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Die
Erfindung betrifft einen Sicherheitsgurtaufroller für Kraftfahrzeuge
mit einer gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv ansteuerbaren
Blockiereinrichtung für
die Gurtwelle und mit wenigstens einer durch eine mittels einer
Steuervorrichtung ansteuerbaren Kupplung aufschaltbaren Kraftbegrenzungseinrichtung,
wobei Bestandteil der Kraftbegrenzungseinrichtung ein auf einem
an die Gurtwelle durch Eingriff einer wellenseitigen Kupplungsklinke
in seine Innenverzahnung ankuppelbaren Zahnring aufwickelbares Zugmittel
ist.
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Ein
Sicherheitsgurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist aus
der nicht vorveröffentlichten älteren Anmeldung
gemäß
DE 10 2006 023 258 B3 bekannt.
Bei diesem Sicherheitsgurtaufroller weist die zweistufig mit einem
im Inneren der Gurtwelle angeordneten ersten Torsionsstab ausgebildete
Kraftbegrenzungsvorrichtung einen außerhalb der Gurtwelle im Gurtaufrollergehäuse angeordneten Torsionsstab
auf, dessen eines Ende drehfest an einem Gehäuseschenkel festgelegt ist,
während
dessen anderes Ende drehfest mit der Wickeltrommel verbunden ist,
auf der ein Metallband als Zugmittel aufgewickelt ist. Das freie
Ende des Metallbandes ist an einem innenverzahnten, mittels einer
wellenseitigen Kupplungsklinke drehfest an die Gurtwelle ankuppelbaren
Zahnring angeschlossen. Über
eine Steuervorrichtung ist der Zahnring an die Drehbewegung der
Gurtwelle ankuppelbar, so dass der Zahnring bei seiner Drehung in
Gurtauszugsrichtung das Metallband von der Wickeltrommel abwickelt
und auf seinem äußeren Umfang
aufwickelt und dadurch den außenliegenden
Torsionsstab als Kraftbegrenzungselement tordiert.
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Aus
der vorveröffentlichten
EP 1110827 A2 ist
ferner ein Sicherheitsgurtaufroller bekannt, bei welchem die Kraftbegrenzungseinrichtung
aus einer gehäusefesten
Schikane und einem dadurch hindurch ziehbaren Metallband als Zugmittel
besteht, wobei das Metallband an eine drehfest mit der Gurtwelle
kuppelbare Trommel angeschlossen ist und das freie Ende des Metallbandes
als Vorrat durch mehrere, die Schikane bildende gehäusefeste
Umlenkelemente gelegt ist beziehungsweise dazwischen verläuft.
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Mit
den insoweit einen Stand der Technik bildenden Sicherheitsgurtaufrollern
ist der Nachteil verbunden, dass an den jeweils an die Gurtwelle
anzukuppelnden Zahnring beziehungsweise die Trommel hohe Anforderungen
zu stellen sind. Einerseits muss die Innenverzahnung des Zahnringes
bruchfest ausgebildet sein, um die erforderliche Lastübertragung zu
gewährleisten;
gleichzeitig soll die Verzahnung möglichst klein in ihrem Durchmesser
ausgeführt sein.
Dies gilt entsprechend auch für
die an die Gurtwelle ankuppelbare Trommel. Weiterhin muss der Zahnring
beziehungsweise die Trommel eine Möglichkeit für das Einhängen des betreffenden Endes des
Zugmittels und zudem eine Wickelfläche für das Aufwickeln des Zugmittels
darauf bieten.
