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Die Erfindung betrifft eine Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 und einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 9.
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Aus der
WO 2006/108451 A1 ist z. B. eine geschwindigkeitsgeregelte Kraftbegrenzungseinrichtung für einen Gurtaufroller bekannt, welche mehrere an dem Rahmen des Gurtaufrollers angeordnete, in Schwingung zu versetzende Massen aufweist. Die Massen sind drehbar an dem Aufrollerrahmen gelagert und greifen während des kraftbegrenzten Gurtbandauszugs wechselweise mit zwei Zähnen in einen mit der Gurtwelle verbundenen Verzahnungsring ein. Insgesamt ist der Gurtaufroller aufgrund der an dem Aufrollerrahmen angeordneten schwingenden Massen aufwendig in der Herstellung und teuer. Ferner benötigt der Gurtaufroller aufgrund der schwingenden Massen einen verhältnismäßig großen Bauraum.
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In der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2008 049 931.5 wird eine weiter entwickelte, auf der Grundlage desselben physikalischen Prinzips arbeitende Kraftbegrenzungseinrichtung beschrieben, bei der zwei Teile mit den Verzahnungen kraftbegrenzt zueinander bewegt werden und eines der Teile dabei eine wellenförmige Vorschubbewegung ausführt, bei der die Verzahnungen wechselnd in Eingriff und außer Eingriff gelangen. Die schwingenden Massen werden in dieser Ausführungsform durch das die wellenförmige Vorschubbewegung ausführende Teil ersetzt, so dass die dort beschriebene Kraftbegrenzungseinrichtung einen wesentlich kleineren Bauraum benötigt und einen wesentlich einfacheren Aufbau aufweist. In einem Ausführungsbeispiel ist das die wellenförmige Vorschubbewegung ausführende Teil durch eine Verzahnungsscheibe verwirklicht, die kraftschlüssig mit der Gurtwelle verbindbar ist.
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Das Kraftbegrenzungsniveau dieser Kraftbegrenzungseinrichtung ergibt sich durch die abzubauende kinetische Energie des Insassen während der Vorwärtsverlagerung automatisch, wobei die Grundcharakteristik des Kraftbegrenzungsverlaufs durch die Parameter der Verzahnungsscheibe, wie z. B. die Anzahl der Zähne, den Zahnabstand oder die Masse der Verzahnungsscheibe, fest vorgegeben ist.
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Ein Nachteil dieser Kraftbegrenzungseinrichtungen ist, dass die Grundcharakteristik des Kraftbegrenzungsverlaufs der fertigen Kraftbegrenzungseinrichtung aufgrund der nicht mehr zu verändernden Parameter einmalig festgelegt ist. Für den Fall der Verwendung der Kraftbegrenzungseinrichtung in einer Sicherheitsgurteinrichtung, insbesondere für die auf den Vordersitzen befindlichen Insassen, ist es jedoch sinnvoll, die Losbrechkraft, bei der die Kraftbegrenzungseinrichtung aktiviert wird, möglichst hoch zu wählen, so dass die Vorwärtsverlagerung des Insassen erst nach einer optimalen Ankopplung desselben an die Fahrzeugverzögerung beginnt. Ab dem Kontakt des Insassen mit dem Airbag sind ferner geringere Geschwindigkeiten der Vorwärtsverlagerung zu erwarten, weshalb das Kraftbegrenzungsniveau ab diesem Zeitpunkt geringer gewählt werden sollte. Aus diesen Gründen ergibt sich eine hinsichtlich der Insassenbelastung für den Insassen optimale Rückhaltung dadurch, indem das Kraftbegrenzungsniveau zu Beginn der Aktivierung der Kraftbegrenzungseinrichtung bzw. der Vorwärtsverlagerung höher als in einer Endphase der Vorwärtsverlagerung ist. In jedem Fall stellt der Zeitpunkt, zu dem der Insasse in Kontakt mit dem Airbag gelangt, eine Schnittstelle dar, ab der das Kraftbegrenzungsniveau bewusst gesenkt werden sollte, da der Insasse ab diesem Zeitpunkt zusätzlich von dem Airbag zurückgehalten wird. Für eine optimale Rückhaltung des Insassen sollte der durch die Kraftbegrenzungseinrichtung ermöglichte Kraftbegrenzungsverlauf demnach degressiv sein, und bevorzugt eine sprunghafte Senkung der Gurtauszugskraft von einem hohen Kraftbegrenzungsniveau auf ein niedrigeres Kraftbegrenzungsniveau bei einer Gurtauszugslänge, welche dem Zeitpunkt des Airbagkontakts entspricht, umfassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Kraftbegrenzungseinrichtung zu schaffen, welche einen degressiven Kraftbegrenzungsverlauf aufweist und konstruktiv einfach aufgebaut sein soll.
