DE102008059387B4

DE102008059387B4 - Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung und einer Straffeinrichtung

Info

Publication number: DE102008059387B4
Application number: DE102008059387.7A
Authority: DE
Inventors: Jon Burrow; Günter Clute
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2028-11-28
Also published as: DE102008059387A1; WO2010060558A8; CN102227341B; WO2010060558A1; US8584980B2; US20110215184A1; KR20110099093A; KR101642068B1; KR101642068B9; JP2012509808A; JP5404805B2; CN102227341A

Abstract

Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung und einer Straffeinrichtung umfassend eine zweiteilige Gurtwelle mit einem ersten Teil (1), auf das der Gurt aufwickelbar ist, und einem fahrzeugfest in einem Rahmen (8) des Gurtaufrollers blockierbaren zweiten Teil (5), einem Strafferantriebsrad (6) zum Antreiben des Gurtaufrollers in Aufwickelrichtung, wobei das Strafferantriebsrad (6) zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Teil (5) der Gurtwelle auf einem ringzylindrischen Fortsatz (5a) des blockierbaren zweiten Teiles (5) der Gurtwelle angeordnet ist, und die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) in den ringzylindrischen Fortsatz (5a) des zweiten Teiles (5) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmen (8) des Gurtaufrollers ein fest an diesem angeordnetes Gehäuse (9) vorgesehen ist, in dem das Strafferantriebsrad (6) angeordnet ist, und in das das blockierbare zweite Teil (5) der Gurtwelle verriegelbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung und einer Straffeinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Gurtaufroller mit Kraftbegrenzungseinrichtungen sind im Allgemeinen bekannt und haben die Aufgabe, während des Unfalles eine kraftbegrenzte Vorwärtsverlagerung des Insassen zu ermöglichen. Dazu weisen derartige Gurtaufroller eine zweiteilige Gurtwelle, und eine zwischen den Teilen der Gurtwelle angeordnete Kraftbegrenzungseinrichtung auf. Der den Insassen zurückhaltende Sicherheitsgurt ist dann an einem Teil der Gurtwelle befestigt, während das andere Teil der Gurtwelle gegenüber dem fahrzeugfesten Gehäuse des Gurtaufrollers blockierbar ist. Bei blockiertem Gurtaufroller und Überschreiten einer durch die Kraftbegrenzungseinrichtung definierten Kraft kann das Teil der Gurtwelle, an dem der Sicherheitsgurt befestigt ist, unter Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung in Gurtauszugsrichtung rotieren. Dadurch ist die auf den Insassen wirkende Belastung auf das durch die Kraftbegrenzungseinrichtung bestimmte Niveau begrenzt.
Aus der DE 196 81 341 C1 ist zum Beispiel ein Gurtaufroller bekannt, der eine zweiteilige Gurtwelle mit zwischengeschaltetem Torsionsstab aufweist. Der Torsionsstab wird bei blockierter Gurtwelle und Vorwärtsverlagerung des Insassen plastisch um seine eigene Achse verdrillt und wirkt so als Kraftbegrenzungseinrichtung.
Ferner sind Gurtaufroller mit Straffeinrichtungen im Allgemeinen bekannt, welche eventuell vorhandene Gurtlose im Unfall aus dem Sicherheitsgurtsystem herausziehen und dadurch den Insassen möglichst frühzeitig an die Fahrzeugverzögerung ankoppeln.
Aus der DE 102 13 906 A1 ist bereits ein Gurtaufroller mit einer Straffeinrichtung bekannt, welche an der Blockierseite des Gurtaufrollers angeordnet ist. Die Straffeinrichtung wird über die Blockiermittel der Blockiereinrichtung des Gurtaufrollers auf die Gurtwelle aufgekuppelt, so dass der Gurtaufroller insgesamt eine geringe Baubreite aufweist. Die Verriegelung des Gurtaufrollers erfolgt dabei über ein gegenüber dem Gehäuserahmen festlegbares Strafferantriebsrad. Da das Strafferantriebsrad sowohl die Sensorik zur Aktivierung der Blockiereinrichtung als auch die Blockiereinrichtung nebst dem als Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehenen Torsionsstab umfasst und zusätzlich selbst gegenüber dem Gehäuserahmen blockierbar ausgestaltet werden muss, besitzt das Strafferantriebsrad einen verhältnismäßig aufwendigen Aufbau, wobei der Strafferantrieb und die Blockiereinrichtung einschließlich des angeschlossenen Endes des Torsionsstabes nebeneinander angeordnet sind.