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In
der
DE 697 36 788
T2 ist ein gattungsähnlicher
Sicherheitsgurtaufroller beschrieben, bei welchem die Blockiereinrichtung
für die
Gurtwelle aus zwei mittels einer im Gehäuse des Gurtaufrollers schwenkbar
angeordneten, von einer gurtbandsensitiv und/oder fahrzeugsensitiv
arbeitenden Steuervorrichtung ansteuerbaren Sperrklinke festzulegenden Sperrrädern gebildet
ist und das Zugmittel als Bestandteil der zugeordneten Kraftbegrenzungseinrichtung
zwischen den beiden Sperrrädern
angeordnet und dadurch axial gesichert ist. Das Zugmittel ist beim
Kraftbegrenzungsvorgang auf ein drehfest mit der Gurtwelle verbundenes,
zwischen den Sperrrädern
angeordnetes Aufwickelglied aufwickelbar.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Sicherheitsgurtaufroller
mit den eingangs genannten, gattungsgemäßen Merkmalen so auszugestalten,
dass der Zahnring einfach und kostengünstig herstellbar ist, gleichwohl
aber die erforderliche Sicherheit für die Lastübertragung und einen einfachen
und sicheren Anschluss für
das Ende des Zugmittels gibt.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1; vorteilhafte Ausgestaltungen
und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, dass der Zahnring zweiteilig
mit einem die Innenverzahnung aufweisenden Zahnteil und mit einem die
Einhängung
für das
Ende des Zugmittels aufweisenden Trommelteil ausgebildet ist, wobei
Zahnteil und Trommelteil im Anschluss an das Einlegen des Endes
des Zugmittels in das Trommelteil fest miteinander verbunden sind
und das Zugmittel axial unverrückbar
zwischen sich einschließen.
Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, dass der Zahnring kostengünstiger
herstellbar ist, weil sein Zahnteil und sein Trommelteil in Abhängigkeit
von den jeweiligen Beanspruchungen unterschiedlich ausgelegt sein können. So
kann nach Ausführungsbeispielen
der Erfindung das Zahnteil durch einen Fließpressvorgang hergestellt sein,
während
das Trommelteil aus einem in die Trommelform gebogenen Stanzteil
bestehen kann. Weiterhin ist die Führung des Zugmittels an dem
Zahnring beim Aufwickeln auf dessen Trommelteil verbessert, weil
das Ende des Zugmittels an dem Zahnring gefangen und darin axial
unverrückbar
festgelegt ist.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist das Trommelteil auf seinem an das Zahnteil anzuschließenden äußeren Rand
voneinander beabstandete axiale Vorsprünge auf, die in in einem Umfangsrandbereich
des Zahnteil ausgebildete Ausnehmungen eingreifen. Damit besteht
in vorteilhafter Weise die Möglichkeit,
nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung Trommelteil und Zahnteil durch Verstemmen der Vorsprünge des
Trommelteils in den Ausnehmungen des Zahnteils fest miteinander
zu verbinden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass Trommelteil
und Zahnteil durch Laserschweißen
fest miteinander verbunden sind, wobei die in die Ausnehmungen des
Zahnteils eingreifenden Vorsprünge des
Trommelteils für
eine gute Lastübertragung
zwischen Zahnteil und Trommelteil sorgen.
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Hinsichtlich
eines einfachen Einhängens
des Zugmittels an dem Zahnring kann nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen sein, dass das Trommelteil durch von seiner
dem Zahnteil zugewandten Seite ausgehende Einschnitte gebildete
Stege zum Einhängen
des Endes des Zugmittels aufweist, wobei vorgesehen ein kann, dass
das Zugmittel mittels einer an seinem Ende gebildeten Endschlaufe
auf einen Steg des Trommelteils aufgeschoben und so an dem Trommelteil
festgelegt ist.
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Zur
Verbesserung der Halterung des Zugmittelendes an dem Zahnring kann
vorgesehen sein, dass das Zugmittel mit einem vor dem seine Endschlaufe
aufnehmenden Steg gelegenen Bereich schikanenartig um wenigstens
einen zusätzlichen Steg
des Trommelteils geschlungen ist.
