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Die Erfindung betrifft eine Gurtwelle für einen Gurtaufroller eines Sicherheitsgurts, mit einem sich in Längsrichtung einer Drehachse erstreckenden Grundkörper, an dem der Sicherheitsgurt befestigt ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug.
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Gurtwellen für Sicherheitsgurte in Fahrzeugen werden üblicherweise als Druckgussteil gefertigt. Die Herstellung dieser Bauteile ist aber sehr aufwendig. Insbesondere wenn Befestigungsstrukturen für ein Gurtband oder Drehmomentübertragungsprofile zum Sperren der Gurtwelle vorgesehen sind, ist die Herstellung in einem Spritzgussverfahren sehr aufwendig. Zudem müssen die Gurtwellen sehr groß dimensioniert werden, um eine ausreichende Stabilität zu erreichen.
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Die gattungsgemäße
DE 10 2010 051 066 A1 beschreibt eine Gurtwelle für einen Gurtaufroller eines Sicherheitsgurts mit einem sich in Längsrichtung einer Drehachse erstreckenden Grundkörper, an dem der Sicherheitsgurt mittels eines Gurtbandhalteelementes befestigt ist, wobei der Grundkörper ein Stanzbiegeteil ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gurtwelle für einen Sicherheitsgurt bereitzustellen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und gleichzeitig eine verbesserte Stabilität aufweist und eine einfache Montage ermöglicht. Aufgabe der Erfindung ist es des Weiteren, einen Gurtaufroller mit einer solchen Gurtwelle zu schaffen. Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 8 gelöst.
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Bei der gattungsgemäßen Gurtwelle eines Gurtaufrollers eines Sicherheitsgurts, mit einem sich in Längsrichtung einer Drehachse erstreckenden Grundkörper, an dem der Gurt befestigt ist, ist der Grundkörper ein Stanzbiegeteil ist. Ein solches Stanzbiegeteil lässt sich auf einfache Weise aus einem ebenen, plattenförmigen Blech herstellen. Aus dem Blech wird ein Rohling ausgestanzt und anschließend in die Form des Grundkörpers gebogen. Dadurch ist eine wesentlich einfachere und somit kostengünstigere Herstellung möglich. Ein Stanzbiegeteil aus Metall benötigt zudem bei gleicher Stabilität wie eine herkömmliche Gurtwelle aufgrund der höheren Materialfestigkeit einen geringeren Bauraum.
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Erfindungsgemäß hat der Grundkörper zur Befestigung des Gurtbandes zwei jeweils an den axialen Enden des Grundkörpers vorgesehene Aufnahmen für ein mit einem Gurtband verbundenes Gurtbandhaltelement. Das Gurtband wird nicht direkt am Grundkörper befestigt, sondern an einem zusätzlichen Gurtbandhalteelement, das am Grundkörper fixiert werden kann. Der Grundkörper kann dadurch wesentlich einfacher ausgeführt sein, da keine separate Befestigungsstruktur für das Gurtband erforderlich ist, sondern lediglich Aufnahmen, in welchen das Gurtbandhalteelement fixiert werden kann.
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Weiterhin erfindungsgemäß weisen die Aufnahmen jeweils quer zur Drehachse verlaufende, einseitig offene Einschubkanäle zur Aufnahme des Gurtbandhalteelements auf. Das Gurtbandhalteelement kann in diese Kanäle, beispielsweise nach der Montage des Grundkörpers in einem Gurtaufroller, in die Aufnahmen eingeschoben werden. Es ist also eine getrennte Anlieferung von Gurtband beziehungsweise Gurtbandhalteelement und Grundkörper möglich.
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Insbesondere verlaufen die Einschubkanäle bezüglich der Drehachse erfindungsgemäß in radialer Richtung. Dadurch ist das Gurtbandelement in eingeschobenem Zustand in die Einschubkanäle im Wesentlichen auf der Drehachse fixiert ist, wodurch eine zentrische Lastübertragung vom Gurtbandhalteelement auf den Grundkörper erfolgen kann.
