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Die Erfindung betrifft einen mit einer Kraftbegrenzung versehenen Gurtaufroller mit einer wenigstens zweistufig ausgebildeten Kraftbegrenzungseinrichtung in Form eines im Inneren der Gurtwelle angeordneten Torsionselementes und mit einer über einen Antrieb schaltbaren Schalteinrichtung zur Einstellung von unterschiedlichen Kraftniveaus für die Kraftbegrenzungseinrichtung, wobei als Schaltvorrichtung für eine der Festlegung des jeweiligen Kraftniveaus dienende Kupplung ein axial in Richtung der Wellenachse zwischen einer ein erstes Kraftniveau festlegenden Stellung und einer ein zweites Kraftniveau festlegenden Position verschiebbarer Wellenring vorgesehen ist.
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Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist in der
WO 2005/100106 A1 beschrieben, die zusätzlich hinsichtlich des Aufbaus der Kraftbegrenzungseinrichtung ergänzend auf die
DE 199 27 427 A1 Bezug nimmt. Bei dem bekannten Gurtaufroller besteht somit das im Inneren der Gurtwelle angeordnete Torsionselement aus einem Torsionsstab mit einem darüber geschobenen Drehmomentrohr. An der Gurtwelle sind zwei unter Selbstöffnungstendenz daran gelagerte Kupplungsklinken vorgesehen, die durch einen axial außen auf der Gurtwelle verschiebbaren Wellenring in ihrer eingeschwenkten und dabei in eine Verriegelungskontur des Drehmomentrohres eingreifenden Stellung festgelegt sind, so dass eine Drehung der Gurtwelle zu einer Torsion des Drehmomentrohres und somit des Torsionsstabes mit einem entsprechenden Kraftniveau führt. Wird der Wellenring mittels eines bei der
WO 2005/100106 A1 aus einem Ringkolben bestehenden pyrotechnischen Antriebs aus seiner die Kupplungsklinken festlegenden Stellung in eine Freigabestellung für die Kupplungsklinken verschoben, so schwenken die Kupplungsklinken auf und die Verbindung zwischen Gurtwelle und Torsionselement wird unterbrochen. Somit kann sich die Gurtwelle gegenüber dem Torsionselement drehen, und es gilt das dadurch eingestellte niedrigere Kraftniveau.
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Mit der bekannten Ausbildung des Gurtaufrollers ist der Nachteil eines komplexen Aufbaus des Gurtaufrollers mit einer Mehrzahl von Bauteilen verbunden. So müssen bei der Montage die Kupplungsklinken an der Gurtwelle gelagert und in ihrer Eingriffsstellung mit dem Drehmomentrohr durch den auf die Gurtwelle zu schiebenden Wellenring festgelegt werden, so dass demnach die Montage des aus den genannten Einzelteilen bestehenden Gurtaufrollers erschwert ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Gurtaufroller gemäß den gattungsgemäßen Merkmalen die Anzahl der Bauteile zu verringern und die Montage des Gurtaufrollers zu vereinfachen.
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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
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Die Erfindung sieht im Einzelnen vor, dass die Gurtwelle an ihrem mit dem Wellenring zusammenwirkenden Ende wenigstens einen, sich über einen Umfangsabschnitt erstreckenden und eine dem axialen Bewegungsweg des Wellenrings entsprechende Erstreckung aufweisenden Einschnitt aufweist und das im Inneren der Gurtwelle angeordnete Torsionselement mit einer innenseitig des Einschnitts der Gurtwelle liegenden und sich über einen Teil der axialen Erstreckung des Einschnitts erstreckenden Verriegelungskontur versehen ist, und dass zur Einstellung des ersten Kraftniveaus der den mit Einschnitt versehenen Endabschnitt der Gurtwelle übergreifende Wellenring einen nach innen vorstehenden, in den Einschnitt der Gurtwelle und in die innenseitig dazu gelegene Verriegelungskontur des Torsionselements eingreifenden und sich an den gegenüberliegenden Begrenzungskanten des Einschnitts in beiden Drehrichtungen der Gurtwelle jeweils abstützenden Verriegelungszahn aufweist, wobei der Wellenring aus seiner das erste Kraftniveau festlegenden Montagestellung durch Axialverschiebung außer Eingriff mit der Verriegelungskontur des Torsionselementes zu bringen ist und dadurch aufgrund der Entkopplung von Torsionselement und Gurtwelle das zweite Kraftniveau einstellt.
