DE102016104614B4

DE102016104614B4 - Gurtaufroller mit einer Kraftbegrenzungseinrichtung

Info

Publication number: DE102016104614B4
Application number: DE102016104614.0A
Authority: DE
Inventors: Bengt Dahlquist; Robert Svensson
Original assignee: Autoliv Development AB
Current assignee: Autoliv Development AB
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2018-04-05
Anticipated expiration: 2036-03-15
Also published as: WO2017157829A1; DE102016104614A1; KR20180112020A; JP2019508314A; US20190077367A1; US10829084B2; CN108778850A

Abstract

Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges, mit einer drehbar in einem Gehäuserahmen gelagerten Gurtwelle (1), einem gegenüber dem Gehäuserahmen verriegelbaren Profilkopf (2) und einer Kraftbegrenzungseinrichtung (3), die mit einem ersten Ende (4) mit dem Profilkopf (2) und mit einem zweiten Ende (5) mit der Gurtwelle (1) gekoppelt ist und die eine kraftbegrenzte Relativdrehung der Gurtwelle (1) gegenüber dem verriegelten Profilkopf (2) ermöglicht, sowie mit einem die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) zumindest teilweise umgebenden Verbindungsrohr (6) und einem Verriegelungshaken (7), der bei der Relativdrehung der Gurtwelle (1) gegenüber dem Profilkopf (2) über einen äußeren Umfang des Verbindungsrohres (6) gleitet und bei Erreichen eines vorbestimmten Drehwinkels der Gurtwelle (1) in eine an dem Umfang des Verbindungsrohres (6) ausgebildete Verriegelungsnut (8) einfällt, wodurch das Verbindungsrohr (6) mit der Gurtwelle (1) gekoppelt ist, dawobei das Verbindungsrohr (6) einteilig mit dem Profilkopf (2) ausgebildet ist, so dass die Gurtwelle (1) bei Einfallen des Verriegelungshakens (7) in die Verriegelungsnut (8) über den Profilkopf (2) drehfest mit dem Gehäuserahmen verriegelt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges, mit einer drehbar in einem Gehäuserahmen gelagerten Gurtwelle, einem gegenüber dem Gehäuserahmen verriegelbaren Profilkopf und einer Kraftbegrenzungseinrichtung, die mit einem ersten Ende mit dem Profilkopf und mit einem zweiten Ende mit der Gurtwelle gekoppelt ist und die eine kraftbegrenzte Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem verriegelten Profilkopf ermöglicht, sowie mit einem die Kraftbegrenzungseinrichtung zumindest teilweise umgebenden Verbindungsrohr und einem Verriegelungshaken, der bei der Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem Profilkopf über einen äußeren Umfang des Verbindungsrohres gleitet und bei Erreichen eines vorbestimmten Drehwinkels der Gurtwelle in eine an dem Umfang des Verbindungsrohres ausgebildete Verriegelungsnut einfällt, wodurch das Verbindungsrohr mit der Gurtwelle gekoppelt ist.
Ein Gurtaufroller mit den vorgenannten Merkmalen ist aus DE 10 2012 107 557 B3 bekannt, bei welchem durch Einfallen des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut die Kraftbegrenzungseinrichtung von einem niedrigen Kraftbegrenzungsniveau in ein höheres Kraftbegrenzungsniveau geschaltet wird. In manchen Anwendungen ist es allerdings wünschenswert, dass nach einem vorgebbaren Kraftbegrenzungsvorgang die Relativdrehung der Gurtwelle gegenüber dem mit dem Gehäuserahmen verriegelten Profilkopf vollständig gestoppt wird.
Gurtaufroller mit einem einteilig mit dem Profilkopf ausgebildeten Verbindungsrohr sind jeweils aus EP 3 045 356 A1 und DE 10 2006 049 840 A1 bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit Bezug zum Stand der Technik geschilderten Nachteile zumindest teilweise zu beheben und insbesondere einen Gurtaufroller anzugeben, bei dem die kraftbegrenzende Relativdrehung zwischen der Gurtwelle und dem Profilkopf nach Erreichen eines Relativdrehwinkels vollständig gestoppt wird.
Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch einen Gurtaufroller mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen des Gurtaufrollers sind in den abhängigen Ansprüchen und in der Beschreibung angegeben, wobei einzelne Merkmale der vorteilhaften Weiterbildungen in technologisch sinnvoller Weise beliebig miteinander kombinierbar sind.