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Die Aufnahmen können beispielsweise durch U-förmig umgebogene, seitliche Laschen an den axialen Enden des Grundkörpers gebildet sein. Dadurch ist eine einfache Herstellung der Einschubkanäle möglich, die durch die beiden Schenkel der U-förmig umgebogenen Laschen gebildet sind.
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Die Gurtwelle kann des Weiteren ein längliches Gurtbandhalteelement aufweisen, das einen Haltebereich für ein Gurtband sowie zwei in Längsrichtung vorstehende Haltevorsprünge aufweist, wobei die Haltevorsprünge in die Kanäle der Aufnahmen des Grundkörpers eingeschoben sind. Der Haltebereich ist beispielsweise so ausgebildet, dass sich dieser durch eine Schlaufe des Gurtbandes erstrecken kann und eine einfache Befestigung des Gurtbandes am Gurtbandhalteelement realisierbar ist. Ist das Gurtband am Gurtbandhalteelement befestigt, ist eine einfache Montage des Gurtbandhalteelements am Grundkörper möglich, indem das Gurtbandhalteelement in die Aufnahmen beziehungsweise in die Kanäle der Aufnahmen eingeschoben wird. Das Gurtband kann also ohne Werkzeuge an der Gurtwelle befestigt werden. Insbesondere ist ein einfacher Austausch des Gurtbandes möglich, da das Gurtbandhalteelement einfach aus den Aufnahmen des Grundkörpers herausgezogen wird. Im regulären Betrieb eines Gurtaufrollers ist das Gurtband sicher an der Gurtwelle gehalten. Bei vollständig abgewickeltem Gurtband wird das Gurtbandhaltelement durch eine auf das Gurtband wirkende Zugkraft in die Aufnahmen gezogen. Ist das Gurtband teilweise aufgewickelt, wird das Halteelement zusätzlich durch die Wicklungen des Gurtbandes am Grundkörper fixiert. Da die Haltevorsprünge in den Aufnahmen fixiert sind, rutscht das Gurtband auch nicht in Längsrichtung vom Gurtbandhalteelement ab.
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Die Gurtwelle kann des Weiteren zwei Drehmomentübertragungsprofilteile aufweisen, die in Richtung der Drehachse auf den Grundkörper, insbesondere auf die Aufnahmen aufgesteckt sind. Sind die Aufnahmen durch umgebogene Laschen gebildet, sind diese nicht nur innenseitig offen, sodass der Haltebereich des Gurtbandes aus den Aufnahmen herausragen kann, sondern auch auf der Außenseite offen, sodass die Drehmomentübertragungsprofilteile teilweise in die Aufnahme eingreifen können. Dadurch ist eine bessere Drehmomentübertragung zwischen dem Grundkörper und den Drehmomentübertragungsprofilteilen möglich. Zudem ragen die Drehmomentübertragungsprofilteile derart in die Aufnahmen, dass diese das Gurtbandhalteelement in axialer Richtung fixieren.
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Vorzugsweise weisen die Drehmomentübertragungsprofile jeweils eine Aussparung auf, die die Aufnahme zumindest teilweise formschlüssig aufnehmen und/oder umschließen kann, sowie eine außenseitige Sperrverzahnung. Um eine bessere Kraftübertragung zu erzielen, erstrecken sich die Aufnahmen in axialer Richtung in oder vollständig durch die Drehmomentübertragungsprofile, sodass eine direkte Kraftübertragung vom Grundkörper auf eine Blockierverzahnung eines Gurtaufrollers bzw. den Rahmen eines Gurtaufrollers möglich ist.
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Die Drehmomentübertragungsprofilteile können beispielsweise Spritzgussteile sein, die insbesondere aus Kunststoff hergestellt sind. Es ist ebenfalls möglich, diese als Sinter- oder Kaltmassivumformteile auszubilden.