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Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Kraftbegrenzungseinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein Gurtaufroller mit den Merkmalen von Anspruch 9 vorgeschlagen. Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind den Unteransprüchen, den Figuren und der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen.
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Die Aufgabe wird durch eine Kraftbegrenzungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gelöst, welche wenigstens zwei relativ zueinander bewegbare Teile umfasst, welche eine frequenzbedingt definierte Bewegung zueinander ausführen, wobei die relativ zueinander bewegbaren Teile ineinandergreifende Verzahnungen aufweisen und die frequenzbedingt gesteuerte Bewegung dadurch erfolgt, dass wenigstens eines der Teile gegeüber dem anderen Teil eine Vorschubbewegung ausführt, während der wenigstens eines der Teile eine quer zu der Vorschubbewegung gerichtete Wellenbewegung ausführt, bei der die Verzahnungen wechselnd in Eingriff und außer Eingriff gelangen, wobei wenigstens zwei der relativ zueinander bewegbaren Teile in Richtung der Wellenbewegung verschieblich gelagert und mittels einer Feder in Eingriffsrichtung der Verzahnungen federbelastet sind. Der Begriff der Vorschubbewegung soll dabei so verstanden werden, dass es sich dabei um eine Relativbewegung handelt, bei der ein Teil gegenüber dem anderen bewegt wird. Welches der Teile dabei die Vorschubbewegung ausführt, ist dabei für den physikalischen Effekt der Energievernichtung nicht wichtig. Es ist dabei denkbar, dass eines der Teile die Vorschubbewegung ausführt, während ein anderes Teil, welches in Richtung der Vorschubbewegung feststehend ausgebildet ist, die quer zu der Vorschubbewegung gerichtete Wellenbewegung ausführt. Wichtig ist nur, dass die Relativbewegung der beiden Teile zueinander aus einer Kombination der Vorschubbewegung mit der dazu quer gerichteten Wellenbewegung gebildet ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung wird eine federbelastete Masse ergänzt, welche in Abhängigkeit von der Masse, von der wirkenden Federkraft und von der Frequenz der Wellenbewegung an das bewegbare Teil angekoppelt oder abgekoppelt wird. Durch das Ankoppeln des Teils kann die zu bewegende Masse erhöht und dadurch das Maß der vernichteten Energie und damit das Kraftbegrenzungsniveau der Kraftbegrenzungseinrichtung erhöht werden. Durch die Auslegung der Federkraft und der Masse kann das System dabei gezielt so ausgelegt werden, dass die Masse bei geringen Geschwindigkeiten der Vorschubbewegung mitgenommen wird, so dass das Kraftbegrenzungsniveau in diesem Bereich erhöht wird, während die Masse bei größeren Geschwindigkeiten der Vorschubbewegung aufgrund der Trägheit der Feder gegenüber der quer gerichteten Wellenbewegung zurückbleibt und die Bewegung nicht mehr vollständig mit ausführen kann, wodurch sie von dem bewegbaren Teil abgekoppelt wird. In diesem Fall ergibt sich bei höheren Vorschubbewegungen aufgrund der abgekoppelten Masse ein geringeres Kraftbegrenzungsniveau. Insgesamt kann dadurch eine degressive Kraftbegrenzungscharakteristik der Kraftbegrenzungseinrichtung verwirklicht werden, welche sich während der Erhöhung der Vorschubbewegung automatisch einstellt.