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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 zum Beispiel aus der
DE 10 2006 023 258 B3 bekannt, bei dem eine
Kraftbegrenzungseinrichtung mit einer Kupplung vorgesehen ist, die
in Abhängigkeit
von dem Maß des
jeweiligen Gurtbandauszuges in eine Schaltbereitschaft versetzbar
ist. Durch die vorgeschlagene Kupplung wird eine Möglichkeit
geschaffen, das Niveau der Kraftbegrenzung flexibel und individuell
auf die Insassenverhältnisse
anzupassen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen alternativen selbstsperrenden Gurtaufroller
mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung zu schaffen, bei dem das Niveau
der Kraftbegrenzung in Abhängigkeit
von der Unfallschwere individuell veränderbar ist.
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Die
erfindungsgemäße Lösung der
Aufgabe erfolgt dadurch, dass eine zweite Blockiervorrichtung vorgesehen
ist, mittels der die Kupplungseinrichtung blockierbar ist, und die
zweite Blockiervorrichtung gurtbandauszugsbeschleunigt ansteuerbar
ist. Aufgrund der vorgesehenen zweiten Blockiervorrichtung, welche über die
Gurtbandauszugsbeschleunigung ansteuerbar ist, wird eine Möglichkeit
geschaffen auch die Beschleunigung des Insassen während der
Vorverlagerung zur Ansteuerung der Kraftbegrenzungseinrichtung zu
berücksichtigen.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass die zweite Blockiervorrichtung einen
Sperransatz aufweist, und der Sperransatz aus einer die Kupplungseinrichtung
sperrenden Stellung in eine die Kupplungseinrichtung freigebenden
Stellung bewegbar ist. Durch den vorgeschlagenen Sperransatz ist
die Kupplungseinrichtung sehr einfach durch die zweite Blockiervorrichtung
mechanisch blockierbar, wobei dieser unabhängig von der Kraftbegrenzung
oder den in der Kupplungseinrichtung aufnehmbaren Kräften nur derart
bemessen sein muss, dass er die Kupplungseinrichtung außer Eingriff
halten kann.
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Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen,
dass die Drehbewegung der Gurtwelle in Gurtbandauszugsrichtung während der
aktivierten Kraftbegrenzungseinrichtung auf die zweite Blockiervorrichtung übertragbar
ist. Damit wird insbesondere die Gurtbandauszugsbeschleunigung der
Gurtwelle während
der Kraftbegrenzungsphase, also der entscheidenden Phase der Insassenvorverlagerung,
zur Ansteuerung der Kupplungseinrichtung genutzt.
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Dabei
kann die zweite Blockiervorrichtung eine durch die Drehbewegung
der Gurtwelle antreibbare Welle aufweisen, an der eine trägheitsgesteuerte
federbelastete Mitnahmeklinke gelagert ist, und die zweite Blockiervorrichtung
durch Aussteuern der Mitnahmeklinke ansteuerbar sein.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung
einen Zahnring aufweist, in dem die erste Blockiervorrichtung festlegbar
ist, und die Kupplungseinrichtung durch eine gehäusefeste Klinke gebildet ist,
mittels derer der Zahnring festlegbar ist, und die Kraftbegrenzungseinrichtung
bei festgelegtem Zahnring deaktiviert ist.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass der Zahnring eine Verzahnung aufweist,
und die zweite Blockiervorrichtung, eine mit der Verzahnung des
Zahnringes in Eingriff befindliche Verzahnung aufweist. Damit wird
die Drehbewegung des Zahnringes auf die zweite Blockiereinrichtung übertragen,
welche gleichzeitig bei in dem Zahnring blockierter erster Blockiereinrichtung
die Drehbewegung der Gurtwelle in Gurtbandauszugsrichtung während der
Kraftbegrenzung darstellt.
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Es
wird ferner vorgeschlagen, dass der Gurtaufroller eine die Gurtwellendrehungen
zählende Zähleinrichtung
aufweist, und die Kupplungseinrichtung in Abhängigkeit von einer vorgegebenen
Anzahl von Gurtwellendrehungen steuerbar ist. Dadurch wird es ermöglicht neben
der Gurtbandauszugsbeschleunigung auch die Gurtbandauszugslänge für die Steuerung
der Kupplungseinrichtung zu nutzen. Die Gurtbandauszugslänge stellt
eine die Insassenverhältnisse
repräsentierende
Stellgröße dar,
durch z. B. die Stellung des Sitzes, der Insassentyp oder das Vorhandensein
eines Kindersitzes etc. berücksichtigt
werden kann.
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Eine
weitere Weiterentwicklung besteht darin, dass die Zähleinrichtung
durch ein Zählgetriebe gebildet
ist, und das Zählgetriebe
eine federelastisch mit der Kupplungseinrichtung verbundene Wippe aufweist,
welche in Abhängigkeit
von einer vorbestimmten Gurtbandauszugslänge zwischen einer ersten die
Kupplungseinrichtung außer
Eingriff haltenden Stellung und einer zweiten die Kupplungseinrichtung
im Eingriff haltenden Stellung schaltbar ist.
