DE102012004603A1

DE102012004603A1 - Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt

Info

Publication number: DE102012004603A1
Application number: DE201210004603
Authority: DE
Inventors: Martin Specht; Guillem Aranda; Reiner Wolff
Original assignee: Joyson Safety Systems Inc
Current assignee: Joyson Safety Systems Inc
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-08
Also published as: CN104334418B; US20150122931A1; HUE030336T2; IN2014DN07501A; EP2694335B8; DE102012004603B4; US9650015B2; WO2013132307A1; PL2694335T3; ES2578827T3; CN104334418A; EP2694335A1; EP2694335B1; KR20140142717A

Abstract

Ein Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen 7 drehbar gelagerten Gurtspule 1 für einen Sicherheitsgurt und einem mit schaltbarem Energieverbrauch auf eine Drehbewegung der Gurtspule 1 wirkenden Kraftbegrenzer 2, welcher ein in einem abgeschlossenen Kraftbegrenzerraum 8 eingeschlossenes dilatantes Granulat 3 aus trockenem, körnigem Feststoff und wenigstens einen relativ zum Granulat 3 drehbaren Drehkörper 4 aufweist, wobei der Energieverbrauch aus zwischen den Granualtkörnern wirkenden Scherkräften resultiert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt, bei dem an einem Rahmen eine Gurtspule für einen Sicherheitsgurt drehbar gelagert ist und welcher einen mit schaltbarem Energieverbrauch auf eine Drehbewegung der Gurtspule wirkenden Kraftbegrenzer aufweist.
Bei einem derartigen, aus DE 10 2009 014 999 A1 bekannten Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt beinhaltet der Kraftbegrenzer eine Bremse, bei welcher eine Relativverdrehung zwischen dem zu bremsenden Element und einem Abstützelement zu einem Druckanstieg in einem Druckraum führt, der in eine Betätigungskraft der Bremse umgesetzt wird. Ein in den Druckraum gefülltes Medium kann Silikon insbesondere ein Silikongranulat sein, dessen Partikeldurchmesser circa 0,2–0,3 mm beträgt und mittels eines axialbeweglichen Verdrängungselementes teilweise zerschert werden kann. Das Verdrängungselement verdrängt das in dem Druckraum vorgesehene Medium und bewirkt so im Druckraum den Druckanstieg, der in die Betätigungskraft der Bremse umgesetzt wird. Bei diesem bekanntem Kraftbegrenzer erfolgt die Kraftbegrenzung ausschließlich durch die Bremse und nicht durch das Medium.
Durch den Kraftbegrenzer soll bei einem Unfall die zwischen dem im Fahrzeugsitz vorverlagerten, angegurteten Fahrzeuginsassen und dem Sicherheitsgurt wirkende Kraft begrenzt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gurtaufroller zu schaffen, bei welchem eine selbsttätige Einstellung der Kraftbegrenzerwirkung, in Abhängigkeit von den Daten des Fahrzeuginsassen und der jeweiligen Unfallschwere, erreicht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Durch die Erfindung wird ein Gurtaufroller geschaffen, dessen an einem Rahmen des Gurtaufrollers drehbar gelagerte Gurtspule für einen Sicherheitsgurt während der Drehbewegung bei einem Unfallgeschehen durch einen Kraftbegrenzer energieverbrauchend beeinflusst wird. Der Energieverbrauch des Kraftbegrenzers wird nur dann eingeschaltet, wenn ein Unfallgeschehen vorliegt und die Kräfte, welche zwischen dem Sicherheitsgurt und dem angegurteten Fahrzeuginsassen bei der Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen wirken, begrenzt werden müssen.
Hierzu kann die Gurtspule in bekannter Weise zweiteilig ausgebildet sein, wobei bei einem Unfallgeschehen der eine Gurtspulenteil gegenüber dem Rahmen gegen Drehung mit Hilfe einer Sperreinrichtung blockiert wird und der andere Gurtspulenteil beim vom vorverlagerten Fahrzeuginsassen abgewickelten Sicherheitsgurt gedreht wird. Die Drehbewegung der Gurtspule wird mit vom Kraftbegrenzer erzeugtem Energieverbrauch beeinflusst.
Bei der Erfindung beinhaltet der Kraftbegrenzer einen abgeschlossenen Raum (Kraftbegrenzerraum), in welchem ein Granulat aus trockenem, körnigem Feststoff eingeschlossen ist. Relativ zum körnigen Granulat ist in dem abgeschlossenen Raum wenigstens ein relativ zum Granulat bewegbarer Körper, welcher als linear bewegbarer Verdrängerkörper oder Kolben oder als drehbarer Drehkörper ausgebildet sein kann, vorgesehen. Bei einem Unfallgeschehen wird der Körper gegenüber dem Granulat bewegt, wobei aus zwischen den Granulatkörnern wirkenden Scherkräften der Energieverbrauch resultiert. Dadurch werden die zwischen dem Sicherheitsgurt und dem Fahrzeuginsassen wirkenden Kräfte begrenzt. Das Granulat kann so beschaffen sein, dass das Granulat durch die auf die Granulatkörner wirkende Kräfte expandiert. Auch kann das Granulat mit wenigstens ein in den Kraftbegrenzerraum einbringbares oder im Kraftbegrenzerraum vorgesehenes Treibmittel mischbar sein.