Aus der DE 10 2004 011 499 A1 und der US 2006/0082126 A1 sind ferner Gurtaufroller bekannt, welche ebenfalls eine zweiteilige Gurtwelle mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung und einer auf dem blockierbaren Teil angeordneten Straffeinrichtung aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung und einer Straffeinrichtung zu schaffen, der einen weiter vereinfachten kompakten Aufbau aufweisen soll.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Erfindungsgemäß wird ein Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung und einer Straffeinrichtung umfassend eine zweiteilige Gurtwelle mit einem ersten Teil, auf das der Gurt aufwickelbar ist, und einem fahrzeugfest in einem Rahmen des Gurtaufrollers blockierbaren zweiten Teil, und einem Strafferantriebsrad zum Antreiben des Gurtaufrollers in Aufwickelrichtung vorgeschlagen, wobei das Strafferantriebsrad zwischen dem ersten und dem zweiten Teil der Gurtwelle auf einem ringzylindrischen Fortsatz des zweiten Teiles der Gurtwelle angeordnet ist, und die Kraftbegrenzungseinrichtung in den ringzylindrischen Fortsatz des zweiten Teiles hineinragt. Weiter wird vorgeschlagen, dass an dem Rahmen des Gurtaufrollers ein fest an diesem angeordnetes Gehäuse vorgesehen ist, in dem das Strafferantriebsrad angeordnet ist, und in das der blockierbare Teil der Gurtwelle verriegelbar ist.
Der Grundgedanke der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Strafferantriebsrad zwischen den beiden Teilen der Gurtwelle angeordnet ist, und an dem blockierbaren Teil der Gurtwelle ein ringzylindrischer Fortsatz vorgesehen ist, an dem sowohl das Strafferantriebsrad als auch die Kraftbegrenzungseinrichtung angeordnet sind. Insgesamt ergibt sich dadurch ein sehr kompakter Aufbau, wobei die Baulänge des Gurtaufrollers durch die Anordnung des Strafferantriebsrades und das Eingreifen der Kraftbegrenzungseinrichtung in den ringzylindrischen Fortsatz erheblich verkürzt wird.
Durch das vorgeschlagene Gehäuse wird das Strafferantriebsrad gekapselt, so dass die während des Straffprozesses entstehenden Geräusche und Gase nicht ungedämpft in den Fahrzeuginnenraum austreten können, und es wird gleichzeitig eine Struktur geschaffen, in die der Gurtaufroller verriegelt werden kann.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass an dem das Strafferantriebsrad aufnehmenden Gehäuse ein zweites Gehäuse vorgesehen ist, in dem eine Ansteuereinheit zur gurtbandsensitiven und/oder fahrzeugsensitiven Ansteuerung der Blockierung des blockierbaren Teils vorgesehen ist. Das zusätzlich vorgeschlagene Gehäuse dient zum Schutz der Ansteuereinheit und kann zusätzlich zur Lagerung des Gurtaufrollers genutzt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht darin, dass der Rahmen des Gurtaufrollers einen U-förmigen Aufbau mit zwei sich gegenüberliegenden Schenkeln aufweist, und in den Schenkeln Öffnungen vorgesehen sind, in denen das erste Teil der Gurtwelle während der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung in einer Notlauflagerung gelagert ist. Durch den vorgeschlagenen Aufbau wird eine beidseitige während der Kraftbegrenzung wirksame Notlauflagerung geschaffen, durch die eine gleichmäßige Relativdrehbewegung des ersten Teils der Gurtwelle zu dem zweiten Teil sichergestellt ist.
In diesem Fall wird weiter vorgeschlagen, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung mit einem Ende mit dem ersten Teil der Gurtwelle drehfest verbunden ist, und mit dem zweiten Ende eine der Öffnungen durchgreift. Hierdurch können zum einen längere Kraftbegrenzungseinrichtungen verwendet werden, bzw. die Baulänge des Gurtaufrollers auch bei Verwendung einer längeren Kraftbegrenzungseinrichtung verkürzt werden. Ferner wird die Kraftbegrenzungseinrichtung zwischen ihren Enden durch die Lagerung in der Öffnung, während der Kraftbegrenzung unterstützt, so dass die Relativdrehbewegung der Kraftbegrenzungseinrichtung wesentlich kontrollierter erfolgt.
Weiter wird vorgeschlagen, dass das erste Teil der Gurtwelle über einen sich auf dem ringzylindrischen Fortsatz abstützenden Lagerring auf dem zweiten Teil gelagert ist. Durch den vorgeschlagenen Lagerring und dessen Anordnung sind die beiden Teile der Gurtwelle sowohl während des Straffens als auch während der Kraftbegrenzungsphase zueinander gelagert, wobei beide Teile der Gurtwelle durch die Anordnung des Lagerringes unmittelbar zueinander gelagert sind.
Ein besonders kompakter Aufbau des Gurtaufrollers ergibt sich dadurch, indem die Kraftbegrenzungseinrichtung so weit in den ringzylindrischen Fortsatz hineinragt, dass sich die Kraftbegrenzungseinrichtung und das Strafferantriebsrad in Axialrichtung überlappen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Figuren ist im Einzelnen zu erkennen:

1: Gurtaufroller mit Kraftbegrenzungseinrichtung und Straffeinrichtung
2: Ausschnitt eines Gurtaufrollers mit Strafferantriebsrad und Kraftbegrenzungseinrichtung
3: Ansicht gemäß Schnittrichtung A-A aus 2

In 1 ist ein Gurtaufroller mit einer zweiteiligen Gurtwelle umfassend ein erstes Teil 1, auf dem ein Sicherheitsgurt 2 aufgewickelt ist, und ein blockierbares zweites Teil 5, das fahrzeugfest blockierbar ist, zu erkennen. Der Gurtaufroller umfasst ferner einen U-förmigen Rahmen 8 mit sich gegenüberstehenden Schenkeln 8a und 8b. In den Schenkeln 8a und 8b sind jeweils Öffnungen 21 und 20 vorgesehen, durch welche das erste Teil 1 der Gurtwelle hindurchragt, und welche während der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung eine Notlauflagerung für das sich in Gurtbandauszugsrichtung drehende erste Teil 1 bilden.
An dem blockierbaren zweiten Teil 5 ist eine Blockiereinrichtung 4 in Form einer Blockierklinke vorgesehen, deren Bewegung in bekannter Weise von einer Ansteuereinheit 10 fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv gesteuert wird. An dem blockierbaren zweiten Teil 5 ist ferner ein ringzylindrischer Fortsatz 5a vorgesehen, der in Richtung des ersten Teiles 1 vorsteht. Auf dem ringzylindrischen Fortsatz 5a ist ein Strafferantriebsrad 6 angeordnet, welches durch eine Antriebseinheit 7 in Aufwickelrichtung des Gurtaufrollers antreibbar ist. Das Strafferantriebsrad 6 und die Antriebseinheit 7 sind wenigstens abschnittsweise durch ein Gehäuse 9 umfasst, welches zusätzlich eine Verzahnung 19 aufweist, in die die Blockiereinrichtung 4 zur fahrzeugfesten Blockierung des blockierbaren zweiten Teiles 5 einsteuert. Da das Gehäuse 9 fest mit dem Rahmen 8 verbunden ist, und der Rahmen 8 an der Karosserie des Kraftfahrzeuges befestigt ist, ist das blockierbare zweite Teil 5 bei in die Verzahnung 19 eingesteuerter Blockiereinrichtung 4 fahrzeugfest blockiert. Das Gehäuse 9 hat ferner die Funktion, entstehende Geräusche zu dämpfen und das direkte Austreten von Gasen oder Flammen in den Fahrzeuginnenraum zu verhindern.
In den ringzylindrischen Fortsatz 5a ragt von der Seite des ersten Teiles 1 eine Kraftbegrenzungseinrichtung 3 in Form eines Torsionsstabes. Der Torsionsstab ist mit seinem ersten Ende 3a mit dem ersten Teil 1 der Gurtwelle und mit seinem zweiten Ende 3b mit dem blockierbaren zweiten Teil 5 der Gurtwelle drehfest verbunden. Bei blockiertem zweiten Teil 5 und Überschreiten einer durch die Kraftbegrenzungseinrichtung 3 vorbestimmten Gurtbandauszugskraft, beginnt das erste Teil 1 der Gurtwelle in Gurtbandauszugsrichtung zu rotieren. Dabei ist das zweite Ende 3b durch das blockierbare zweite Teil 5 festgelegt, während sich das erste Ende 3a mit dem ersten Teil 1 der Gurtwelle dreht und der Mittenabschnitt des Torsionsstabes zwischen den Enden 3a und 3b unter plastischer Verformung plastisch tordiert wird. Durch die Notlauflagerung des ersten Teiles 1 der Gurtwelle in den Öffnungen 21 und 20, wird die radiale Auslenkung des ersten Teiles 1 der Gurtwelle während der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung und die dadurch bedingten in dem Torsionsstab erzeugten Biegespannungen auf ein Minimum reduziert.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Strafferantriebsrades 6 und des Endes 3b an ein und demselben ringzylindrischen Fortsatz 5a ergibt sich insgesamt ein sehr kompakter Aufbau mit sehr wenigen Einzelteilen. Zwischen dem blockierbaren zweiten Teil 5 und dem ersten Teil 1 der Gurtwelle ist ferner eine Torsionshülse 14 vorgesehen, die derart bemessen ist, dass diese das von dem Strafferantriebsrad 6 ausgeübte Antriebsmoment von dem blockierbaren zweiten Teil 5 auf das erste Teil 1 der Gurtwelle überträgt. Dadurch wird verhindert, dass das Antriebsmoment der Straffeinrichtung zu einer plastischen Vorverformung des Torsionsstabes führen kann. Im Anschluss an den Straffvorgang oder im Anschluss an eine zu Beginn des Straffvorganges vorhandene Spitze des Antriebsmomentes wird die Torsionshülse 14 zerstört, so dass die nachfolgende Kraftbegrenzungsphase durch die Torsionshülse 14 nicht gestört wird.
In der in 3 dargestellten Schnittebene A-A aus 2 überlappen sich das erste Teil 1 der Gurtwelle und der ringzylindrische Fortsatz 5a des blockierbaren zweiten Teiles 5 in axialer Richtung. Im Bereich der Überlappung ist ein Lagerring 13 vorgesehen, der über eine Verzahnung 15 drehfest auf dem ringzylindrischen Fortsatz 5a befestigt ist. Der Bereich der Überlappung und damit auch der Lagerring 13 sind, wie in 1 zu erkennen ist, im Bereich der Öffnung 21 des Schenkels 8a angeordnet, so dass eventuell entstehende Radialkräfte zwischen dem blockierbaren zweiten Teil 5 und dem ersten Teil 1 der Gurtwelle möglichst unmittelbar in den Rahmen 8 des Gurtaufrollers eingeleitet werden. Ferner ist in 3 mittig die Kraftbegrenzungseinrichtung 3 in Form des Torsionsstabes zu erkennen, der die durch den Lagerring 13 definierte Schnittebene A-A durchdringt, wie auch in 2 zu erkennen ist. Die Lagerung des ersten Teiles 1 gegenüber dem zweiten Teil 5 erfolgt damit zwischen den Enden 3a und 3b des Torsionsstabes, so dass dieser während der plastischen Verformung in der Kraftbegrenzungsphase möglichst gut unterstützt wird, und die die plastische Verformung des Torsionsstabes bewirkende Relativdrehbewegung aus einer reinen Torsionsbewegung gebildet ist.