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die Vorschubbewegung eine Rotationsbewegung und die Feder eine in Axialrichtung wirkende Ringfeder ist. Die vorgeschlagene Ausbildung der Vorschubbewegung als Rotationsbewegung bietet sich insofern an, da hierdurch mit einer sehr kompakten Konstruktion praktisch in der Länge nicht begrenzte kraftbegrenzte Vorschubwege realisiert werden können. Die Ausbildung der Feder als Ringfeder ermöglicht dabei eine über den Umfang der Vorschubbewegung gleichmäßige Federbelastung der ankoppelbaren Masse. Unter dem Begriff „Ringfeder” sollen im Sinne der Erfindung alle ringförmigen Federn verstanden werden, welche eine Federkraft in Axialrichtung ausüben. Dabei ist es unerheblich, ob die Ringfeder vollständig geschlossen oder zur Schaffung einer Aufweitbarkeit einen Spalt aufweist.
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Eine besonders gleichmäßige Federbelastung kann in diesem Fall dadurch erzielt werden, indem die Ringfeder eine Wellringfeder ist. Die Wellringfeder liegt aufgrund ihrer Formgebung an mehreren Stellen über den Umfang verteilt an dem Teil an, so dass die Federkraft entsprechend über mehrere Anlagepunkte verteilt ausgeübt wird. Ferner bietet die Wellringfeder insofern einen Vorteil, da sie aufgrund ihrer Formgebung nach einem bestimmten Verformungsweg auf Block zusammengedrückt wird und dadurch eine Anschlagposition definiert, in der die ankoppelbare Masse in eine Axialrichtung als feststehend angesehen werden kann.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die zwei in Richtung der Wellenbewegung verschieblich gelagerten Teile eine unterschiedliche Masse aufweisen. Durch die unterschiedliche Masse der Teile kann die Kraftbegrenzungscharakteristik der Kraftbegrenzungseinrichtung soweit individuell ausgelegt werden, dass der durch die ankoppelbare Masse bewirkte Kraftbegrenzungsanteil geringer ist als der Kraftbegrenzungsanteil, welcher durch das die Wellenbewegung ausführende Teil bewirkt wird. Damit kann eine Kraftbegrenzungscharakteristik mit einem degressiven Verlauf und einem im Vergleich zu dem anschließend wirkenden Kraftbegrenzungsniveau nur geringen Abfall des Kraftbegrenzungsniveaus verwirklicht werden.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die zueinander bewegbaren Teile mittels einer Kombination aus einer Elastomerfeder und einer metallischen Feder federbelastet sind. Die vorgeschlagene Kombination ermöglicht eine zusätzliche Dämpfung der Wellenbewegung der ankoppelbaren Masse durch die Elastomerfeder, wodurch die Eigenfrequenz des ankoppelbaren Feder-Massesystems weiter verändert und insbesondere das An- und Abkoppeln der Masse sanfter abgestimmt und zeitlich genauer ausgelegt werden kann.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass zwei in unterschiedliche Richtungen federbelastete Teile vorgesehen sind, welche in Richtung der Wellenbewegung verschieblich gelagert sind. Durch die vorgeschlagene Lösung können zwei Massen angekoppelt werden, wodurch der Kraftbegrenzungsverlauf weiter verändert werden kann. Dadurch wird es ermöglicht, sogar drei unterschiedliche Kraftbegrenzungscharakteristiken zu verwirklichen, je nachdem wie viele der Teile an das bewegbaren Teil angekoppelt sind.