Auf diese Weise lässt sich bei unterschiedlichen Unfallschweren, das heißt bei unterschiedlichen Beschleunigungen und Abbremsungen, welche auf den Körper des Fahrzeuginsassen einwirken, und bei unterschiedlichen Körperdaten des Fahrzeuginsassen, insbesondere hinsichtlich Köperschwere und -größe, eine im Wesentlichen gleichbleibende Vorverlagerung, insbesondere Vorverlagerungsgeschwindigkeit des Fahrzeuginsassen, durch die energieabsorbierende Kraftbegrenzung erzielen. Dies beruht im Wesentlichen darauf, dass der Widerstand, welcher gegen die Bewegung des relativ zum Granulat bewegten Drehkörpers im Medium des Granulats wirkt, sich mit der Drehgeschwindigkeit ändert. Bei einem Unfallgeschehen wird ein 95-Prozent-Mann den Sicherheitsgurt mit höherer Drehzahl von der Gurtspule abwickeln und dadurch eine höhere Drehzahl des im Granulat drehbaren Drehkörpers bewirken, als eine 5-Prozent-Frau. Demgemäß wird das Granulat der Linearbewegung des Verdrängerkörpers oder der Drehbewegung des Drehköpers im Granulat einen höheren Widerstand bei einem 95-Prozent-Mann entgegensetzen, als bei einer 5-Prozent-Frau. Auf diese Weise lassen sich bei unterschiedlichen Fahrzeuginsassen im Wesentlichen die gleichen kinematischen Kurven für die Kraftbegrenzerwirkung erreichen. Der der Bewegung des Körpers entgegengesetzte Widerstand im Granulat erfolgt aufgrund der zwischen den Granulatkörnern wirkenden Scherkräfte, wobei Krafteinwirkungen zwischen benachbarten Granulatkörnern erfolgen. Diese Krafteinwirkungen können zu dynamisch wirkenden Kräfteketten innerhalb des Granulats führen, wobei diese Kräfteketten sich während der Linearbewegung des Verdrängerkörpers oder der Drehung des Drehkörpers im Granulat aufbauen und sich wieder abbauen und die Entstehung neuer Kräfteketten bewirken. Dabei kann es auch zum Brechen und Zerstören der Granulatkörner kommen. Ferner kann bei diesem Energieverbrauch auch Wärme entstehen.
Der wenigstens eine Drehkörper ist in bevorzugter Weise in Richtung seiner Drehachse im abgeschlossenen Kraftbegrenzerraum, in welchem das Granulat eingeschlossen ist, ortsfest angeordnet. Das bedeutet, dass der Drehkörper gegenüber dem Granulat nur eine Drehbewegung ausübt. In bevorzugter Weise kann der Drehkörper beim Energieverbauch in radialer Richtung verformbar sein. Auf diese Weise wird auf Granulatkörner, die zwischen dem äußeren Umfang des Drehkörpers und der Innenwand des geschlossenen Kraftbegrenzerraums angeordnet sind, eine erhöhte Scherkraftwirkung ausgeübt. Der wenigstens eine Drehkörper kann in das Granulat ganz oder teilweise eingetaucht sein.
In bevorzugter Weise ist der wenigstens eine Drehkörper als Flügelrad ausgebildet, dessen Flügel in das Granulat eingetaucht sind. Der Drehkörper kann starr mit der Gurtspule verbunden sein, es ist jedoch auch möglich eine Kupplung und/oder ein Getriebe zwischen der Gurtspule und dem wenigstens einen Drehkörper vorzusehen. Die Flügel des Flügelrades können gekrümmt sein und/oder eine Schränkung aufweisen. Der Drehkörper und insbesondere das Flügelrad können so gestaltet sein, dass während der Drehung eine radiale Verlagerung der Granulatkörner erfolgt.
Zwischen dem Kraftbegrenzer und der Gurtspule kann ein Getriebe vorgesehen sein, welches das von der Gurtspule ausgehende Drehmoment mit sich änderndem Übersetzungsverlauf auf den Kraftbegrenzer insbesondere den linear im Granulat beweglichen Verdrängerkörper oder den Drehkörper überträgt. Der sich ändernde Übersetzungsverlauf des Getriebes ist bevorzugt als progressiver Übersetzungsverlauf ausgebildet. Das Getriebe kann hierzu eine Kraftübertragungsstelle aufweisen, an welcher das Drehmoment der Gurtspule zum Kraftbegrenzer übertragen wird. Zur Erzielung des sich ändernden Übersetzungsverlaufs, insbesondere des progressiven Übersetzungsverlaufs, kann der Abstand der Kraftübertragungsstelle von einer Drehachse, um welche die Kraftübertragungsstelle bei der kraftbegrenzenden Gurtspulendrehung gedreht wird, sich ändern. Vorzugsweise erfolgt diese Änderung entlang einer Spirale, wobei der Abstand der Kraftübertragungsstelle von der Drehachse während der kraftbegrenzenden Gurtspulendrehung sich verringert. Das Drehmoment der Gurtspule kann vorzugsweise über ein Zugseil von der Kraftübertragungsstelle auf den Kraftbegrenzer insbesondere den linear beweglichen Verdrängerkörper oder den Drehkörper übertragen werden.
Bei Verwendung eines Getriebes mit sich änderndem Übersetzungsverlauf, insbesondere mit progressiv sich änderndem Übersetzungsverlauf zwischen der Gurtspule und dem Kraftbegrenzer, kann der Kraftbegrenzer auch eine andere Ausgestaltung haben. Beispielsweise kann der Kraftbegrenzer in herkömmlicher Weise als Torsionsstab ausgebildet sein oder einen Verformungskörper aufweisen, bei dessen von der Gurtspule bewirkten Bewegung, Verformungsarbeit zur Erzielung der Kraftbegrenzung geleistet wird.
Das Granulat wird vorzugsweise von harten Körnern gebildet, welche eine Mohshärte von wenigstens 4 (absolute Schleifhärte: 5) aufweisen. Das Granulat kann Körner aus unterschiedlichem Material und/oder unterschiedlicher Härten aufweisen. Vorzugsweise kann das Granulat aus Quarz(SiO₂)-Sand gebildet werden. Die Körner können auch aus einem anderen Material, beispielsweise Kunststoff, mineralischen Körnern, Glas, Metall und dergleichen, bestehen.
Das Granulat im abgeschlossenen Kraftbegrenzerraum besitzt eine Schüttdichte (Masse/Volumen) von vorzugsweise 1 g/cm³ bis 4,5 g/cm³, wobei die Schüttdichte innerhalb des angegebenen Bereichs in Abhängigkeit vom spezifischen Gewicht des Körnermaterials variiert.
Ferner kann der Kraftbegrenzer zusätzlich einen Torsionsstab aufweisen, welcher parallel oder in Reihe zum Kraftbegrenzerteil, der aus dem dilatanischem Granulat und dem wenigstens einem drehbaren Drehkörper gebildet wird, angeordnet sein kann.