Claims

Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung und einer Straffeinrichtung umfassend eine zweiteilige Gurtwelle mit einem ersten Teil (1), auf das der Gurt aufwickelbar ist, und einem fahrzeugfest in einem Rahmen (8) des Gurtaufrollers blockierbaren zweiten Teil (5), einem Strafferantriebsrad (6) zum Antreiben des Gurtaufrollers in Aufwickelrichtung, wobei das Strafferantriebsrad (6) zwischen dem ersten (1) und dem zweiten Teil (5) der Gurtwelle auf einem ringzylindrischen Fortsatz (5a) des blockierbaren zweiten Teiles (5) der Gurtwelle angeordnet ist, und die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) in den ringzylindrischen Fortsatz (5a) des zweiten Teiles (5) hineinragt, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Rahmen (8) des Gurtaufrollers ein fest an diesem angeordnetes Gehäuse (9) vorgesehen ist, in dem das Strafferantriebsrad (6) angeordnet ist, und in das das blockierbare zweite Teil (5) der Gurtwelle verriegelbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem das Strafferantriebsrad (6) aufnehmenden Gehäuse (9) ein zweites Gehäuse (12) vorgesehen ist, in dem eine Ansteuereinheit (10) zur gurtbandsensitiven und/oder fahrzeugsensitiven Blockierung des blockierbaren zweiten Teils (5) vorgesehen ist.
Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (8) des Gurtaufrollers einen U-förmigen Aufbau mit zwei sich gegenüberliegenden Schenkeln (8a,8b) aufweist, und in den Schenkeln (8a,8b) Öffnungen (20,21) vorgesehen sind, in denen das erste Teil (1) der Gurtwelle während der kraftbegrenzten Gurtbandauszugsbewegung in einer Notlauflagerung gelagert ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) mit einem Ende (3a) mit dem ersten Teil (1) der Gurtwelle drehfest verbunden ist und mit dem zweiten Ende (3b) eine der Öffnungen (21) durchgreift.
Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teil (1) der Gurtwelle über einen sich auf dem ringzylindrischen Fortsatz (5a) abstützenden Lagerring (13) auf dem blockierbaren zweiten Teil (5) gelagert ist.
Gurtaufroller nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) so weit in den ringzylindrischen Fortsatz (5a) hineinragt, dass sich die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) und das Strafferantriebsrad (6) in Axialrichtung überlappen.