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Der
erfindungsgemäße Zahnring
ist bei einem Sicherheitsgurtaufroller einsetzbar, dessen Kraftbegrenzungseinrichtung
einen außerhalb
der Gurtwelle im Gurtaufrollergehäuse angeordneten Torsionsstab
aufweist, dessen einer Endbereich gehäusefest eingespannt und an
dessen anderem Endbereich das Zugmittel derart angeschlossen ist,
dass durch das Aufwickeln des Zugmittels auf dem Zahnring eine Tordierung
des Torsionsstabes herbeiführbar
ist. Ein solcher Sicherheitsgurtaufroller ist in der älteren,
nicht vorveröffentlichten
Anmeldung gemäß
DE 10 2006 023 258
B3 beschrieben.
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Bei
einem solchen Sicherheitsgurtaufroller kann in zweckmäßiger Weise
vorgesehen sein, dass das Zugmittel als doppellagiges Metallband
ausgebildet ist.
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Eine
derartige Ausbildung des Zugmittels gibt nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung die Möglichkeit,
dass das doppellagige Zugmittel an seinem dem Torsionsstab zugewandten
Ende in einer einfachen Lage den Endbereich des Torsionsstabes umschlingt
und doppellagig auf einer mit dem Endbereich des Torsionsstabes
drehfest verbundenen und dessen Endbereich umgebenden Wickeltrommel
aufgewickelt ist. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass die Verbindung
zwischen der Gurtwelle und dem extern dazu angeordneten Torsionsstab
nach Abwickeln des Zugmittels von der Wickeltrommel starr ist, so
dass hierüber
eine zusätzliche
Lasteinleitung ermöglicht
ist.
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In
einer alternativen Ausführungsform
kann hinsichtlich der Ausbildung der Kraftbegrenzungseinrichtung
vorgesehen sein, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung aus einer
gehäusefest
angeordneten Schikane besteht, durch die das zu einem außerhalb
des Zahnringes und der Schikane angeordneten Vorratswickel gewickelte
Zugmittel beim Aufwickeln des Zugmittels auf den Zahnring hindurch
gezogen wird; eine derartige Ausbildung mit einer gehäusefest angeordneten
Schikane ist in der
EP
1110827 A1 angesprochen, wobei in vorteilhafter Weise nun
ein außerhalb
des Zahnringes und der Schikane angeordneter Vorratswickel für das Zugmittel
vorgesehen ist.
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Soweit
es darum geht, beim Abwickeln des Zugmittels von dem Vorratswickel
das Ende des Zugmittels festzulegen, ohne dass das Ende des Zugmittels
aus der Schikane herausrutscht, ist nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung vorgesehen, dass das zu dem Vorratswickel gewickelte,
im Inneren des Vorratswickels gelegene Ende des Zugmittels in eine Kontur
geformt ist, die sich bei Erreichen der Schikane an der Schikane
und/oder einem Gehäuseteil
verhakt. Hiermit ist der Vorteil verbunden, dass keine weiteren
Bauteile erforderlich sind, um das Ende des Zugmittels entsprechend
festzulegen.
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Gemäß alternativen
Ausführungsformen
der Erfindung kann die Kontur des Endes des Zugmittels aus einer
Schmetterlingsform bestehen oder kann aus einer sich bei Erreichen
der Schikane zwischen der Schikane und einem Gehäuseteil verklemmenden Schlaufe
bestehen, wobei in beiden Fällen
das Ende an einem Hindurchrutschen durch die Schikane gehindert
ist, weil das mit der Kontur versehene Ende des Zugmittels sich
vor Durchgang durch die Schikane an die Schikane und/oder einem
Gehäuseteil
verhakt.
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Gemäß einer
alternativen Ausführungsform kann
vorgesehen sein, dass. zur Fixierung des Endes des Zugmittels ein
Keil an einem Gehäuseteil des
Sicherheitsgurtaufrollers lösbar
befestigt und das zu dem Vorratswickel gewickelte, im Inneren des
Vorratswickels gelegene Ende des Zugmittels an dem Keil derart festgelegt
ist, dass bei Krafteinleitung der Keil von dem Gehäuseteil
abgetrennt wird und sich bei Erreichen der Schikane an der Schikane
und/oder einem Gehäuseteil
verhakt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass bei einer doppellagigen
Ausbildung des Zugmittels das Zugmittel den Keil in einer einlagigen Schlinge
umschlingt. Bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung ist
eine einfache Befestigung des Endes des Zugmittels an dem vorgesehenen
Keil zu realisieren, weil aufgrund der doppellagigen Ausbildung
des Zugmittels das Zugmittel den Keil in einer einfachen Lage umschlingt.