Vorzugsweise kann die Schüttdichte des Granulats im Kraftbegrenzerraum in Abhängigkeit von der Unfallschwere und/oder den Körperdaten des angegurteten Fahrzeuginsassen eingestellt werden. Die Körperdaten des angegurteten Fahrzeuginsassen können durch Erfassung der Gurtbandauszugslänge, welche beim Anlegen des Sicherheitsgurtes ausgehend von der Parkposition der Gurtspule von dieser abgezogen wird, ermittelt werden. Hierbei kann ferner die Sitzposition des Fahrzeugsitzes in Fahrzeuglängsrichtung berücksichtigt werden. Ferner ist es möglich, das Gewicht des Fahrzeuginsassen am Fahrzeugsitz und gegebenenfalls optisch seine Körpergröße zu erfassen. In Abhängigkeit von diesen Daten kann die Schüttdichte des Granulats im Kraftbegrenzerraum vorzugsweise durch entsprechende Änderung des Volumens des Kraftbegrenzerraums eingestellt werden.
Außerdem kann die Schüttdichte des Granulats im Kraftbegrenzerraum in Abhängigkeit von der Beschleunigung oder der Geschwindigkeit des Bandauszugs bei der kraftbegrenzten Vorverlagerung des Fahrzeuginsassen eingestellt werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe eines Drehzahlgebers, welcher die Drehbewegung der Gurtspule oder die Drehbewegung des drehbaren Gurtspulenteils bei der Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeuginsassen erfasst, erreicht werden. Mit Hilfe einer an den Drehzahlgeber angeschlossenen Steuereinrichtung, welche separat vorgesehen ist oder im Boardcomputer des Fahrzeugs integriert ist, wird die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des Gurtbandauszugs ermittelt und eine entsprechende Stellbewegung für die Volumenänderung des Kraftbegrenzerraums erzeugt. Durch die Volumenänderung wird die Schüttdichte des Granulats im Kraftbegrenzerraum entsprechend verändert.
In vorteilhafter Weise wird bei der Erfindung auch bei einem 95-Prozent-Mann die gewünschte Kraftbegrenzerwirkung nach einem relativ kurzem Gurtbandauszug erreicht.
Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt:
1: einen Gurtaufroller für einen Fahrzeugsicherheitsgurt mit einem eingebauten Kraftbegrenzer, welcher ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
2: schematisch in Explosivdarstellung Bestandteile, welche beim Ausführungsbeispiel der 1, zum Einsatz kommen;
3A–3D: Formen von Drehkörpern, welche beim Ausführungsbeispiel der 1 und 2, zum Einsatz kommen können;
4: eine schnittbildliche Darstellung entlang der Gurtspulenachse eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;
5: eine schnittbildliche Darstellung entlang einer Schnittlinie A-A im Ausführungsbeispiel der 4;
6: ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung;
7: ein weiteres Ausführungsbeispiel
8: eine schnittbildliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
9: eine schnittbildliche Darstellung entlang der Schnittlinie C-C in 8;
10: eine schnittbildliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
11: eine schnittbildliche Darstellung entlang einer Schnittlinie A-A in 10;
12: eine schnittbildliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels;
13: eine schnittbildliche Darstellung entlang einer Schnittline F-F in 12;
13a: eine modifizierte Ausführungsform eines Flügels eines als Flügelrad ausgebildeten Drehkörpers;
14: eine schnittbildliche Darstellung entlang einer Schnittlinie G-G in 12; und
15: in schnittbildlicher Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel;
16: in schnittbildlicher Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein linear im Kraftbegrenzerraum beweglicher Verdrängerkörper und ein progressives Getriebe zum Einsatz kommen;
17: eine Seitenansicht des in 16 dargestellten Ausführungsbeispiels;
18: eine schnittbildliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels mit progressiven Getriebe; und
19: ein weiteres Ausführungsbeispiel mit progressiven Getriebe.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen besitzt der jeweilige Gurtaufroller einen Rahmen 7, an welchem die Gurtspule 1 für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeugs drehbar gelagert ist. Der Gurtaufroller beinhaltet ferner einen Kraftbegrenzer 2, welcher bei einem Unfallgeschehen mit Energieverbrauch auf eine Drehbewegung der Gurtspule 1 wirkt.
Der Kraftbegrenzer 2 besitzt einen abgeschlossenen Kraftbegrenzerraum 8, in welchem ein Granulat 3 eingeschlossen ist. Das Granulat 3 besteht aus einem trockenen, körnigen Feststoff. Die Granulatkörner können eine bestimmte Härte entsprechend einer Mohshärte von wenigstens 4 (absolute Schleifhärte: 5) besitzen. Beispielsweise bestehen die Granulatkörner aus mineralischen Körnern, beispielsweise Quarz(SiO₂)-Sand. Die Granulatkörner können jedoch auch aus Kunststoff, Glas oder metallischen Material bestehen. Der Durchmesser der im Wesentlichen abgerundeten Granulatkörner beträgt etwa 0,1–0,4 mm. Die Granulatkörner können auch aus unterschiedlichen Materialien bestehen und/oder unterschiedliche Härten aufweisen.
Der Kraftbegrenzer 2 weist ferner einen Drehkörper 4 auf, welcher im Kraftbegrenzerraum 8 angeordnet ist und relativ zum Granulat 3 drehbar ist. Der Drehkörper 4 steht in Drehantriebsverbindung mit der Gurtspule 1. Hierzu kann der Drehkörper 4, wie bei den Ausführungsbeispielen der 4 bis 7 gezeigt ist, drehfest mit der Gurtspule 1 verbunden sein oder über ein Getriebe und/oder eine schaltbare Kupplung in die Antriebsverbindung mit der Gurtspule 1 stehen. Dies kann beispielsweise bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen der Fall sein. Jedoch kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine drehbare Antriebsverbindung zwischen dem Drehkörper 4 und der Gurtspule 1 vorgesehen sein.
Es können ein oder mehrere Drehkörper 4 mit der Gurtspule 1 in Antriebsverbindung stehen.
In bevorzugter Weise ist der wenigstens eine Drehkörper 4 in Richtung seiner Drehachse 5, bezüglich des Kraftbegrenzerraumes 8 und insbesondere auch bezüglich der Gurtspule 1, ortsfest angeordnet.
Der Drehkörper 4 kann, wie in den 3A bis 3D gezeigt ist, unterschiedliche Formen aufweisen. Beispielsweise kann der Drehkörper scheibenförmig ausgebildet sein mit radial sich erstreckenden Rippen an einer oder beiden Scheibenoberflächen (3A). Bei dem in 3B gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Drehkörper 4 als sechskantiger Drehkörper ausgebildet. Bei dem in 3C ausgeführten Beispiel ist der Drehkörper 4 als zwei-flügeliger Rotor ausgebildet. Bei dem in 3D Ausführungsbeispiel ist der Drehköper 4 als Flügelrad ausgebildet, wobei das dargestellte Ausführungsbeispiel sechs Flügel aufweist. Die Flügel können, wie in 3D gezeigt gekrümmt sein. Die Flügel können jedoch auch eine geradlinige radiale Ausdehnung haben. Die Flügel können auch eine Schränkung oder Schraubung aufweisen.