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Zur Auslegung der Kraftbegrenzungscharakteristik steht damit zusätzlich eine zweite Masse mit denselben Auslegungsparametern zur Verfügung.
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Damit können nicht nur die Massen und die Federn zur Auslegung der Kraftbegrenzungscharakteristik verwendet werden, es ist auch möglich, durch die Wahl z. B. von identischen Federkräften oder unterschiedlichen Federkräften bzw. identischen oder unterschiedlichen Massen gezielt das Schwingverhalten der bewegbaren Teile zu verändern, so dass die Zeitpunkte des An- und Abkoppelns der Massen in einer definierten Reihenfolge und zu definierten Zeitpunkten oder Wegstrecken der Vorschubbewegung erfolgt.
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Außerdem wird zur Lösung der Aufgabe ein Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Ermöglichung eines kraftbegrenzten Gurtbandauszugs mit einer in einem Aufrollerrahmen drehbar gelagerten Gurtwelle, und einer Blockiervorrichtung zum Blockieren der Gurtwelle bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Gurtbandauszugsbeschleunigung und/oder der Fahrzeugverzögerung gegenüber dem Aufrollerrahmen in Gurtauszugsrichtung vorgeschlagen, wobei die Kraftbegrenzungseinrichtung während der Aktivierung bei blockierter Gurtwelle mit einem Teil gegenüber dem Aufrollerrahmen festgelegt ist, und mit dem anderen Teil mit der Gurtwelle verbunden ist, und das federbelastete Teil derart gelagert ist, dass es sowohl gegenüber dem Aufrollerrahmen als auch gegenüber der Gurtwelle eine Relativbewegung ausführen kann. Die vorgeschlagene Anordnung der Teile der Kraftbegrenzungseinrichtung in dem Gurtaufroller ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise des Gurtaufrollers mit einer unmittelbaren Anordnung der Kraftbegrenzungseinrichtung im Kraftfluss der blockierten Gurtwelle. Ferner kann die ankoppelbare Masse aufgrund der vorgeschlagenen Beweglichkeit sowohl mit dem bewegbaren Teil mitschwingen, als auch in der festgelegten Stellung als Gegenfläche für das bewegbare Teil wirken.
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Weiter wird vorgeschlagen, dass die zueinander bewegbaren Teile durch Verzahnungsscheiben mit axial gerichteten Ringverzahnungen gebildet sind. Die vorgeschlagene Form der bewegbaren Teile mit den Ringverzahnungen ermöglicht eine sehr kompakte Integration der Kraftbegrenzungseinrichtung in den Gurtaufroller, wobei die Form der Verzahnungen dabei an die Drehbewegung der die kraftbegrenzte Bewegung ausführenden Gurtwelle angepasst ist.
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Dabei kann eine besonders effektive Art, die Energie zu vernichten, dadurch geschaffen werden, indem die Wellenbewegung in Axialrichtung der Gurtwelle gerichtet ist. Durch die vorgeschlagene Ausrichtung der Wellenbewegung kann die vernichtete Energie im Verhältnis zu der Bewegung der Gurtwelle maximiert, oder im Umkehrschluss der erforderliche Bauraum der Kraftbegrenzungseinrichtung an dem Gurtaufroller für ein vorgegebenes Maß der Energievernichtung minimiert werden. Dies liegt daran, dass der durch das bewegbare Teil zurückgelegte Weg aufgrund der Ausrichtung der Wellenbewegung in diesem Fall maximal ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Dabei zeigt:
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1: Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung in Schrägansicht;
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2: Kraftbegrenzungseinrichtung mit Einzelteilen in Explosionsdarstellung; und
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3: Vergrößerter Ausschnitt eines Gurtaufrollers in Schnittdarstellung.