Ist das Zugmittel abgewickelt, so löst sich der Keil aus seiner Verankerung
und bildet den Anschlag für
das Ende des Zugmittels, da sich der Keil an der Schikane und/oder
einem Gehäuseteil
verhakt.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind. Es
zeigen:
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1 einen
Sicherheitsgurtaufroller mit einer einen externen Torsionsstab aufweisenden
Kraftbegrenzungseinrichtung in einer geschnittenen Vorderansicht,
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2 den
Sicherheitsgurtaufroller in einer geschnittenen Seitenansicht seinen
Zahnrings mit angeschlossenem Zugmittel und externem Torsionsstab
vor Wirksamwerden der Kraftbegrenzungseinrichtung,
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3 den
Gegenstand der 2 bei abgewickeltem Zugmittel,
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4 den
zweiteiligen Zahnring mit Zugmittel in einer perspektivischen Einzelteildarstellung,
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5 den
Gegenstand der 4 im Zusammenbau,
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6 einen
Sicherheitsgurtaufroller mit einer als eine gehäusefeste Schikane mit dadurch
verlaufendem Zugmittel ausgebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung
in einer schematischen Seitenansicht vor Wirksamwerden der Kraftbegrenzungseinrichtung,
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7 den
Gegenstand der 6 bei abgewickeltem Zugmittel,
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8 den
Gegenstand der 6 in einer anderen Ausführungsform
vor Wirksamwerden der Kraftbegrenzungseinrichtung,
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9 den
Gegenstand der 8 bei abgewickeltem Zugmittel,
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10 den
Gegenstand der 6 in einer weiteren Ausführungsform
in einer perspektivischen Einzeldarstellung,
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11 den
Gegenstand der 10 im Zusammenbau vor Wirksamwerden
der Kraftbegrenzungseinrichtung,
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12 den
Gegenstand der 11 bei abgewickeltem Zugmittel.
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Der
in 1 dargestellte Gurtaufroller 10 hat ein
U-förmiges
Gurtaufrollergehäuse 11,
in dessen U-Schenkeln eine Gurtwelle 12 gelagert ist, auf
der ein nicht dargestelltes Gurtband aufgewickelt ist. Soweit der
Gurtaufroller 10 mit einer mehrstufigen Kraftbegrenzungseinrichtung
versehen ist, ist im Inneren der Gurtwelle 12 ein erster
Torsionsstab 13 angeordnet, dessen Funktion aus dem Stand
der Technik bekannt ist, und der insoweit nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist. Auf der in der Darstellung der 1 linken
Seite des Gurtaufrollers 10 ist eine als an sich bekannter
Kugelstraffer ausgebildete Strammvorrichtung 14 an die
Gurtwelle 12 angeschlossen, ebenso wie eine Aufwickelfeder 15.
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Die
zweistufige Kraftbegrenzungseinrichtung weist ferner einen außerhalb
der Gurtwelle 12 im Gurtaufrollergehäuse 11 angeordneten
zweiten Torsionsstab 16 auf, dessen eines (linkes) Ende 17 fest in
dem Gurtaufrollergehäuse 11 eingespannt
ist, während
dessen anderes (rechtes) Ende 18 drehfest mit einer in
dem Gurtaufrollergehäuse 10 drehbar
gelagerten Wickeltrommel 19 verbunden ist, auf welchem
ein Zugmittel 20 in Form eines Metallbandes aufgewickelt
ist. Von dem dadurch gebildeten Vorratswickel 25 verläuft das
Zugmittel 20 zu einem in der Ebene der Gurtwelle 12 angeschlossenen
und über
einen nicht weiter dargestellten und im Stand der Technik bekannten
Kupplungsmechanismus 22 an die Gurtwelle 12 ankuppelbaren
Zahnring 21. Auf der gleichen Seite des Gurtaufrollers 10 befindet
sich die Gurtblockierung 23 einschließlich zugeordneter gurtbandsensitiver
und/oder fahrzeugsensitiver Ansteuerungen. Auch diese Elemente sind
im Stand der Technik bekannt.