In bevorzugter Weise ist der wenigstens ein Drehkörper 4 in das Granulat 3 ganz oder teilweise eingetaucht. Beim Ausführungsbeispiel der 3A sind die radial sich erstreckenden Rippen am scheibenförmigen Drehkörper 4 vollständig in das Granulat 3 eingetaucht. Beim Ausführungsbeispiel der 3B ist zumindest die sechskantige Umfangsfläche des Drehkörpers 4 vollständig in das Granulat eingetaucht. Bei dem in 3C dargestellten Ausführungsbeispiel sind zumindest die Umfangsflächen 13 der beiden Flügel vollständig in das Granulat 3 eingetaucht. Beim Ausführungsbeispiel der 3D sind ebenfalls zumindest die Umfangsflächen 13 an jedem Flügel des Flügelrads in das Granulat 3 eingetaucht.
Die Gurtspule besteht im Wesentlichen aus zwei Gurtspulenteilen 11 und 14. Der eine Gurtspulenteil 11 kann bei überhöhter Beschleunigung oder Abbremsung, beispielsweise bei einem Unfallgeschehen, gegenüber dem Rahmen 7 gegen weitere Drehung blockiert werden. Dies kann in bekannter Weise durch eine gurtbandsensitive und/oder fahrzeugsensitive Blockiereinrichtung 16 (8 und 10) erfolgen. Der andere Gurtspulenteil 14 ist gegenüber dem blockierten Gurtspulenteil 11 drehbar, wobei zwischen dem blockierten Gurtspulenteil 11 und dem drehbaren Gurtspulenteil 14 der Kraftbegrenzer 2 bei Auszug des Sicherheitsgurtes kraftbegrenzend wirkt.
Bei den in den 4 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispielen beinhaltet die Gurtspule 1, den gegenüber dem Rahmen 7 blockierbarem Gurtspulenteil 11 und den gegenüber dem blockierten Gurtspulenteil 11, drehbaren Gurtspulenteil 14. Im Normalbetrieb ist die gesamte Gurtspule 1, das heißt sowohl der blockierbare Gurtspulenteil 11, als auch der drehbare Gurtspulenteil 14, zusammen mit dem im Kraftbegrenzerraum 8 angeordneten Kraftbegrenzer, drehbar am Rahmen 7 gelagert. Der Kraftbegrenzer 2 erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel der 4 und 5 innerhalb eines im Wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildeten Kraftbegrenzerraumes 8 entlang der Gurtspulenachse 5. An der Innenwand des hülsen- oder topfförmig ausgebildeten drehbaren Gurtspulenteils 14 befinden sich in das Granulat 3 ragende zahnartige Vorsprünge, welche am drehbaren Gurtspulenteil 14 mehrere um die Gurtspulenachse 5 drehbare und in das Granulat 3 eingetauchte Drehkörper 4 bilden. Diese Drehkörper 4 erstrecken sich im Wesentlichen radial nach innen in das Granulat 3 und sind an der äußeren Begrenzungswand des Kraftbegrenzerraums 8 vorgesehen. An der radial innen liegenden Begrenzungsfläche des Kraftbegrenzerraumes 8 können ebenfalls Vorsprünge vorgesehen sein. Diese radial innen liegende Begrenzungsfläche des Kraftbegrenzerraums 8 wird von einem hülsenförmigen Stator 12 gebildet, der drehfest mit dem blockierbarem Gurtspulenteil 11 verbunden ist. Es ist jedoch auch möglich, die am hülsenförmigen Stator 12 vorgesehene, radial innen liegende Begrenzungsfläche des Kraftbegrenzerraums 8 glatt auszubilden. Bei einem Unfallgeschehen wird der blockierbare Gurtspulenteil 11 und der Stator 12 gegen Drehung am Rahmen 7 blockiert. In Abhängigkeit von der Unfallschwere und der Körpergröße und dem Körpergewicht des angegurteten Fahrzeuginsassen wird der Sicherheitsgurt von der Gurtspule abgezogen, wobei sich der drehbare Gurtspulenteil 14 gegenüber dem blockierten Gurtspulenteil 11 dreht, dabei werden die Vorsprünge an der Innenseite des drehbaren Gurtspulenteils 14, welche die Drehkörper 4 bilden, gegenüber dem Granulat 3 gedreht. Hierbei werden auf die Granulatkörner Scherkräfte ausgeübt, welche Energie absorbieren und somit zu einer Begrenzung der zwischen dem Körper des vorverlagertem Fahrzeuginsassen und dem abgezogenem Gurtband wirkenden Kräfte führen.
Zusätzlich kann, wie in den 4, 5, 8 bis 11 dargestellt, ein Torsionsstab 6 vorgesehen sein, welcher innerhalb der hülsenförmigen Kraftbegrenzeranordnung angeordnet ist. Das eine Ende (linke Ende des Torsionsstabes 6) ist drehfest mit dem blockierbaren Gurtspulenteil 11 verbunden und das andere Ende (rechte Ende des Torsionstabes 6) ist drehfest mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 verbunden.
Bei den in den 6 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispielen befindet sich der Kraftbegrenzerraum 8 zwischen zwei einander gegenüber liegenden Stirnflächen am blockierbarem Gurtspulenteil 11 und am drehbaren Gurtspulenteil 14 (6, 7, 10, 11) oder am blockierbaren Gurtspulenteil 11 (8, 9). Hierzu kann die Stirnfläche am drehbaren Gurtspulenteil 14 in einer rotationssymmetrisch zur Gurtspulenachse 5 angeordneten Vertiefung liegen. Im Kraftbegrenzerraum 8 befindet sich das Granulat 3 und an der versenkt angeordneten Stirnfläche des drehbaren Gurtspulenteil 14 der 6 befinden sich in Form von im Wesentlichen radial sich erstreckenden Vorsprüngen die Drehkörper 4, welche in das Granulat 3 eingebettet sind. An der gegenüber liegender Stirnfläche des blockierbaren Gurtspulenteils 11 können ebenfalls in das Granulat 3 ragende, sich im Wesentlichen radial erstreckende, Vorsprünge vorgesehen sein, welche die Wirkungen des Stators 12 haben.