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Es
wird weiter vorgeschlagen, dass die Wippe eine elastische Steuerkontur
aufweist, und die Bewegung der Kupplungseinrichtung durch die Steuerkontur
kontrollierbar ist.
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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:
Gurtaufroller mit Zähleinrichtung
und gurtbandauszugsbeschleunigt geschalteter zweiter Blockiervorrichtung.
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2:
Gurtaufroller mit Zahnring
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3:
Zahnring mit Kupplungseinrichtung und gurtbandauszugsbeschleunigt
geschalteter zweiter Blockiervorrichtung
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4:
Kupplungseinrichtung und zweite Blockiervorrichtung in Schnittdarstellung
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In 1 ist
ein erfindungsgemäßer selbstsperrender
Gurtaufroller 10 in einem Gurtaufrollergehäuse 11 in
Seitenansicht zu erkennen. Der Gurtaufroller 10 ist mit
einer nicht dargestellten später
beschriebenen Kraftbegrenzungseinrichtung versehen, welche über eine
Kupplungseinrichtung 40 deaktivierbar ist. Die Kupplungseinrichtung 40 weist
einen Bolzen 41 auf, der in einer an einer Wippe 37 angeordneten
Steuerkontur 38 geführt
ist. Ferner liegt an dem Bolzen 41 ein Sperransatz 42 einer
zweiten später
näher beschriebenen
zweiten Blockiereinrichtung an. Die nicht dargestellte Gurtwelle
ist mit einem Zahnrad 34 versehen, welches mit den auf
der Wippe 37 angeordneten Schaltzahnrädern 35 und 36 kämmt. An
dem Zahnrad 34 ist ein Schaltnocken 34a vorgesehen,
der bei vorbestimmten Gurt- Wellenumdrehungen
auf die Schaltzahnräder 35a und 36a trifft und
dabei eine Verschwenkung der Wippe 37 bewirkt. Die Wippe 37 wird
dabei zwischen einer Stellung in der die Kupplungseinrichtung 40 in
die Ineingriffstellung und einer Stellung in der die Kupplungseinrichtung
in die Außereingriffstellung
gedrängt
wird verschwenkt. Zur Übertragung
der Stellbewegung ist die Wippe 37 mit einer Steuerkontur 38 versehen,
in der der Bolzen 41 geführt ist. Die Steuerkontur 38 ist durch
einen federelastischen Kunststoffrand gebildet, der auf den Bolzen
eine Federspannung ausübt. Weiterhin
ist eine zweite gurtbandauszugsbeschleunigt gesteuerte Blockiervorrichtung 39 vorgesehen, welche
den Bolzen 41 über
einen Sperransatz 42 festlegt. Durch das Anliegen des Sperransatzes 42 an
dem Bolzen 41 ist die Bewegung der Kupplungseinrichtung 40 blockiert,
so dass die Schaltbewegung der Wippe 37 nicht ausgeführt werden
kann und lediglich zu einer Federbelastung des Bolzens 41 führt. Sobald
der Sperransatz 42 gurtbandauszugsbeschleunigt angesteuert
den Bolzen 41 freigibt, wird die Kupplungseinrichtung 40 dann
selbsttätig
durch die Federbelastung in die Ineingriffstellung bewegt.
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In 2 ist
eine Schnittdarstellung des selbstsperrenden Gurtaufrollers 10 zu
erkennen, bei der eine fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv angesteuerte
erste Blockiervorrichtung 25 in Form einer Blockierklinke
in einem Profilkopf 21 gelagert ist. Ferner ist eine Kraftbegrenzungseinrichtung,
hier gebildet durch einen Zahnring 24, ein fest mit dem Zahnring 24 verbundenes
Metallband 14 und einen externen an dem Gurtaufrollergehäuse 11 einseitig befestigten
Torsionsstab 13, zu erkennen. An dem Gurtaufrollergehäuse 11 ist
eine Kupplungseinrichtung 40 angeordnet, welche mit einem
Blockierzahn 47 versehen ist, der in der Ineingriffstellung
der Kupplungseinrichtung 40 in eine außen an dem Zahnring 24 angeordnete Verzahnung 27 eingreift
und somit den Zahnring 24 fest gegenüber dem Gurtaufrollergehäuse 11 verriegelt.