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Wie
sich aus 2 ergibt, ist vor Aufschaltung
des zweiten Torsionsstabes 16 als Kraftbegrenzung das als
doppellagiges Metallband ausgebildete Zugmittel 20 auf
der Wickeltrommel 19 zu einem Vorratswickel 25 aufgewickelt
und mit seinem, durch eine Endschlaufe 27 gebildeten Ende
in einer noch zu beschreibenden Weise an dem Zahnring 21 eingehängt. Das
im Inneren des Vorratswickels 25 gelegene Ende des Zugmittels 20 umschlingt
den Endbereich des Torsionsstabes 16 mit einer einlagigen Schlinge 35,
so dass bei von der Wickeltrommel 19 abgewickeltem Zugmittel 20 entsprechend
der Darstellung in 3 die Verbindung zwischen der
Gurtwelle 12 und dem extern dazu angeordneten Torsionsstab 16 starr
wird, so dass hierüber
eine zusätzliche
Lasteinleitung ermöglicht
ist. Außerdem
stellt die Festlegung des Endes des Zugmittels 20 an dem
Torsionsstab 16 mittels der einlagigen Schlinge 35 eine sichere
Verbindung ohne weitere Hilfsmittel dar, die auch in einer einfachen
Weise montierbar ist.
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Wie
im einzelnen den 4 und 5 zu entnehmen
ist, ist der Zahnring 21 zweiteilig mit einem die Innenverzahnung 29 aufweisenden
Zahnteil 28 und mit einem die Einhängung für das Ende des Zugmittels 20 aufweisenden
Trommelteil 32 ausgebildet. Das beispielsweise durch einen
Fließpressvorgang
herstellbare Zahnteil 28 weist dabei einen äußeren Umfangsrandbereich 30 auf,
in welchem Ausnehmungen 31 ausgebildet sind. Dementsprechend
weist das gegebenenfalls aus einem in die Trommelform gebogenen
Stanzteil hergestellte Trommelteil 32 an seinem an das
Zahnteil 28 anzuschließenden äußeren Rand
voneinander beabstandete axiale Vorsprünge 34 auf, die bei
der Zusammenmontage von Zahnteil 28 und Trommelteil 32 in die
Ausnehmungen 31 des Zahnteils 28 eingreifen, so
dass eine feste Verbindung von Zahnteil 28 und Trommelteil 32 miteinander
durch Verstemmen oder durch Laserschweißen vorgenommen werden kann.
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Zum
Befestigen der Endschlaufe 27 des Zugmittels 20 sind
an dem Trommelteil 32 durch von seiner dem Zahnteil 28 zugewandten
Seite ausgehende Einschnitte 33 Stege 26 gebildet,
wobei auf einen dieser Stege die Endschlaufe 27 des Zugmittels 20 aufsteckbar
ist, so dass hierüber
bereits eine Festlegung des Zugmittels 20 an dem Trommelteil 32 gegeben
ist. Zur Verbesserung dieser Befestigung ist das Zugmittel 20 mit
einem vor dem seine Endschlaufe 27 aufnehmenden Steg 26 gelegenen
Bereich schikanenartig um mehrere zusätzliche Stege 26 des
Trommelteils 32 geschlungen. Auf seiner Außenseite
weist das Trommelteil 32 eine Wickelfläche 32a zum Aufwickeln
des Zugmittels 20 darauf auf.