Auch bei diesen Ausführungsbeispielen erfolgt bei der Drehung des drehbaren Gurtspulenteils 14 gegenüber dem blockierten Gurtspulenteil 11 eine Kraftbegrenzerwirkung, die durch die Scherkräfte, welche von den als axiale Vorsprünge wirkenden Drehkörpern 4 im Granulat 3 bewirkt werden, verursacht wird.
Anstelle der als Drehkörper 4 wirkenden Vorsprünge kann im stirnseitigen Kraftbegrenzerraum 8 auch einer der Drehkörper 4, welche in den 3A–3D dargestellt sind, angeordnet sein (7 bis 11). Dieser Drehkörper ist beim Ausführungsbeispiel de 7 drehfest auf einem Wellenstummel 15 des drehbaren Gurtspulenteils 14 angeordnet. Vorzugsweise wird ein als Flügelrad ausgebildeter Drehkörper, wie er in 3D dargestellt ist, im Kraftbegrenzerraum 8 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel der 7 sind der Kraftbegrenzerraum 8 und das Granulat 3 in einer Ausnehmung des blockierbaren Gurtspulenteils 11 angeordnet. Mit dem blockierbaren Gurtspulenteil 11 kann in 7, wie beim Ausführungsbeispiel der 4 und 5, das eine Ende eines Torsionsstabes drehfest verbunden sein. Das andere Ende des Torsionsstabes ist mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 verbunden. Der Torsionsstab erstreckt sich entlang der Gurtspulenachse 5 in einem Hohlraum im Wellenstummel 15 und dem drehbaren Gurtspulenteil 14.
Bei den in den 8 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispielen erstreckt sich der Torsionsstab als Bestandteil des Kraftbregrenzers 2 entlang der Drehachse 5 der Gurtspule. Am einen Ende (linken Ende) ist der Torsionsstab 6 mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 drehfest verbunden. Das andere Ende (rechtes Ende) des Torsionsstabes ist bei dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 über eine Sollbruchstelle 17 mit dem blockierbaren Gurtspulenteil 11 verbunden. Ferner ist dieses rechte Ende des Torsionsstabes 6 drehfest mit dem Drehkörper 4, welcher beispielsweise als Flügelrad ausgebildet ist, verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Sollbruchstelle 17 bis zu einer bestimmten Kraftschwelle als Kraftbegrenzer. Die Sollbruchstelle 17 kann auch zwischen dem blockierbaren Gurtspulenteil 11 und den drehbaren Gurtspulenteil 14 vorgesehen sein. Bei Überschreiten der Kraftschwelle wird die Verbindung zwischen dem sich mit dem Torsionsstab 6 drehenden Gurtspulenteil 14 und dem blockierten Gurtspulenteil 11 gelöst, sodass der Drehkörper 4 im Granulat, welches sich im Kraftbegrenzerraum 8 befindet, mit Kraftbegrenzung gedreht wird. Die Drehbewegung wird von dem drehbaren Gurtspulenteil 14 über den Torsionsstab 6 auf den Drehkörper 4 übertragen. Der Kraftbegrenzerraum 8 mit dem Granulat 3 ist in einer Ausnehmung des blockierbaren Gurtspulenteils 11 angeordnet. Hierbei wirkt der sich im Granulat 3 bewegende Drehkörper 4 wie eine Rutschkupplung für den Torsionsstab 6. Der Drehkörper 4, welcher über den Torsionsstab 6 mit dem sich drehenden Gurtspulenteil 14 verbunden ist, dreht sich solange relativ zum blockierten Gurtspulenteil 11 bis das am Drehkörper 4 im Granulat 3 anstehende Drehmoment größer wird, als das den Torsionsstab 6 tordierende Drehmoment. Dann wirkt der Torsionsstab 6 als Kraftbegrenzer.
Beim Ausführungsbeispiel der 10 und 11, ist der Torsionsstab 6 mit seinem einen Ende (linkes Ende) mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 verbunden, und am anderen Ende ist der Torsionsstab 6 mit dem Drehkörper 4, welcher ebenfalls als Flügelrad ausgebildet ist, drehfest verbunden. Gegenüber dem blockierbaren Gurtspulenteil 11 ist der Torsionsstab 6 drehbar gelagert. Falls es bei diesem Ausführungsbeispiel zu einer Blockierung der relativen Drehbewegung des Drehkörpers 4 gegenüber dem Granulat, welches im Kaftbegrenzerraum 8 angeordnet ist, kommt, wirkt der Torsionsstab 6 allein als Kraftbegrenzer.
Beim Ausführungsbeispiel der 12 bis 14 befinden sich der Kraftbegrenzerraum 9 und das Granulat 3 in einer Ausnehmung des blockierbaren Gurtspulenteils 11. Der Drehkörper 4, welcher vorzugsweise als Flügelrad (3D) ausgebildet ist, ist drehfest mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 verbunden. Gegenüber dem Torsionsstab 6 ist der Drehkörper 4 drehbar gelagert. Bei kraftbegrenzendem Gurtbandauszug dreht sich der Drehkörper 4 zusammen mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 gegenüber dem blockiertem Gurtspulenteil 11, welcher das Granulat 3 im Kraftbegrenzerraum 8 beinhaltet. Gleichzeitig wird der Torsionsstab 6, dessen rechtes Ende drehfest mit dem blockiertem Gurtspulenteil 11 verbunden ist, tordiert. Es ergibt sich hierbei eine additive Gurtbandbegrenzerwirkung wie beim Ausführungsbeispiel der 10 und 11.
In den Ausführungsbeispielen der 8 bis 14 ist eine Blockiereinrichtung 16 gezeigt, welche bei überhöhten Beschleunigungen oder Abbremsungen fahrzeugsensitiv und/oder gurtbandsensitiv das blockierbare Gurtspulenteil 11 und im normalen Fahrbetrieb die gesamte Gurtspule 1 am Rahmen 7 gegen Drehung sperrt. Bei einem Unfallgeschehen wird, wie schon erläutert, der blockierbare Gurtspulenteil 11 am Rahmen 7 gegen Drehung gesperrt und der drehbare Gurtspulenteil 14 kann bei Vorverlagerung des angegurteten Fahrzeuginsassen mit Kraftbegrenzerwirkung bei Gurtbandauszug gedreht werden.