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Um das Gurtbandhalteelement zentriert auf der Drehachse anzuordnen, ist der Grundköper vorzugsweise in einem Aufnahmebereich für das Gurtband von der Drehachse weggebogen, sodass sich eine Aussparung für das Gurtbandhalteelement bildet. Da das Gurtbandhalteelement mittig auf der Drehachse gelagert ist, kann bei vollständig abgewickeltem Gurtband eine zentrische Lastübertragung vom Gurtbandhalteelement auf den Grundkörper erfolgen.
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Vorzugsweise ist der Grundkörper so ausgebildet, dass durch diesen eine Beschädigung des Gurtbandes ausgeschlossen ist. Dazu sind beispielsweise die Kanten des Stanzbiegeteils abgerundet. Optional ist es aber auch möglich, dass am Grundkörper ein Schutzelement, insbesondere aus Kunststoff, vorgesehen ist, das im Aufnahmebereich für das Gurtband den Grundkörper in Umfangsrichtung zumindest teilweise umschließt und sich in Richtung der Drehachse über den gesamten Aufnahmebereich erstreckt. Das Gurtband liegt, insbesondere in aufgewickeltem Zustand, an diesem Schutzelement und nicht direkt am Grundkörper an. Neben dem Schutz des Gurtbandes kann durch das Schutzelement der Durchmesser der Gurtwelle vergrößert werden, sodass ein einfaches Aufwickeln des Gurtbandes auf der Gurtwelle möglich ist.
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Zur Lösung der Aufgabe ist des Weiteren ein Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt in einem Fahrzeug vorgesehen, mit einer erfindungsgemäßen Gurtwelle und einem Rahmen, der zwei parallel angeordnete Seitenflansche mit einer Öffnung zur Aufnahme der Gurtwelle aufweist, und mit zwei Drehmomentübertragungsprofilteilen, die in axialer Richtung auf die Aufnahmen aufgesteckt sind und sich in die Öffnungen erstrecken.
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Die Drehmomentübertragungsprofilteile weisen beispielsweise außenseitig eine Sperrverzahnung auf, und die Öffnungen haben eine zur Sperrverzahnung korrespondierende Gegenverzahnung.
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Vorzugsweise erstreckt sich der Grundkörper durch die Drehmomentübertragungsprofile in die Öffnungen der Flansche, sodass eine direkte Lastübertragung vom Grundkörper bzw. der Gurtwelle auf die Seitenflansche des Gurtaufrollers möglich ist.
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Ein solcher Gurtaufroller ist besonders gut für die Verwendung in einem Endbeschlagstraffer geeignet. Dabei wird die Gurtwelle über ein Drahtseil von einem pyrotechnischen Straffantrieb in Aufwickelrichtung verdreht.
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Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In diesen zeigen:
- - 1 eine perspektivische Ansicht eines Grundkörpers für eine erfindungsgemäße Gurtwelle,
- - 2 eine zweite Ansicht des Grundkörpers aus 1,
- - 3 eine Draufsicht auf den Grundkörper aus 1,
- - 4 eine Seitenansicht auf den Grundkörper aus 1,
- - 5 eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Gurtwelle ohne Gurtbandhalteelement,
- - 6 eine Seitenansicht der Gurtwelle aus 5,
- - 7 eine Draufsicht auf die komplette Gurtwelle aus 5 mit Gurtbandhalteelement,
- - 8 eine Explosionsansicht eines erfindungsgemäßen Gurtaufrollers,
- - 9 den Gurtaufroller aus 8 in zusammengesetztem Zustand,
- - 10 den Gurtaufroller aus 9 mit einem montierten Gurtbandhalteelement.
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In den 1 bis 4 ist ein Grundkörper 10 für eine in den 4 bis 10 dargestellte Gurtwelle 12 gezeigt.
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Der längliche Grundkörper 10 hat einen sich in Längsrichtung einer Drehachse D erstreckenden Aufnahmebereich 14 für ein Gurtbandhalteelement 16 (siehe 7 und 10) sowie zwei an den axialen Enden 18 des Grundkörpers 10 vorgesehene Aufnahmen 20 für das Gurtbandhalteelement 16.