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Damit beruht die Erfindung auf dem Prinzip, dass die erforderliche Kupplung zwischen dem innenliegenden Torsionselement und der dieses außen umschließenden Gurtwelle durch den Wellenring selbst vorgenommen wird, weil wenigstens ein an dem Wellenring ausgebildeter Verriegelungszahn von außen her durch den an der Gurtwelle ausgebildeten Einschnitt hindurch bis in eine an dem Torsionselement ausgebildete Verriegelungskontur reicht, so dass der Wellenring in dieser aufgeschobenen Stellung die Gurtwelle und das Torsionselement aneinander kuppelt. Hierdurch ist ein erstes, in diesem Fall hohes Kraftniveau eingestellt. Wird der Wellenring durch den ihm zugeordneten Antrieb aus dieser aufgeschobenen Stellung und aus der Überdeckung seines Verriegelungszahns mit der Verriegelungskontur des Torsionselementes innerhalb des Einschnitts der Gurtwelle heraus verschoben, so gibt der Verriegelungszahn die Verbindung von Gurtwelle und Torsionselement frei, so dass sich die entsprechenden Bauteile gegeneinander verdrehen können; das zweite, jetzt niedrigere Kraftniveau ist eingestellt. Da die entsprechende Kraftbegrenzungsbaugruppe nur noch aus der Gurtwelle, dem innenliegenden Torsionselement und dem auf die Gurtwelle aufgeschobenen Wellenring besteht, ist die Anzahl der Bauteile verringert und auch die Montage erleichtert.
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Bei Verwirklichung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der auf die Gurtwelle aufgeschobene Wellenring in seiner Eingriffsstellung des Verriegelungszahns mit der Verriegelungskontur des Torsionselementes an der Stirnseite der Gurtwelle lösbar festgelegt ist. Nach einem Ausführungsbeispiel kann hierzu vorgesehen sein, dass an der Stirnseite der Gurtwelle zwei axial vorstehende und in zugeordnete Bohrungen des Wellenrings eingreifende Stifte angeordnet sind, deren Enden zur Festlegung des Wellenrings in seiner auf die Gurtwelle und die daran befindlichen Stifte aufgeschobenen Montagestellung verformt sind. Im Rahmen einer derartigen Ausbildung ist es möglich, eine Baugruppe bestehend aus der Gurtwelle, dem auf die Gurtwelle aufgeschobenen und daran durch Verformung der Enden der Stifte festgelegten Wellenring und aus dem innenseitig in die Gurtwelle eingeschobenen Torsionselement vorzumontieren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer symmetrischen Anordnung jeweils einander gegenüberliegend an der Gurtwelle zwei Einschnitte, an dem Torsionselement zwei Verriegelungskonturen und an dem Wellenring zwei Verriegelungszähne angeordnet sind.
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Um die Bewegung des Wellenringes auf der Gurtwelle zu erleichtern, kann vorgesehen sein, dass die zwischen den Verriegelungszähnen liegenden Umfangsabschnitte der über die Gurtwelle zu schiebenden Ausnehmung des Wellenringes mit einer Abfolge von Einziehungen und Erhebungen zur Einstellung einer linienförmigen. Berührung zwischen Gurtwelle und Wellenring versehen sind, so dass etwaige Reibungskräfte verringert sind.
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Gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung im Hinblick auf die Ausbildung des Torsionselementes kann vorgesehen sein, dass das Torsionselement aus einem im Inneren der Gurtwelle angeordneten Torsionsstab besteht, an dessen zugeordnetem Ende die Verriegelungskontur für den Verriegelungszahn des Wellenrings ausgebildet ist oder dass das Torsionselement aus einem im Inneren der Gurtwelle angeordneten Torsionsstab und einem darüber geschobenen, formschlüssig mit wenigstens einem Abschnitt des Torsionsstabes verbundenen Drehmomentrohr besteht und die Verriegelungskontur für den Verriegelungszahn des Wellenringes an dem zugeordneten Ende des Drehmomentrohres ausgebildet ist, wie dies aus der
DE 199 27 427 A1 bekannt ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, welches nachstehend beschrieben ist. Es zeigen:
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1 eine Gurtwelle mit zugeordnetem Torsionselement und Wellenring in einer auseinander gezogenen Perspektivdarstellung,
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2 die zusammengebaute Gurtwelle mit in der Montagestellung befindlichem Wellenring in Seitenansicht,
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3 eine Schnittansicht nach Linie A-A in 2,
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4 die zusammengebaute Gurtwelle mit außer Eingriff mit dem Torsionselement verschobenem Wellenring in Seitenansicht gemäß 2,
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5 eine Schnittansicht nach Linie B-B in 4.
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Wie sich aus 1 in Verbindung mit den weiteren 3 und 5 ergibt, weist die Gurtwelle 10 in ihrem zugeordneten Wellenkopf 11 zwei einander gegenüberliegende und aus Montagegründen zur Stirnseite hin offene Einschnitte 12 auf, die jeweils von radialen Begrenzungskanten 23 begrenzt sind. Im Tiefsten der offenen Einschnitte 12 ist jeweils ein zum hohlen Innenraum der Gurtwelle 10 befindliches Fenster 13 angeordnet.