Bei einer Relativdrehung des als Flügelrad ausgebildeten Drehrades 4 gegenüber dem Granulat 3 in den Ausführungsbeispielen der 8, 9 und 12 bis 14 im Uhrzeigersinn, werden die Granulatkörper im Kraftbegrenzerraum 8 im Wesentlichen in Drehrichtung verdrängt. Der Kraftbegrenzerraum 8 und das Granulat 3 befinden sich in einem stirnseitigen Hohlraum des drehbaren Gurtspulenteils 14. Bei Drehung des als Flügelrad ausgebildeten Drehkörpers 4 im Ausführungsbeispiel der 10, 11 gegenüber dem Granulat 3 im Uhrzeigersinn, wirken auf die Granulatkörper im Kraftbegrenzerraum 8 radial nach außen gerichtete Verdrängungskomponenten. Die Flügel der in den Ausführungsbeispielen der 8 bis 14 gezeigten Flügelräder sind beispielsweise gekrümmt. Die Flügel können bei der Kraftbegrenzerdrehung verformt werden, sodass durch diese Formänderung ein zusätzlicher Einfluss auf die Kraftbegrenzerwirkung erreicht wird. Ferner können die Flügel eine Schränkung aufweisen. Die Flügel können jedoch auch in radialer Richtung sich gerade erstrecken. Ferner können anstelle der Verformung an den Flügeln Gleitkörper 32 (13a) vorgesehen sein, welche aufgrund des steigenden Granulatdruckes und/oder von Fliehkraft sich radial nach Außen am jeweiligen Flügel zur Verlängerung der radialen Flügelausdehnung bewegen. Dadurch kann zusätzlich die Kraftbegrenzung beeinflusst werden. Die Gleitkörper 32 können manschettenartig oder als Kappen über die jeweiligen Flügel geschoben sein.
Der Drehkörper 4, insbesondere ein als Flügelrad (3C, 3D und 8 bis 11) ausgebildeter Drehkörper, kann in radialer Richtung verformbar ausgebildet sein. Hierzu können insbesondere die Flügel des Flügelrads bei der energieabsorbierenden Drehung im Granulat 3 sich radial nach außen verformen, wodurch der Wirkungsradius sich vergrößert und insbesondere am Umfangsrand der Flügel erhöhte Scherkräfte auf die Granulatkörper ausgeübt werden.
Bei dem in den 1, 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Kraftbegrenzer 2 in einem am Rahmen 7 des Gurtaufrollers befestigten Gehäuse, welches von den beiden Gehäuseteilen 9 und 10 gebildet wird. Der Drehkörper 4 ist im Kraftbegrenzerraum 8, welcher von den beiden Gehäuseteilen 9 und 10 umschlossen wird, angeordnet. Im Kraftbegrenzerraum 8 befindet sich das Granulat 3 und der die erforderlichen Scherkräfte auf die Granulatkörner ausübende Drehkörper 4. Die Gehäuseteile 9 und 10 können fest am Rahmen 7 angeordnet sein, wobei zwischen dem Rotor 4 und der Gurtspule 1 eine bei Normalbetrieb des Gurtaufrollers geöffnete und für den Kraftbegrenzerbetrieb eingerückte Kupplung zwischen dem drehbaren Gurtspulenteil und dem Drehkörper 4 vorgesehen ist. Der Drehkörper ist vorzugsweise koaxial zur Drehachse 5 der Gurtspule 1 angeordnet.
In der 15 ist in schnittbildlicher Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der prinzipielle Aufbau dieses Ausführungsbeispiels gleicht dem Aufbau des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2. Demgemäß ist in einem aus den Gehäuseteilen 9 und 10 bestehenden Gehäuse der Kraftbegrenzerraum 1 umschlossen. Im Kraftbegrenzerraum befindet sich das Granulat 3. Das Gehäuse ist am Rahmen 7 befestigt. Der Rotor 4 im Kraftbegrenzerraum 8 ist über eine Kupplung mit der Gurtspule 1 beziehungsweise mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 verbunden. Im normalen Gurtaufrollerbetrieb ist die Kupplung geöffnet, so dass die Gurtspule 1 gegenüber dem Drehkörper 4 frei drehen kann. Für den kraftbegrenzenden Gurtbandauszug ist die Kupplung 23 eingerückt, so dass der Drehkörper 4 und die Gurtspule 1 oder der drehbare Gurtspulenteil 14 drehfest miteinander verbunden sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann durch Volumenänderung des Kraftbegrenzerraums und damit des den Kraftbegrenzerraum füllenden Granulats 3 die Schüttdichte des Granulats im Kraftbegrenzerraum eingestellt werden. Hierzu kann ein Stellelement 20 vorgesehen sein, mit welchem ein Volumeneinsteller 21 in unterschiedliche axiale Positionen zur Volumenänderung des Kraftbegrenzerraumes 8 gebracht werden kann. Das Stellelement 20 kann als drehbare Nockenscheibe ausgebildet sein, die sich um die Drehachse 5 drehen kann. Je nach Drehwinkellage des Stellelementes 20 wird durch die axiale Verschiebung des Volumeneinstellers 21 das Volumen des Kraftbegrenzerraumes 8 und damit die Schüttdichte des Granulats 3 geändert. Für die Einstellungen des Stellelements 20 in die jeweilige Drehwinkelposition kann ein Stellantrieb 19, beispielsweise ein Elektromotor vorgesehen sein, welcher von einer Steuereinrichtung 18 angesteuert wird. Es kann sich hier um eine separate Steuereinrichtung oder um eine in den Boardcomputer des Kraftfahrzeugs integrierte Steuereinrichtung handeln. Die Steuereinrichtung 18 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Drehzahlgeber 17 verbunden. Das Signal des Drehzahlgebers entspricht der Bandabzugsgeschwindigkeit des kraftbegrenzenden Bandabzugs von der Gurtspule 1 beziehungsweise vom drehbaren Gurtspulenteil 14. In der Steuereinrichtung 18 kann die entsprechende Beschleunigung und damit ein Hinweis auf die Unfallschwere in Verbindung mit dem Körpergewicht des angegurteten Fahrzeuginsassen gewonnen werden. Weitere der Steuereinrichtung 18 zugeführte Kenndaten können die aus der Parkposition von der Gurtspule 1 abgezogene Gurtbandlänge beim Anlegen des Sicherheitsgurtes, die Sitzposition in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, die Körpergröße und das Körpergewicht des Fahrzeuginsassen und die bei einem Unfallgeschehen wirkende Beschleunigung oder Abbremsung an der Position des Fahrzeuginsassen im Fahrzeug sein.