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In der 1 ist eine Gurtwelle 2 mit einer daran angeordneten Kraftbegrenzungseinrichtung 4 zu erkennen, auf der ein nicht dargestellter Sicherheitsgurt aufwickelbar ist. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 wird auf die Gurtwelle 2 oder, wenn die Gurtwelle 2 mehrteilig ausgebildet ist, auf ein Teil der Gurtwelle 2 aufgepresst und zusammen mit dieser vormontiert in dem in der 3 zu erkennenden Gurtaufroller 1 montiert.
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Die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 umfasst mehrere Einzelteile, wie in der 2 zu erkennen ist, und wird vormontiert an der Gurtwelle 2 befestigt. Die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 weist ein ringförmiges Teil 15 mit axial gerichteten und beabstandeten Fortsätzen 20 und einen radial innen liegenden Ringflansch mit einem Vielzahnprofil 24 auf. Ferner ist an dem Teil 15 eine axial gerichtete ringförmige Verzahnung 20 vorgesehen, welche konzentrisch zu dem Ringflansch angeordnet ist.
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Außerdem ist ein Teil 11 in Form einer ringförmigen Verzahnungsscheibe mit zwei beidseitig angeordneten ringförmigen Verzahnungen 18 und 19 vorgesehen, welches radial innen eine Verzahnung 17 aufweist. Ferner ist ein Zahnring 7 mit einer radial äußeren und einer radial inneren Verzahnung 14 und 16 vorgesehen, der mit der Verzahnung 14 in die Verzahnung 17 eingeschoben wird und zusammen mit dem Teil 11 in das Teil 15 eingelegt wird. Anschließend wird ein ebenfalls ringförmiges Teil 5 mit radial gerichteten Fortsätzen 22 in die zwischen den Fortsätzen 20 vorhandenen Ausnehmungen 23 eingeführt. Das Teil 5 weist ebenfalls eine ringförmige axial gerichtete Verzahnung 10 auf, wie in der 3 zu erkennen ist. Die axial gerichteten Verzahnungen 10, 18, 19, 20 sind so angeordnet, dass sie nach dem Einlegender Teile 11 und 5 in das Teil 15 jeweils paarweise gegenüberliegen und ineinander greifen. Schließlich wird eine ringförmige Feder 6 in Form einer Wellringfeder eingelegt, die an dem Teil 5 anliegt. Der gesamte Verbund wird schließlich dadurch gesichert, indem die Fortsätze 20 radial nach innen umgebogen werden, und dadurch ein Widerlager für die sich daran abstützende Feder 6 bilden.
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Wie in der 3 zu erkennen ist, ist die Gurtwelle 2 zweiteilig mit einem Profilkopf 12 und einem Wellenkörper 26 ausgebildet. Der Profilkopf 12 und der Wellenkörper 26 sind in bekannter Weise mit einem Torsionsstab 25 miteinander verbunden, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als zusätzliche parallel wirkende Kraftbegrenzungseinrichtung vorgesehen ist. Die gemäß der Beschreibung zu 2 vormontierte Kraftbegrenzungseinrichtung 4 wird dann zunächst mit dem Ringflansch und dem Vielzahnprofil 24 auf einen Ringflansch 27 des Wellenkörpers 26 aufgeschoben und dadurch über das Teil 15 drehfest auf dem Wellenkörper 26 festgelegt. Anschließend wird der Profilkopf 12 mit einem Ringflansch 28 in den Ringraum zwischen dem Ringflansch des Teils 15 und dem Zahnring 7 in die Verzahnung 16 eingeführt, so dass das Teil 11 anschließend über den Zahnring 7 drehfest mit dem Profilkopf verbunden ist.
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An dem Profilkopf 12 ist ferner ein zylindrischer Absatz 13 mit einem größeren Außendurchmesser als der Außendurchmesser des Ringflansches 28 vorgesehen, auf dem das Teil 5 in Axialrichtung der Gurtwelle 2 querverschieblich gelagert ist.