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Im Inneren der Gurtwelle ist ein gesondert dargestelltes Torsionselement
14 angeordnet, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Drehmomentrohr ausgebildet ist und einen nicht weiter dargestellten Torsionsstab umschließt. Der diesbezügliche Aufbau der Kraftbegrenzungseinrichtung ist in der eingangs genannten
DE 199 27 427 A1 ausführlich beschrieben, so dass ergänzend auf die Beschreibung in dieser Druckschrift Bezug genommen und diese Beschreibung auch zum Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung gemacht wird, ohne dass es allerdings auf die konstruktiven Einzelheiten für die Verwirklichung des Erfindungsgedankens der vorliegenden Erfindung ankommt. An seinem vorderen, rechten Ende weist das Torsionselement
14 einen Absatz
25 mit einem abgesetzten, geringeren Durchmesser auf. Im Übergang zu dem Absatz
25 ist an dem Torsionselement eine Verriegelungskontur
15 ausgebildet. Ist das Torsionselement
14 in die hohle Gurtwelle
10 eingeschoben, so kommen die Verriegelungskontur
15 des Torsionselementes
14 sowie der Absatz
25 in dem Fenster
13 des Einschnitts
12 der Gurtwelle
10 zu liegen.
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Ein Wellenring 16 ist als Schaltelement auf den Wellenkopf 11 aufschiebbar. Der Wellenring 16 weist eine mittlere Ausnehmung 17 auf, in die der Wellenkopf 11 eintritt. Einander gegenüberliegend springen in die mittlere Ausnehmung 17 zwei Verriegelungszähne 18 ein, die so angeordnet sind, dass die Verriegelungszähne 18 bei auf den Wellenkopf 11 aufgeschobenem Wellenring 16 in den beiden Einschnitten 12 des Wellenkopfes 11 zu liegen kommen. Dabei springen die Verriegelungszähne 18 so weit vor, dass sie das jeweilige Fenster 13 durchdringen und in die Verriegelungskontur 15 des in die Gurtwelle 11 eingeschobenen Torsionselementes 14 eingreifen.
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In der auf den Wellenkopf 11 aufgeschobenen Stellung ist der Wellenring 16 an der Gurtwelle 10 dadurch festlegbar, dass im Bereich der Einschnitte 12 jeweils ein axial abstehender Stift 21 angeordnet ist, der in eine zugeordnete, in dem Wellenring 16 ausgebildete Bohrung 22 eingreift. Bei der Erstmontage der Gurtwelle 10 mit dem auf deren Wellenkopf 11 aufgeschobenen Wellenring 16 werden die über die Bohrungen 22 des Wellenrings 11 hinaus stehenden Enden der Stifte 21 in geeigneter Weise verformt, zum Beispiel leicht vertaumelt, so dass eine Fixierung des Wellenringes 16 an der Gurtwelle 10 sichergestellt ist, die aber bei einem entsprechenden Kraftaufwand durch Aufsprengen der Verformung lösbar ist.
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Um die axiale Verschiebebewegung des Wellenringes 16 auf dem Wellenkopf 11 der Gurtwelle 10 zu erleichtern, sind zur Verringerung einer zwischen den zugeordneten Flächen wirkenden Reibung an den zwischen den Verriegelungszähnen 18 liegenden Umfangsabschnitten der mittleren Ausnehmung 17 des Wellenringes 16 jeweils aufeinanderfolgende Einziehungen 19 und Erhebungen 20 angeordnet, so dass sich eine linienförmige Berührung zwischen dem Wellenkopf 11 und dem Wellenring 16 ergibt.
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Die Funktion des Erfindungsgegenstandes lässt sich insbesondere aus den 2 bis 5 nochmals erschließen.
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So ist in
2 und
3 die Montagestellung des Wellenringes
16 auf dem Wellenkopf
11 der Gurtwelle
10 dargestellt, in welcher der auf den Wellenkopf
11 aufgeschobene Wellenring
16 mit seinen Verriegelungszähnen
18 in den Einschnitten
12 des Wellenkopfes
11 liegt und mit seiner Spitze in die im zugeordneten Fenster
13 liegende Verriegelungskontur
15 des Torsionselementes
14 eingreift. Soweit in dieser Stellung der Wellenring
16 über die Verformung der Enden der Stifte
21 an der Gurtwelle
10 festgelegt ist, stellt der Wellenring
16 aufgrund der radialen Abstützung der Zahnflanken seiner Verriegelungszähne
18 an den einander gegenüberliegenden Begrenzungskanten
23 der Einschnitte
12 eine kraftübertragende Verbindung zwischen dem Torsionselement
14 und der Gurtwelle
11 her, so dass eine Drehung der Gurtwelle
11 zu einer Tordierung des Torsionselementes mit einem ersten, entsprechend hohen Kraftniveau führt, wie dies im Stand der Technik gemäß der
DE 199 27 427 A1 beschrieben ist.
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Soll ein anderes Kraftniveau eingestellt werden, so wird der Wellenring
16 beispielsweise über einen pyrotechnischen Antrieb in der in der
WO 2005/100106 A1 beschriebenen Art axial nach außen verschoben, wobei die Verriegelungszähne
18 des Wellenringes
11 aufgrund der stirnseitig offenen Einschnitte
12 soweit axial darin gleiten können, dass die Verriegelungszähne
18 des Wellenringes
16 aus ihrer Überdeckung mit den Verriegelungskonturen
15 des Torsionselementes
14 freikommen und über dem einen geringeren Durchmesser aufweisenden Absatz
25 zu liegen kommen, so dass die Verbindung zwischen Gurtwelle und Torsionselement aufgehoben ist. Diese Stellung des Wellenringes
16 ist in
4 und
5 dargestellt.