Bei den Ausführungsbeispielen der 4 bis 7 und 10 bis 14 kann eine Volumenänderung des Kraftbegrenzerraums 8 auch durch eine relativ Verschiebung, insbesondere in axialer Richtung, zwischen dem blockierbaren Gurtspulenteil 11 und dem drehbaren Gurtspulenteil 14 innerhalb ihres Überlappungsbereiches geschehen, wie es durch einen Doppelpfeil 22 in der 7 schematisch dargestellt ist.
Durch die Erfindung wird eine Anpassung der Kraftbegrenzerkennlinien innerhalb eines großen Bereiches hinsichtlich Insassengröße und Insassengewicht sowie Unfallschwere für den kraftbegrenzten Gurtbandauszug erreicht.
Bei den in den 16 bis 19 schematisch dargestellten Gurtaufrollern, ist zwischen der Gurtspule 1 und insbesondere zwischen dem drehbaren Gurtspulenteil 14 und dem Kraftbegrenzer 2 ein Getriebe 24 mit sich änderndem Übersetzungsverlauf angeordnet. Das Getriebe 24 in den Ausführungsbeispielen ist so ausgebildet, dass es einen progressiven Übersetzungsverlauf aufweist. Dieser progressive Übersetzungsverlauf kann dadurch erreicht werden, dass der Abstand einer Kraftübertragungsstelle 25, von welcher aus das Drehmoment der Gurtspule 1 beziehungsweise des drehbaren Gurtspulenteils 14, auf den Kraftbegrenzer 2 übertragen wird, von einer Drehachse 5, welche mit der Drehachse 5 der Gurtspule zusammenfallen kann, bei der kraftbegrenzenden Gurtspulendrehung sich ändert. Diese Abstandsänderung kann entlang einer um die Drehachse 5 angeordneten Spirale 25 erfolgen. Die in den 16 bis 19 dargestellten Bestandteile des Gurtaufrollers sind in geeigneter Weise an einem nicht näher dargestellten Aufrollerrahmen gelagert.
Die Spirale 25 kann einen konischen Verlauf aufweisen und auf einer konisch geformten Seilscheibe 30 angeordnet sein. Die konisch geformte Seilscheibe 30 und damit die in spiralförmigen Seilrillen verlaufende Kraftübertragungsstelle 25 sind über eine Kupplung 23 mit der Gurtspule 1 beziehungsweise mit dem drehbaren Gurtspulenteil 14 verbunden. Die Kupplung 23 ist so ausgebildet, dass diese bei einer Relativdrehung des Spulenteils 14 gegenüber dem mit dem blockierten Gurtspulenteil 11 am einen Ende drehfest verbundenen Torsionsstab 6 bei einer Gurtbandauszugsbewegung in den eingerückten Zustand gebracht wird. Im normalen Gurtaufrollerbetrieb ist diese Kupplung 23 geöffnet.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen kann die Drehbewegung des drehbaren Gurtspulenteils 14 bei eingerückter Kupplung 23 über ein Zugseil 26 von der spiralförmigen Kraftübertragungsstelle 25 auf den Kraftbegrenzer 2 übertragen werden.
Im Ausführungsbeispiel der 16 und 17 beinhaltet der Kraftbegrenzer 2 einen linear im Kraftbegrenzerraum 8 beweglichen Verdrängerkörper 28. Dieser wird im Granulat 3, welches im Kraftbegrenzerraum 8 angeordnet ist nach Art eines Kolbens gezogen. Der Kraftbegrenzerraum 8 kann über die Befestigungsstelle 31 gegebenenfalls schwenkbar am Aufrollerrahmen befestigt sein. Der Verdrängerkörper 28 kann in seinem Verdrängerkörper axial sich erstreckende Durchgangsbohrungen oder an seinem Umfang axial sich erstreckende Durchlässe aufweisen, durch welche die Granulatkörner bei der Bewegung des Verdrängerkörpers 28 von der einen Seite auf die andere Seite des Verdrängerkörpers 28 gelangen können.
Bei dem in der 18 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Zugseil 26 um eine Seilumlenkstelle 27, beispielsweise Umlenkrolle, geführt und mit einer Seilscheibe 29, welche am Ende des Torsionsstabes 6 vorgesehen ist, verbunden. Auf diese Weise wird die Drehbewegung des drehbaren Gurtspulenteils 14 über das Getriebe auf das drehbare Ende des Torsionsstabes 6 übertragen. Das andere Ende des Torsionsstabes 6 ist fest mit dem blockierten Gurtspulenteil 11 verbunden.
Im Ausführungsbeispiel der 19 wird die Drehung des drehbaren Gurtspulenteils 14 über das um die Umlenkstelle 27 umgelenkte Zugseil 26 auf die mit dem Drehkörper 4 verbundene Seilscheibe 29 übertragen. Der Drehkörper 4 ist Bestandteil des Kraftbegrenzers 2 der so ausgebildet sein kann, wie es anhand der 1 und 2 oben erläutert wurde.
Bezugszeichenliste

1: Gurtspule
2: Kraftbegrenzer
3: Granulat
4: Drehkörper
5: Drehachse
6: Torsionsstab
7: Rahmen
8: Kraftbegrenzerraum
9, 10: Gehäuseteile
11: Blockierbarer Gurtspulenteil
12: Stator
13: Umfangsflächen
14: Drehbarer Gurtspulenteil
15: Wellenstummel
16: Blockiereinrichtung
17: Drehzahlgeber
18: Steuereinrichtung
19: Stellantrieb
20: Stellelement
21: Volumeneinsteller
22: Doppelpfeil
23: Kupplung
24: Getriebe
25: Kraftübertragungsstelle (Spirale)
26: Zugseil
27: Seilumlenkstelle
28: linear beweglicher Körper
29: Seilscheibe
30: Konische Seilscheibe
31: Befestigungsstelle
32: Gleitkörper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009014999 A1 [0002]

Claims

Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen (7) drehbar gelagerten Gurtspule (1) für einen Sicherheitsgurt und einem mit einstellbarem Energieverbrauch auf eine Drehbewegung der Gurtspule (1) wirkenden Kraftbegrenzer (2), welcher ein in einem abgeschlossenem Kraftbegrenzerraum (8) eingeschlossenes Granulat (3) aus trockenem, körnigem Feststoff und wenigstens einen im wesentlichen linear im Granulat (3) bewegten Körper (28) oder wenigstens einen Drehkörper (4) aufweist, wobei Drehkörper (4) und Granulat (3) drehbar zueinander angeordnet sind, und der Energieverbrauch aus zwischen den Körneroberflächen wirkenden Kräften resultiert.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Drehkörper (4) in Richtung seiner Drehachse (5), bezüglich des Kraftbegrenzerraumes (8) und/oder bezüglich der Gurtspule (1) ortsfest angeordnet ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Drehkörper (4) beim Energieverbrauch in radialer Richtung verformbar ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine linear bewegliche Körper (28) oder der wenigstens eine Drehkörper (4) in das Granulat (3) ganz oder teilweise eingetaucht ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Drehkörper (4) als Flügelrad ausgebildet ist, dessen Flügel in das Granulat (3) eingetaucht sind.