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Die Aufnahmen 20 sind jeweils durch eine U-förmig umgebogene seitliche Lasche 22 (siehe 4) gebildet und formen jeweils einen quer zur Drehachse D verlaufenden einseitig offenen Einschubkanal 24 mit einer Einschuböffnung 26. Die Einschubkanäle 24 sind in dieser Ausführungsform nicht nur quer zur Drehachse D geöffnet, sondern auch in Richtung der Drehachse D. Wie insbesondere in 4 zu sehen ist, verläuft der Einschubkanal 24 bezüglich der Drehachse D in radialer Richtung R.
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Der Aufnahmebereich 14 ist zwischen den Aufnahmen 20 von der Drehachse D seitlich weggebogen und verläuft parallel zur Drehachse D, sodass, wie nachfolgend erläutert wird, das Gurtbandhalteelement 16 zentrisch auf der Drehachse D gelagert werden kann (3).
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Die Drehachse erstreckt sich jedoch durch die Einschubkanäle 24 hindurch.
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Auf den Grundkörper 10 werden, wie in 5 zu sehen ist, jeweils Drehmomentübertragungsprofilteile 28 aufgesteckt. Die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 weisen jeweils eine Aussparung 30 auf, die die Aufnahmen 20 formschlüssig aufnehmen, also in Umfangsrichtung U vollständig umschließen können.
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In den Aussparungen 30 sind Stege 32 vorgesehen, die seitlich in die Einschubkanäle 24 der Aufnahmen 20 ragen.
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Auf der Außenseite der Drehmomentübertragungsprofilteile 28 ist jeweils eine Sperrverzahnung 34 vorgesehen. Die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 werden so auf die Aufnahmen 20 aufgesteckt, dass sich die Aufnahmen 20 in axialer Richtung vollständig durch die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 erstrecken.
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Die Gurtwelle 12 weist des Weiteren ein Gurtbandhalteelement 16 auf, an dem ein hier nicht gezeigtes Gurtband befestigt werden kann. Das Gurtbandhalteelement 16 hat einen sich in Längsrichtung der Drehachse D erstreckenden Haltebereich 38 sowie zwei in Längsrichtung vom Haltebereich 38 vorstehende Haltevorsprünge 40. Die Haltevorsprünge 40 sind so ausgebildet, dass diese in radialer Richtung R in die Einschubkanäle 24 des Grundkörpers 10 eingeschoben werden können.
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Das Gurtband kann beispielsweise mit einer umgenähten Schlaufe auf den Haltebereich 38 aufgefädelt werden. Anschließend können die Haltevorsprünge 40 des Gurtbandhalteelements 16 in die Einschubkanäle 24 eingeschoben werden, wodurch das Gurtbandhalteelement 16 am Grundkörper 10 fixiert wird.
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Die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 können vor oder nach der Montage des Gurtbandhalteelements 16 aufgesetzt werden.
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Insbesondere liegt das Gurtbandhalteelement 16 in Richtung der Drehachse D an den Drehmomentübertragungsprofilteilen 28 an, sodass das Gurtbandhalteelement 16 in Richtung der Drehachse D nicht verschoben werden kann. Die Drehmomentübertragungsprofilteile können beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass diese nach der Montage des Gurtbandhalteelements aufgesetzt werden müssen und nach dem Aufsetzen auf die Aufnahmen ein Herausziehen der Haltevorsprünge 40 aus den Einschubkanälen 24 verhindern.
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In den 8 bis 10 ist ein Gurtaufroller 42 mit einer solchen Gurtwelle 12 gezeigt.
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Der Gurtaufroller 42 weist einen U-Rahmen 44 auf, mit zwei parallelen Seitenflanschen 46 sowie einem Mittelteil 48, an dem eine Befestigungslasche 50 vorgesehen ist. An jedem Seitenflansch 46 ist eine Öffnung 52 zur Aufnahme der Gurtwelle 12 vorgesehen.