Gelöst wird die Aufgabe insbesondere durch einen Gurtaufroller mit den eingangs genannten Merkmalen, bei dem das Verbindungsrohr einteilig mit dem Profilkopf ausgebildet ist, sodass die Gurtwelle bei Einfallen des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut über den Profilkopf drehfest mit dem Gehäuserahmen verriegelt ist. Somit wird die Relativdrehung der Gurtwelle zu dem verriegelten Profilkopf nach Erreichen des durch das Einfallen des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut vorgegebenen Drehwinkels vollständig gestoppt. Durch die einteilige Ausbildung des Profilkopfes mit dem Verbindungsrohr wird zudem die Anzahl der Bauteile des Gurtaufrollers verringert.
Mit der Erfindung ist der weitere Vorteil verbunden, dass die gemäß dem Stand der Technik aus zwei Torsionsstäben bestehende Kraftbegrenzungseinrichtung nur noch insbesondere genau einen Torsionsstab als einziges Element der Kraftbegrenzungseinrichtung umfassen kann. Auch ist es so nicht notwendig, einen Torsionsstab durch ein nicht torsionsfähiges Element zu ersetzen. Somit können gegenüber dem Stand der Technik Bauteile eingespart werden.
Der generelle Aufbau und die Funktion eines Gurtaufrollers sowie dessen Bestandteile sind aus DE 10 2012 107 557 B3 sowie aus DE 10 2009 024 292 A1 bekannt, auf die diesbezüglich vollumfänglich verwiesen wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Gurtaufrollers ist der Verriegelungshaken starr mit einem Mitnehmer verbunden, der in eine an den Verbindungsrohr schraubenförmig ausgebildete Nut eingreift, sodass bei Relativdrehung des Verriegelungshakens gegenüber dem Verbindungsrohr eine axiale Verschiebung des Verriegelungshakens gegenüber dem Verbindungsrohr erfolgt, wobei der Verriegelungshaken bei der anfänglichen Drehung des Verriegelungshakens gegenüber dem Verbindungsrohr axial über die am Verbindungsrohr ausgebildete Verriegelungsnut hervorsteht und sich auf dem Verbindungsrohr abstützt und erst nach einer durch die Relativdrehung der Gurtwelle bewirkten Axialverschiebung des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut einfällt. Somit kann über die Länge der Nut, in die der Mitnehmer eingreift, der Drehwinkel festgelegt werden, nach dem eine drehfeste Kopplung der Gurtwelle mit dem gegenüber dem Gehäuserahmen verriegelten Profilkopf erfolgt.
Um einen bestimmten Drehwinkel für das Einfallen des Verriegelungshakens in die Verriegelungsnut vorzugeben, könnte alternativ ein Abstandshalter zwischen dem Verriegelungshaken und der Oberfläche des Verbindungsrohres sowie eine dem Abstandshalter entsprechende Ausnehmung auf der Oberfläche des Verbindungsrohres ausgebildet sein, wobei der Abstandshalter bei einer ersten Überschreitung des Verriegelungshakens über die Verriegelungsnut ein Einfallen des Verriegelungshaken verhindert. Im Folgenden fällt der Abstandshalter in die entsprechende Ausnehmung ein und wird von dem Verriegelungshaken entkoppelt, sodass bei einem erneuten Erreichen der Verriegelungsnut der Verriegelungshaken in die Verriegelungsnut einfällt. Ein solcher Abstandshalter ist bereits in DE 10 2012 107 557 B3 beschrieben.
Insbesondere auch unabhängig von der einteiligen Ausbildung des Profilkopfes mit dem Verbindungsrohr kann in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Kraftbegrenzungseinrichtung oder ein Torsionsstab der Kraftbegrenzungseinrichtung an ihrem ersten Ende und an ihrem zweiten Ende jeweils mehrere radial vorspringende Zähne aufweist, mit denen die Kraftbegrenzungseinrichtung, insbesondere der Torsionsstab, mit zwei Bauteilen des Gurtaufrollers verbunden ist, wobei die Anzahl der Zähne des zweiten Endes größer ist als die Anzahl der Zähne des ersten Endes. Alternativ kann auch die Anzahl der Zähne des ersten Endes größer sein als die Anzahl der Zähne des zweiten Endes. Beispielsweise hat das eine Ende mindestens doppelt so viele Zähne wie das andere Ende. Soweit durch die Zähne eine relative Winkelstellung zu dem Bauteil des Gurtaufrollers vorgegeben wird, kann durch eine höhere Anzahl der Zähne der Winkel zwischen zwei benachbarten Stellungen verkleinert werden, so dass die Stoppfunktion genauer justiert werden kann. Insbesondere ist die Anzahl der Zähne des einen Endes ein Vielfaches der Anzahl der Zähne des anderen Endes.