Der Zahnring 24 weist ferner eine innen liegende Verzahnung 26 auf,
in die die Blockierklinke 25 fahrzeugsensitiv und/oder
gurtbandsensitiv angesteuert einfährt, so dass der Gurtaufroller 10 bei
Ineingriffstellung der Kupplungseinrichtung 40 gegenüber dem
Gurtaufrollergehäuse 11 verriegelbar
ist. In der Außereingriffstellung
der Kupplungseinrichtung 40 und bei Überschreitung einer durch die
Kraftbegrenzungseinrichtung bestimmten Gurtbandauszugskraft wird
der Zahnring 24 bei eingesteuerter Blockierklinke 25 in
die Verzahnung 26 in Drehung versetzt und übt über das
Metallband 14 ein Drehmoment auf den Torsionsstab 13 aus,
so dass dieser unter einer die Kraftbegrenzung ermöglichenden
Energieabsorption plastisch tordiert wird. Der Zahnring 24 ist
weiter mit einer dritten Verzahnung 28 versehen, welche
mit einer Verzahnung 46 eines Zahnrades 45 kämmt und
dieses während
der Kraftbegrenzung antreibt. Ferner kann der Gurtaufroller 10 eine
zweite Kraftbegrenzungseinrichtung, gebildet durch einen zwischen
dem Profilkopf 21 und dem Gurtwellenkörper angeordneten Torsionsstab, aufweisen,
der das Kraftbegrenzungsniveau bei festgelegtem Zahnring 24 bestimmt.
In diesem Fall stellt die Anordnung der Kraftbegrenzungseinrichtungen bei
freigegebenem Zahnring 24 eine Reihenschaltung dar, so
dass das Kraftbegrenzungsniveau durch die schwächere Kraftbegrenzungseinrichtung
in diesem Fall den Torsionsstab 13 bestimmt wird.
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In 3 und 4 ist
die zweite Blockiervorrichtung 39 im Detail zu erkennen.
Die zweite Blockiervorrichtung 39 ist mit einem Sperransatz 42 versehen,
der in der Blockierstellung an dem Bolzen 41 der Kupplungseinrichtung 40 anliegt.
In dieser Stellung ist der Zahnring 24 aus 2 freigegeben
und es wirkt das durch den Torsionsstab 13 definierte Kraftbegrenzungsniveau.
An der zweiten Blockiervorrichtung 39 ist eine trägheitsgesteuerte
federbelastete Mitnahmeklinke 43 vorgesehen, welche im ausgesteuerten
Zustand in eine Innenverzahnung 49 des Sperransatzes 42 eingreift
und diesen im Uhrzeigersinn verschwenkt, so dass dieser den Bolzen 41 freigibt.
Bei freigegebenem Bolzen 41 kann die Kupplungseinrichtung 40,
für den
Fall, dass die durch die Zähleinrichtung
vorbestimmte Gurtbandauszugslänge überschritten
ist und die Wippe 37 den Bolzen in die Ineingriffstellung
federbelastet, mit dem Blockierzahn 47 in die Verzahnung 27 einsteuern
und damit den Zahnring 24 festlegen. In 4 ist
eine Schnittdarstellung durch die zweite Blockiereinrichtung 39 dargestellt.
Die Blockiereinrichtung 39 weist eine Welle 48 auf,
die durch das Zahnrad 45 angetrieben durch die Verzahnung 28 des
Zahnringes 24 in Drehung versetzt wird. Die Drehung der
Welle 48 wird auf ein Trägheitsglied 44 übertragen
und führt
bei dem Überschreiten
einer durch die Auslegung des Systems bestimmten Grenzbeschleunigung
zu einem Aussteuern der federbelasteten Mitnahmeklinke 43.
Durch das Aussteuern der Mitnahmeklinke 43 wird dann die
Freigabe der Kupplungseinrichtung wie oben beschrieben bewirkt.
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Zusammenfassend
lässt sich
feststellen, dass durch die Erfindung eine Möglichkeit geschaffen ist, das
Kraftbegrenzungsniveau der Kraftbegrenzungseinrichtung in Abhängigkeit
von der Gurtbandauszugsbeschleunigung während der Kraftbegrenzung zu
steuern. Durch das Einsteuern der Kupplungseinrichtung 40 und
die Festlegung des Zahnringes 24 wirkt dann entweder das
hohe Niveau definiert durch einen zwischen Gurtwellenkörper und Profilkopf
angeordneten Torsionsstab, oder es ist kein Torsionsstab vorhanden
und der Gurtaufroller ist blockiert, also ist die Kraftbegrenzung
insgesamt deaktiviert.
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Mit
der Erfindung ist nunmehr eine Möglichkeit
geschaffen trotz großer
Gurtbandauszugslänge, wie
z. B. einer Sitzposition in vorderster Stellung mit einer 5% Frau,
oder einem montierten Kindersitz nur das niedrige Niveau mit freigegebenen
Zahnring 24 wirken zu lassen, da die im Unfall auftretende
Beschleunigung während
der Vorwärtsverlagerung
bei der Steuerung der Kraftbegrenzungseinrichtung berücksichtigt
wird. Hingegen wird für
den 95% Mann gleich zu Beginn der Vorwärtsverlagerung aufgrund der
hohen Beschleunigung und der Festlegung des Zahnringes 24 das
hohe Kraftbegrenzungsniveau von Beginn an wirken.