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Die Öffnungen 52 weisen jeweils eine zur Sperrverzahnung 34 der Drehmomentübertragungsprofilteile 28 korrespondierende Gegenverzahnung 54 auf, in die die Sperrverzahnungen 34 bei einer Verschiebung der Gurtwelle 12 in eine Blockierrichtung B eingreifen können.
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In einem ersten Herstellungsschritt (9) werden die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 auf die Aufnahmen 20 des Grundkörpers 10 aufgesteckt und die Gurtwelle 12 in den Rahmen 44 eingeschoben, sodass die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 in den Öffnungen 52 gelagert sind.
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Anschließend wird das Gurtbandhalteelement 16, wie bereits beschrieben, quer zur Längsrichtung der Drehachse D, hier also in radialer Richtung zur Drehachse D, mit den Haltevorsprüngen 40 in die Einschubkanäle 24 eingeschoben.
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Der Gurtaufroller42 beziehungsweise die Bauteile des Gurtaufrollers 42 und der Gurtwelle 12 können also getrennt angeliefert und erst beim Zusammenbau des gesamten Gurtaufrollers 42 zusammengesetzt werden. Da das Gurtband gemeinsam mit dem Gurtbandhalteelement 16 erst nach dem Zusammenbau des Gurtaufrollers 42 montiert werden kann, ist der Zusammenbau wesentlich vereinfacht (10).
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Zudem weist der als Stanzbiegeteil ausgebildete Grundkörper 10 der Gurtwelle 12 eine sehr hohe Festigkeit bei gleichzeitig sehr geringen Abmessungen auf. Um eine möglich hohe Festigkeit der Gurtwelle 12 zu erreichen, kann diese beispielsweise aus Stahl hergestellt sein, der zusätzlich vergütet sein kann.
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Wie in den 9 und 10 zu sehen ist, erstreckt sich der Grundkörper 10 durch die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 in die Öffnungen 52 des Rahmens 44. Bei einem Blockieren des Gurtaufrollers 42 und einer Zugkraft in Blockierrichtung B erfolgt somit eine direkte Lastübertragung vom Grundkörper 10 über die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 auf die Seitenflansche 46 des Rahmens 44.
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Falls die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 keine Stege 32 aufweisen, ist es auch denkbar, dass sich die Haltevorsprünge 40 des Gurtbandhalteelements 16 bis in die Öffnungen 52 erstrecken, um eine direkte Lastübertragung zu erzielen.
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Um das Gurtband zusätzlich zu schonen, ist es möglich, dass am Grundkörper 10 ein Schutzelement vorgesehen ist, das den Aufnahmebereich 14 für das Gurtband in Umfangsrichtung zumindest teilweise umschließt und sich in Richtung der Drehachse D über den gesamten Aufnahmebereich 14 erstreckt. Das Gurtband liegt so nicht direkt am Grundkörper 10, sondern am Schutzelement an. Zudem wird durch das Schutzelement der Durchmesser der Gurtwelle 12 erhöht, wodurch das Aufwickeln des Gurtbandes vereinfacht ist.
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Da sich der Aufnahmebereich des Grundkörpers 10 von der Drehachse D weg erstreckt, ist das Gurtbandhalteelement 16 auf der Drehachse D gelagert, sodass eine zentrische Lastübertragung der auf das Gurtband wirkenden Zugkraft auf die Gurtwelle 12 möglich ist.
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Die Drehmomentübertragungsprofilteile 28 sind beispielsweise Spritzgussteile, insbesondere aus Kunststoff oder Metallguss. Da diese getrennt von der Gurtwelle 12 beziehungsweise vom Grundkörper 10 hergestellt werden, ist eine einfache Anpassung an verschiedene Rahmen oder verschiedene Blockierformen möglich. Alternativ können diese Drehmomentübertragungsprofilteile auch als Sinterteile oder als Kaltmassivumformteile ausgebildet sein.
