei einem gattungsbildenden Gurtaufroller nach
dem Stand der Technik aufgetretene Lagerbelastung minimiert wird.
Damit sich die auftretenden Radialkräfte ideal gegenseitig
aufheben können die Kraftbegrenzungsbereiche geometrisch
identisch ausgeführt sein, welches bei einer punktsymmetrischen
Anordnung zu identischen sich gegenseitig aufhebenden Kräften
führt.
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In 4 ist
ein Ausschnitt des Metallbandes 4 zu erkennen, bei dem
zwischen dem geraden Abschnitt 4c und dem hakenförmigen
Ende 4b der Zugabschnitt 4f vorgesehen ist. Die
aufgrund der Verformung des Zugabschnittes 4f entstehende
Energieabsorption kann individuell durch die Wahl der Höhe „H”,
der Länge „L” sowie der Breite „B” des
Zugabschnittes 4f eingestellt werden. Ferner kann der Werkstoff
des gesamten Metallbandes 4 oder nur des Zugabschnittes 4f so
gewählt werden, dass die gewünschte Zugspannung
für die Verformung erzielt wird.
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Anstelle
der gewählten Zugabschnitte können die Kraftbegrenzungsbereiche
auch durch Schikanen verwirklicht sein, durch die das Metallband 4 unter
Aufbringung der entstehenden Formänderungsarbeit hindurchgezogen
wird. Alternativ kann das Metallband 4 auch zur Erzeugung
der Energieabsorption unter Aus führung einer Umlenkung
aus den hakenförmigen Nuten 2c und 2b oder
den Nuten 7a und 7b herausgezogen werden. Wichtig
bei der Ausführung ist lediglich, dass die Umlenkung des
Metallbandes 4 in zwei verschiedenen Kraftbegrenzungsbereichen
diametral zu der Drehachse des Gurtaufrollers erfolgt. Ferner ist
bei der erfindungsgemäßen Ausbildung der zweiten
Kraftbegrenzungseinrichtung von besonderem Vorteil, dass keinerlei
Axialkräfte während der Kraftbegrenzung entstehen,
die ein Auseinanderdrücken des Profilkopfes 7 und
des Gurtwellenkörpers 2 zur Folge hätten.
Auch das Metallband 4 kann in seiner Form alternativ ausgeführt sein
ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. So wäre z. B.
auch die Verwendung eines Drahtes denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20110423
U1 [0002, 0016]