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Nach der Montage der auch in der 1 dargestellten vormontierten Einheit aus der Gurtwelle 2 und der Kraftbegrenzungseinrichtung 4, wird diese in dem Aufrollerrahmen 3 angeordnet. Dabei wird die Gurtwelle 2 mit dem Profilkopf 12 seitlich durch eine Öffnung in einem der Schenkel des U-förmigen Aufrollerrahmens 3 eingeführt. An dem Profilkopf 12 ist eine Blockierklinke 9 schwenkbar gelagert, welche bei einer fahrzeugsensitiven oder gurtbandsensitiven Ansteuerung einer Blockiereinrichtung in eine in der Öffnung des Aufrollerrahmens 3 vorgesehene Blockierverzahnung 8 des Aufrollerrahmens 3 einsteuert und dadurch den Profilkopf 12 gegenüber dem Aufrollerrahmen 3 festlegt.
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Die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 wird dadurch aktiviert, indem zunächst die Blockierklinke 9 in einem ersten Schritt in die Blockierverzahnung 8 einsteuert und die Gurtwelle 2 in Gurtauszugsrichtung blockiert. Steigt die Zugkraft in dem Sicherheitsgurt über eine durch die Auslegung des Torsionsstabes 25 und die Auslegung der Kraftbegrenzungseinrichtung 4 festgelegte Kraftschwelle, so beginnt der Wellenkörper 26 der Gurtwelle 2 gegenüber dem Profilkopf 12 eine kraftbegrenzte Drehbewegung auszuführen, während der der Torsionsstab 25 energieverzehrend plastisch um seine eigene Achse verdreht wird. Parallel dazu wird das Teil 15 aufgrund der drehfesten Verbindung mit dem Wellenkörper 26 ebenfalls zu einer Drehbewegung angetrieben. Da das Teil 11 über den Zahnring 7 drehfest auf dem Profilkopf 12 festgelegt ist, dreht das Teil 15 gegenüber dem Teil 11, wobei es aufgrund des aneinander Abgleitens der Zahnflanken der Verzahnungen 20 und 18 quer zu der Drehbewegung des Teils 15 und quer zu der Axialrichtung der Gurtwelle 2 in Richtung Q verdrängt wird, so dass die Verzahnungen 20 und 18 außer Eingriff gelangen. Gleichzeitig werden die Verzahnungen 19 und 10 in Eingriff gedrängt, wobei das Teil 5 gegen die Federkraft der Feder 6 axial auf dem Absatz 13 und in den Ausnehmungen 23 des Teils 15 verschoben wird. Während der weiteren Vorschubbewegung des Teils 15 wird das Teil 5 über die Fortsätze 20 mitgenommen und drängt dadurch das in Umfangsrichtung festgelegte Teil 11 durch das aneinander Abgleiten der Zahnflanken der Verzahnungen 19 und 10 wieder in Richtung des Teil 15 und der Verzahnung 20. Die Rückbewegung wird dabei durch die von der Feder 6 ausgeübte Federkraft unterstützt, da das Teil 5 aufgrund der Federbelastung durch die Feder 6 und der querverschieblichen Lagerung zumindest teilweise die Bewegung mit ausführt, Die Querbewegung des Teils 5 wird dabei dadurch begrenzt, indem die Feder 6 durch das sich mitbewegende Teil 5 auf Block zusammengedrückt wird und dadurch einen Anschlag bildet. Die Wellenbewegung des Teils 11 in Richtung Q wird in der einen Endstellung durch die auf Block zusammengedrückte Feder 6 und das dadurch axial in eine Richtung festgelegte Teil 5, und in der jeweils anderen Endstellung durch das Teil 15 begrenzt. Die der Energievernichtung der Kraftbegrenzungseinrichtung 4 zugrunde liegende Relativbewegung wird in diesem Fall durch die Wellenbewegung des Teils 11 in Richtung Q quer zu der rotatorischen Vorschubbewegung des Teils 15 in Richtung V gebildet, wobei die Vorschubbewegung V der Drehbewegung der Gurtwelle 2 und damit unmittelbar der Auszugsbewegung des Sicherheitsgurtes entspricht. Die Vorschubbewegung V entspricht damit der kraftbegrenzten Gurtauszugsbewegung, welche durch die Bewegung des Teils 11 in Richtung Q mit den dabei periodisch außer und in Eingriff gelangenden Verzahnungen 10, 18, 19 und 20 gebremst wird.