Gurtaufroller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügel gekrümmt sind.
Gurtaufroller nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Flügel entlang seiner Anordnung eine Schränkung aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner des Granulats (3) durch die Drehung des Drehkörpers (4) in radialer Richtung verdrängt sind.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Gurtspule (1) und dem wenigstens einen linear beweglichen Köper (28) oder dem wenigstens einen Drehkörper (4) eine Kupplung und/oder Getriebe (24) vorgesehen ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (24) einen sich ändernden, insbesondere progressiven Übersetzungsverlauf aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) aus harten Körnern gebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Körner des Granulats (3) eine Mohshärte von wenigstens 4 aufweisen.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) unterschiedliche Körner aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) Körner mit unterschiedlicher Härte aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) aus mineralischen Körnern besteht.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat aus Quarz(SiO₂)-Sand gebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) Körner aus Glas und/oder Metall aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) eine Schüttdichte (Masse/Volumen) von 1 g/cm³ bis 4,5 g/cm³ aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) durch die auf die Körneroberflächen wirkenden Kräfte expandiert.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Granulat (3) mit wenigstens einem Treibmittel im Kraftbegrenzerraum mischbar ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzerraum (8) in der Gurtspule (1) angeordnet ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzerraum (8) im blockierbaren Gurtspulenteil (11) oder im drehbaren Gurtspulenteil (14) angeordnet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzerraum (8) in einem am Rahmen (7) befestigten Gehäuse (9, 10) angeordnet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzer (2) zusätzlich einen Torsionsstab (6) aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (6) mit einem blockierbaren Gurtspulenteil (11) und einem gegenüber dem blockierenden Gurtspulenteil (11) drehbaren Gurtspulenteil (14) verbunden ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (6) mit dem Drehkörper (4) und dem drehbaren Gurtspulenteil (14) verbunden ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab (6) ferner mit dem blockierbaren Gurtspulenteil (11) über eine Sollbruchstelle (17), welche bei Überschreitung einer Kraftschwelle gelöst ist, verbunden ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem mit dem Torsionsstab (6) verbundenen Drehkörper (4) und dem blockierbaren Spulenteil (11) eine Rutschkupplung vorgesehen oder gebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehkörper (4) mit dem drehbaren Gurtspulenteil (14) mit drehend verbunden ist und gegenüber dem Torsionsstab (6) drehbar gelagert ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttdichte des Granulats (3) im Kraftbegrenzerraum (8) in Abhängigkeit von der Unfallschwere und/oder den Körperdaten des angegurteten Fahrzeuginsassen einstellbar ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüttdichte des Granulats (3) im Kraftbegrenzerraum (8) in Abhängigkeit von der Beschleunigung oder Geschwindigkeit des kraftbegrenzenden Bandauszugs einstellbar ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, das zur Einstellung der Schüttdichte des Granulats (3) im Kraftbegrezerraum (8) das Volumen des Kraftbegrenzerraumes (8) veränderbar ist.
Gurtaufroller mit einer an einem Rahmen (7) drehbar gelagerten Gurtspule für einen Sicherheitsgurt und einem mit einstellbarem Energieverbrauch auf eine Drehbewegung der Gurtspule wirkenden Kraftbegrenzer, insbesondere nach einen der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kraftbegrenzer (2) und der Gurtspule (1) ein Getriebe (24) vorgesehen ist, welches das von der Gurtspule ausgehende Drehmoment mit sich änderndem Übersetzungsverlauf auf den Kraftbegrenzer (2) überträgt.
Gurtaufroller nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand einer Kraftübertragungsstelle (25), an welcher das Drehmoment der Gurtspule (1) zum Kraftbegrenzer (2) übertragen wird, von einer Drehachse (5), um welche die Kraftübertragungsstelle (25) gedreht wird, bei der kraftbegrenzenden Gurtspulendrehung sich ändert.
Gurtaufroller nach Anspruch 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Kraftübertragungsstelle (25) von der Drehachse (5) sich entlang einer um die Drehachse (5) angeordneten Spirale (25) ändert.
Gurtaufroller nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Spirale (25) einen konischen Verlauf aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment der Gurtspule (1) über ein Zugseil (26) auf den Kraftbegrenzer (2) übertragen wird.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 33 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzer (2) ein in einem Kraftbegrenzerraum (8) angeordnetes Kraftbegrenzermedium (3) und einen mit Energieverbrauch im Kraftbegrenzermedium (3) bewegbaren Verdrängerkörper (4; 28) aufweist, wobei das über das Getriebe (24) übertragene Drehmoment der Gurtspule (1) den Verdrängerkörper (4; 28) im Kraftbegrenzermedium (3) bewegt.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 33 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdrängerkörper als im Kraftbegrenzermedium (3) drehbarer Drehkörper (4) oder als im Kraftbegrenzermedium (3) linear bewegbarer Kolben (28) ausgebildet ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzer (2) zusätzlich einen Torsionsstab (6) aufweist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 33 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftbegrenzer (2) als Torsionsstab (6) ausgebildet ist, wobei das über das Getriebe (24) übertragene Drehmoment der Gurtspule (1) auf einen drehbaren Teil, insbesondere ein drehbares Ende des Torsionsstabes (6), übertragen ist.
Gurtaufroller nach einem der Ansprüche 33 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (24) einen progressiven Übersetzungsverlauf aufweist.