Bevorzugt sind die Zähne des ersten Endes in Umfangsrichtung versetzt zu den Zähnen des zweiten Endes ausgebildet, insbesondere auch wenn an beiden Ende gleich viele Zähne ausgebildet sind. Insbesondere sind die Zähne des ersten Endes zu den Zähnen des zweiten Endes mit einem Winkel von 20° bis 70° in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet, insbesondere mit einem Winkel von 25° bis 35° oder mit einem Winkel von 55° bis 65°, bevorzugt mit einem Winkel von 30° oder 60°.
Um eine sichere Verbindung mit dem entsprechenden Bauteil des Gurtaufrollers herzustellen, kann vorgesehen sein, dass zumindest zwei Zähne eines Endes mit ihrer jeweiligen radialen äußeren Umfangsgestaltungen eine Rippe ausbilden, durch die eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Profilkopf oder der Gurtwelle erreicht wird. Insbesondere weist jeder zweite Zahn des Endes des Torsionsstabes eine Rippe auf, das die höhere Anzahl an Zähnen aufweist.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden im Folgenden anhand der Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen schematisch
1: eine Explosionsansicht der wesentlichen Bauteile eines Gurtaufrollers und
2: einen Torsionsstab.
Die 1 zeigt die für die Verwirklichung der Erfindung wesentlichen Bauteile eines Gurtaufrollers. Der Gurtaufroller umfasst einen Profilkopf 2, an dem einstückig ein Verbindungsrohr 6 ausgebildet ist. Auf einem äußeren Umfang des Verbindungsrohres 6 sind Verriegelungsnuten 8 und eine schraubenförmig verlaufenden Nut 10 ausgebildet. In dem Verbindungsrohr 6 ist eine als Torsionsstab ausgebildete Kraftbegrenzungseinrichtung 3 angeordnet, die an einem ersten Ende 4 radial vorspringende Zähne 11 aufweist, mit welchem die Kraftbegrenzungseinrichtung 3 drehfest mit dem Profilkopf 2 verbunden ist. Zwischen den Zähnen 11 sind Rippen 12 ausgebildet, mit denen eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Profilkopf 2 erreicht wird. Der Gurtaufroller umfasst ferner eine Gurtwelle 1, die über Zähne 11 an einem zweiten Ende 5 der Kraftbegrenzungseinrichtung 3 mit der Kraftbegrenzungseinrichtung 3 drehfest verbunden ist. Der Gurtaufroller umfasst zudem einen Verriegelungshaken 7, der im montierten Zustand federvorgespannt zwischen der Gurtwelle 1 und dem Verbindungsrohr 6 angeordnet ist, wobei der Verriegelungshaken 7 mit der Gurtwelle 1 verbunden ist.
Wird nun ein Kraftbegrenzungsvorgang in bekannter Weise dadurch eingeleitet, dass der Profilkopf 2 mit einem Gehäuserahmen verriegelt wird, so findet eine Relativdrehung der Gurtwelle 1 in Gurtbandauszugsrichtung gegenüber dem verriegelten Profilkopf 2 statt, bei der die Kraftbegrenzungseinrichtung 3 tordiert wird. In der Ausgangsstellung ist der Verriegelungshaken 7 zu der Verriegelungsnut 8 im Verbindungsrohr 6 axial versetzt. Zudem befindet sich der Mitnehmer 9 in Eingriff mit der schraubenförmig ausgebildeten Nut 10. Bei der Relativdrehung wird nun der Verriegelungshaken 7 von der Gurtwelle 1 mitgenommen, wobei der Mitnehmer 9 in der schraubenförmig angeordneten Nut 10 verläuft und so eine Axialverschiebung des Verbindungshakens 7 gegenüber dem Verbindungsrohr 6 erzeugt. Nach einer durch die Nut 10 vorgegebenen Axialverschiebung und einer entsprechenden Relativdrehung gelangt der Verriegelungshaken 7 in Eingriff mit der Verriegelungsnut 8. In diesem Moment ist die Gurtwelle 1 über den Verriegelungshaken 7 und das Verbindungsrohr 6 unmittelbar drehfest mit dem verriegelten Profilkopf 2 drehfest verbunden, sodass eine weitere Relativdrehung unterbunden ist.
2 zeigt einen als Kraftbegrenzungseinrichtung 3 ausgebildeten Torsionsstab mit einem ersten Ende 4 und einem zweiten Ende 5. Der Torsionsstab weist an beiden Enden 4, 5 jeweils mehrere radial vorspringende Zähne 11 auf. Die Anzahl der Zähne 11 ist am zweiten Ende 5 doppelt so hoch wie am ersten Ende 4. Zur kraftschlüssigen Verbindung des Torsionsstabes mit einem Bauteil des Gurtaufrollers sind zwischen den Zähnen 11 des ersten Endes 4 sich in axialer Richtung erstreckende Rippen 12 ausgebildet. Am zweiten Ende 5 sind Rippen 12 auf einer radial äußeren Seite der Zähne 11 ausgebildet. Die Rippen 12 sind nur auf jedem zweiten Zahn 11 an der zweiten Seite 5 ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Gurtwelle
2: Profilkopf
3: Kraftbegrenzungseinrichtung
4: erstes Ende
5: zweites Ende
6: Verbindungsrohr
7: Verriegelungshaken
8: Verriegelungsnut
9: Mitnehmer
10: Nut
11: Zahn