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In diesem Ausführungsbeispiel blockiert die Gurtwelle 2 mit der Blockierklinke 9 in den Aufrollerrahmen 3, es ist aber auch möglich, dass die Gurtwelle 2 durch direkten Eingriff der Blockierklinke 9 z. B. in die Innenverzahnung 16 des Zahnringes 7 blockiert wird, sofern die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 an dem Aufrollerrahmen 3 festgelegt ist. In diesem Fall ist es denkbar, dass das Teil 11 nicht nur die quer gerichtete Wellenbewegung in Richtung Q, sondern zusätzlich die Vorschubbewegung in Richtung V ausführt.
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Aufgrund der querverschieblichen Lagerung und der Federbelastung des Teils 5 führt das Teil 5 zumindest in einer Anfangsphase der kraftbegrenzten Gurtauszugsbewegung die Bewegung des Teils 11 mit aus, so dass die schwingende Masse durch die Summe der Massen der Teile 11 und 5 gebildet ist. Das Kraftbegrenzungsniveau wird dadurch erhöht, wobei zur Auslegung des so erhöhten Kraftbegrenzungsniveaus die Masse des Teils 5 und die Federkraft der Feder 6 zur Verfügung stehen.
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Mit zunehmender Gurtauszugsgeschwindigkeit erhöht sich die Frequenz der Wellenbewegung des Teils 11 und des Teils 5, bis die Trägheit der Feder 6 dazu führt, dass die Rückstellkraft nicht mehr schnell genug aufgebracht wird und das Teil 5 daraufhin die Bewegung nicht mehr mit ausführt. Der Zeitpunkt, wann das Teil 5 aufgrund der Trägheit der Feder 6 abgekoppelt wird, kann dabei durch die Auslegung der Feder 6 bestimmt werden. Ab dem Zeitpunkt der Abkopplung des Teils 5 sinkt die Masse der schwingenden Teile, so dass das Kraftbegrenzungsniveau sinkt.
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Die Kraftbegrenzungscharakteristik kann durch die Masse der ankoppelbaren Teile, durch die ausgeübte Federkraft und durch die Anzahl der ankoppelbaren Teile beeinflusst werden. Insbesondere kann z. B. auch zwischen dem Teil 15 und dem Teil 11 eine federbelastete Verzahnungsscheibe vorgesehen werden, welche die Bewegung in gleicher Weise mit vollzieht wie das Teil 5.
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Die Kraftbegrenzungseinrichtung 4 wurde in der Anwendung in einem Gurtaufroller 1 beschrieben, sie kann aber auch zur Kraftbegrenzung der Bewegung einer Lenksäule verwendet werden oder direkt in der Struktur des Kraftfahrzeuges angeordnet werden. Das Prinzip der Veränderung der Kraftbegrenzungscharakteristik durch die federbelastete mitbewegbare Masse ist dabei unabhängig von der Richtung der kraftbegrenzten Vorschubbewegung. Die rotatorische Vorschubbewegung mit der beschriebenen Ausbildung der Kraftbegrenzungseinrichtung 4 ist jedoch besonders günstig für einen Gurtaufroller, da in diesem Fall eine praktisch unbegrenzte Länge der Vorschubbewegung mit einer sehr klein bauenden Kraftbegrenzungseinrichtung 4 kraftbegrenzt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2006/108451 A1 [0002]
- DE 102008049931 [0003]