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Wie
sich aus der Darstellung von 5 ergibt,
ist das Zugmittel 20 nach der Montage des Zahnringes 21 zwischen
dessen Zahnteil 28 und dessen Trommelteil 32 axial
unverrückbar
und damit in einer gefangenen Form festgelegt, so dass eine sichere
Aufwicklung des Zugmittels 20 auf der Wickelfläche 32a des
Zahnringes 21 gegeben ist.
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Bei
dem in den 6 bis 12 dargestellten
Ausführungsbeispielen
besteht die Kraftbegrenzungseinrichtung des nur schematisch dargestellten Sicherheitsgurtaufrollers
aus einer an dem Gurtaufrollergehäuse 11 gehäusefest
angebrachten Schikane 36, durch die ein wiederum vorzugsweise
als doppellagiges Metallband ausgebildetes Zugmittel 20 hindurchgeführt ist.
Wie schon zu 4 und 5 ausgeführt, kann
das eine Ende des Zugmittels 20 an einem entsprechend an
dem Gurtaufroller 10 angeordneten Zahnring 21 festgelegt
sein, während
das andere Ende des Zugmittels 20 zu einem außerhalb der
Schikane 36 angeordneten Vorratswickel 25 geschlungen
ist. Der Vorratswickel 25 kann dabei durch an dem Gehäuse des
Gurtaufrollers ausgebildete Führungselemente
in seiner Lage fixiert sein. Wird der Zahnring 21 über an sich
bekannte Kupplungselemente an die Drehung der Gurtwelle 12 (1)
angeschlossen, so wickelt der Zahnring 21 das Zugmittel 20 auf
seinem äußeren Umfang
auf und zieht dabei das Zugmittel 20 durch die gehäusefeste
Schikane 36, so dass eine entsprechende Kraftbegrenzung geschieht.
Dabei wird das Zugmittel 20 von dem Vorratswickel 25 abgewickelt
und durch die Schikane 36 nachgeführt.
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Soweit
hierbei zu vermeiden ist, dass sich das im Inneren des Vorratswickels 25 befindliche Ende
des Zugmittels 20 bei Erreichen der Schikane 36 durch
die Schikane 36 hindurchbewegt, ist dieses innere Ende
mit einer Kontur versehen, die bei dem in 6 und 7 dargestellten
Ausführungsbeispiel
eine Schmetterlingsform 37 hat, so dass sich die schmetterlingsförmige Kontur 37 bei
Erreichen der gehäusefesten
Schikane 36 an der Schikane 36 oder dem entsprechenden
Gehäuseteil 11 verhakt. Damit
ist ein Hindurchrutschen des Zugmittels 20 durch die Schikane 36 verhindert.
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Bei
dem in 8 und 9 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das diesbezügliche
Endes des Zugmittels 20 in die Kontur einer Schlaufe 38 gebracht,
die sich ebenfalls zwischen dem Gehäuseteil und der Schikane 36 einklemmt
und dadurch verhakt.
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Bei
dem in 10 bis 12 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist zur Fixierung des im Inneren des Vorratswickels 25 gelegenen
Endes des Zugmittels 20 ein an einer Gehäusekappe 39 lösbar, dass heißt vorzugsweise
abreißbar
befestigter Keil 40 vorgesehen, auf den das Ende des wiederum
doppellagig ausgebildeten Zugmittels 20 in einer einlagigen Schlinge 35 aufgeschoben
ist. Die Gehäusekappe 39 umschließt dabei
auch den Zahnring 21, wie sich aus der diese Montageeinheit
darstellenden 11 ergibt. Ist der Vorratswickel 25 des
Zugmittels 20 durch Abwickeln verbraucht, so führt die
auftretende Last zu einem Abtrennen des Keils 40 von der
Gehäusekappe 39,
so dass der in der einlagigen Schlinge 35 des Zugmittels 20 gelegene
Keil 40 an der gehäusefesten
Schikane 36 beziehungsweise dem Gehäuseteil 11 anschlägt und sich
daran verhakt. Damit ist das Ende des Zugmittels 20 am
Ende des Kraftbegrenzungsvorganges weiterhin in einer sicheren Weise
festgelegt.