Claims

Gurtaufroller für einen Sicherheitsgurt eines Kraftfahrzeuges, mit einer drehbar in einem Gehäuserahmen gelagerten Gurtwelle (1), einem gegenüber dem Gehäuserahmen verriegelbaren Profilkopf (2) und einer Kraftbegrenzungseinrichtung (3), die mit einem ersten Ende (4) mit dem Profilkopf (2) und mit einem zweiten Ende (5) mit der Gurtwelle (1) gekoppelt ist und die eine kraftbegrenzte Relativdrehung der Gurtwelle (1) gegenüber dem verriegelten Profilkopf (2) ermöglicht, sowie mit einem die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) zumindest teilweise umgebenden Verbindungsrohr (6) und einem Verriegelungshaken (7), der bei der Relativdrehung der Gurtwelle (1) gegenüber dem Profilkopf (2) über einen äußeren Umfang des Verbindungsrohres (6) gleitet und bei Erreichen eines vorbestimmten Drehwinkels der Gurtwelle (1) in eine an dem Umfang des Verbindungsrohres (6) ausgebildete Verriegelungsnut (8) einfällt, wodurch das Verbindungsrohr (6) mit der Gurtwelle (1) gekoppelt ist, dawobei das Verbindungsrohr (6) einteilig mit dem Profilkopf (2) ausgebildet ist, so dass die Gurtwelle (1) bei Einfallen des Verriegelungshakens (7) in die Verriegelungsnut (8) über den Profilkopf (2) drehfest mit dem Gehäuserahmen verriegelt ist.
Gurtaufroller nach Anspruch 1, wobei der Verriegelungshaken (7) mit einem Mitnehmer (9) starr verbunden ist, der in eine an dem Verbindungsrohr (6) schraubenförmig ausgebildete Nut (10) eingreift, so dass bei Relativdrehung des Verriegelungshakens (7) gegenüber dem Verbindungsrohr (6) eine axiale Verschiebung des Verriegelungshaken (7) gegenüber dem Verbindungsrohr (6) erfolgt, wobei der Verriegelungshaken (7) bei der anfänglichen Drehung des Verriegelungshaken (7) gegenüber dem Verbindungsrohr (6) axial über die am Verbindungsrohr (6) ausgebildete Verriegelungsnut (8) hervorsteht und sich auf dem Verbindungrohr (6) abstützt und erst nach einer Relativdrehung der Gurtwelle (1) bewirkten Axialverschiebung des Verriegelungshaken (7) in die Verriegelungsnut (8) einfällt.
Gurtaufroller nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) an ihrem ersten Ende (4) und an ihrem zweiten Ende (5) jeweils mehrere radial vorspringende Zähne (11) aufweist, mit denen die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) einerseits mit dem Profilkopf (2) und andererseits mit der Gurtwelle (1) verbunden ist, wobei die Anzahl der Zähne (11) des zweiten Endes (5) größer ist als die der Anzahl der Zähne (11) des ersten Endes (4).
Gurtaufroller nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) an ihrem ersten Ende (4) und an ihrem zweiten Ende (5) jeweils mehrere radial vorspringende Zähne (11) aufweist, mit denen die Kraftbegrenzungseinrichtung (3) einerseits mit dem Profilkopf (2) und andererseits mit der Gurtwelle (1) verbunden ist, wobei zumindest zwei Zähne (11) eines Endes (4, 5) jeweils mit ihrer radial äußeren Umfangsgestalt eine Rippe (12) ausbilden, durch die eine kraftschlüssige Verbindung mit dem Profilkopf (2) oder der Gurtwelle (1) erreicht wird.